FM Synthese

Wat is FM Synthese?

FM synthese is de afkorting van Frequency Modulation. Het is een soort synthese die geluiden elektrisch of digitaal produceert door de origineel gegenereerde geluidsgolf die door een oscillator is geproduceerd te veranderen, (“moduleren”). Als een instrument kunnen ze hardware- of VST-plug-in varianten zijn. In beide gevallen werken ze op basis van hetzelfde principe dat zojuist is genoemd.
Simpel gezegd, FM-synthese gebruikt een signaal genaamd “modulator” om de toonhoogte van een ander signaal, de “carrier”, die in hetzelfde of een vergelijkbaar audiobereik is, te moduleren. Dit creëert gloednieuwe frequentie-informatie in het resulterende geluid, waardoor het timbre verandert zonder het gebruik van filters.
Voor de duidelijkheid, “timbre” is het onderscheidende karakter van een geluid. Het timbre van een geluid is afhankelijk van de frequentie-inhoud. De frequenties die aanwezig zijn in een pianogeluid zijn bijvoorbeeld anders dan die in een gitaargeluid, zelfs op dezelfde toonhoogte en hetzelfde niveau. Dit is wat hen anders laat klinken.

Geschiedenis

FM-synthese was ontdekt in de experimenten van 1967 van John Chowning aan de Stanford University. In eerste instantie gebruikte Chowning complexe golfvormen om de toonhoogte van eenvoudige sinusgolven te moduleren. Dit resulteerde in supersonische signalen bij frequenties van meer dan een miljoen Hertz.
Chowning begon toen te experimenteren met het moduleren van de sinusgolven met andere sinusgolven en zag de introductie van nieuwe harmonischen aan beide kanten van de gemoduleerde sinusgolf. Deze harmonischen zouden veranderen afhankelijk van de frequentie van het modulerende signaal en produceren rijke geluiden met slechts het gebruik van twee sinusgolven. Yamaha heeft de ontdekking van Chowning in licentie gegeven en de eerste FM-synthesizer, de enorm populaire DX7, gemaakt. En zo was de FM-synthese geboren.

Operators

Het belangrijkste concept om te begrijpen bij het duiken naar FM-synthese is het idee van operators. Een operator is een groep componenten die op elkaar inwerkt en die één bouwsteen vormt van de FM-synthese-opstelling.
Bovendien interageren deze operateurgroepen met elkaar. Elke operator wordt over het algemeen op dezelfde manier opgezet en de opstelling van de operatoren helpt bij het bepalen van de uiteindelijke uitvoer van de synthesizer. Een basisoperator bestaat uit de volgende onderdelen:

• input
• oscillator
• amplifier
• output

De toonhoogte van de oscillator kan worden geregeld met een MIDI-ingang (maar dat hoeft niet zo te zijn), en de versterker kan worden bestuurd met een envelopgenerator om het geluid in de loop van de tijd vorm te geven.

Input

De input van een operator is in de toonhoogte van de oscillator gevoerd. Voorlopig kunnen we dit negeren, omdat we slechts met één operator te maken hebben.

Oscillator

Een oscillator genereert en voert een herhalende golfvorm uit. Deze golfvorm zal in het algemeen een instelbare frequentie / spoed en een instelbare golfvorm (bijvoorbeeld sinus, sawtooth, etc.) hebben. Zoals met de meeste synthesizers, kan de frequentie / toonhoogte van de oscillator worden geregeld met behulp van een MIDI-invoer van een MIDI-controller. In de FM-synthese is dit echter niet altijd ideaal. Daarom kunnen we de MIDI-invoer van de oscillator loskoppelen, waardoor deze dezelfde toonhoogte uitvoert, ongeacht welke noot wordt gespeeld.

Amplifier

De versterker regelt het signaalniveau dat van de oscillator komt. Een envelopgenerator kan worden gebruikt om het niveau van het signaal na verloop van tijd te boetseren, waardoor alles wordt gecreëerd, van korte, percussieve geluiden tot zwellende padgeluiden.
Voor meer informatie over FM synthese, check deze video hieronder.