这个简单的 FM 合成器设计有什么问题？

Question

我正在尝试使用 Audiolet（合成库，http://oampo.github.io/Audiolet/api.html）在 JavaScript 中实现 Yamaha YM3812 声音芯片（又名 OPL2 http://en.wikipedia.org/wiki/YM3812）的一些功能

Audiolet 允许您将合成器构建为节点图（振荡器、DSP、包络发生器等）。

OPL2 有九个通道，每个通道有两个运算符（振荡器）。通常，每个通道中的一个振荡器调制另一个的频率。为了模拟这一点，我为每个通道建立了一个节点链：

Synth 节点链（九个通道之一）

节点链创建及连接代码：

var FmChannel = function(audiolet) {
    this.car = new ModifiedSine(audiolet);
    this.carMult = 1;
    this.setCarrierWaveform(this.SIN);
    this.mod = new ModifiedSine(audiolet);
    this.modMult = 1;
    this.setModulatorWaveform(this.SIN);
    this.modMulAdd = new MulAdd(audiolet);
    this.carGain = new Gain(audiolet);
    this.carEnv = new ADSREnvelope(audiolet, 0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1,
        function() {
            this.carEnv.reset();
        }.bind(this)
    );
    this.carAtten = new Multiply(audiolet);
    this.modGain = new Gain(audiolet);
    this.modEnv = new ADSREnvelope(audiolet, 0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1,
        function() {
            this.modEnv.reset();
        }.bind(this)
    );
    this.modAtten = new Multiply(audiolet);

    this.modEnv.connect(this.modGain, 0, 1);
    this.mod.connect(this.modGain);
    this.modGain.connect(this.modAtten);
    this.modAtten.connect(this.modMulAdd);
    this.modMulAdd.connect(this.car);
    this.carEnv.connect(this.carGain, 0, 1);
    this.car.connect(this.carGain); 
    this.carGain.connect(this.carAtten);
    // connect carAtten to the mixer from outside
};

但是，当我设置调制器和载波节点的参数（振荡器波形、相对频率、衰减、ADSR 参数）和触发音符时，输出与具有大致相同参数的体面 OPL2 仿真器几乎没有相似之处。有些声音在球场上。其他人则相当不愉快。

我对如何继续有一些想法（我想在不同阶段绘制输出将是一个很好的起点），但我希望有经验的人可以为我指出正确的方向，或者指出一些明显错误的地方我在做什么。我没有信号处理或强大的数学背景。我对FM没有深刻的直观理解。

我怀疑的一些问题是：

1) 我的 FM 实现（如上所示）根本上是错误的。此外，播放音符的功能可能存在问题（在触发 ADSR 包络之前设置振荡器频率，并缩放和偏移调制器）：

FmChannel.prototype.noteOn = function (frq) {
    var Fc = frq*this.carMult;
    this.car.reset(Fc);
    this.mod.reset(frq*this.modMult);
    // scale and offset modulator from range (-1, 1) to (0, 2*Fc)
    // (scale and offset is after ADSR gain and fixed attenuation is applied)
    this.modMulAdd.mul.setValue(Fc);
    this.modMulAdd.add.setValue(Fc);
    this.carEnv.reset();
    this.modEnv.reset();
    this.carEnv.gate.setValue(1);
    Thethis.modEnv.gate.setValue(1);
};

2) FM 合成器的输出可能对调制器 ADSR 包络形状的微小差异高度敏感（请告诉我这是不是真的！），我的 ADSR 包络最多是实际 ADSR 的粗略近似OPL2。我的实现还缺少一些看起来相对不重要的功能（例如键缩放），但可能会显着影响 FM 合成器的声音（同样，我不确定）。

Answer 1

大多数标有“FM”的合成器实际上都进行相位调制（PM，参见https://en.wikipedia.org/wiki/Phase_modulation）。有一些好处（主要是在较大的音调范围内产生更稳定的声音）。 OPL2 也可能使用这个，我没有找到明确的证据，但维基百科的文章也使用了“相位调制”一词。

简而言之，许多标记为“FM”的音乐合成器实际上具有“PM”，因此您可以尝试使用它，并检查它是否更适合预期的 OPL2 声音。

快速浏览一下 Audiolet 源，我猜Sine 振荡器正在做真正的 FM，因此您可能需要更换它并添加相位输入以允许相位调制。

基本上就是一行

output.samples[0] = Math.sin(this.phase);

由Sine 使用的载波振荡器必须读取类似

output.samples[0] = Math.sin(this.phase+phase_offset);

phase_offset 由调制振荡器而不是频率控制。