FM-syntes - hur det fungerar
FM-syntes är en grundläggande ljudsyntesmetod som är svår att förutsäga med avseende på dess resultat. I detta praktiska tips förklarar vi grunderna för FM-syntes och visar dig några ljudexempel.
Vad är FM-syntes?
I princip bör du veta följande om FM-syntes:
- FM-syntes är en ljudsyntesprocess som skapar konstgjorda ljud eller modifierar naturliga ljud.
- "FM" i FM-syntes står för "Frequency Modulation".
- FM-syntes uppfanns av John Chowning i början av 1970-talet.
- I en teknisk artikel och sin bok förklarar han parametrarna exakt och ger initiala instruktioner för hur man kan återge naturliga instrumentljud med FM-syntes.
- FM-syntes används i många tangentbord och synthesizers, som Yamaha DX7 och FM7 från Native Instruments.
- Andra ljudsyntesmetoder inkluderar additiv syntes, vilket hörs i denna YouTube-video, liksom vågbar och granulär syntes, subtraktiv syntes, amplitudmodulering eller ringmodulering, fysisk modellering eller vågformning med uppslagstabeller.
Så här fungerar FM-syntesen
I princip fungerar FM-syntes med en formel som enkelt kan implementeras i både analoga kretsar och digital programmering för att producera komplexa ljud. I det följande förklarar vi de grundläggande termerna för FM-syntes. Tidsserier och spektra samt länkar till YouTube-videor som också innehåller de resulterande ljuden kan hittas i följande bildgalleri.
- FM-syntes börjar i princip med en formel som består av en bärfrekvens och en moduleringsfrekvens: A cos (2 π fc t + β cos (2 π fm t))
- Spektrumet är konstruerat symmetriskt runt bärfrekvensen eller bärfrekvensen fc. Dessa symmetriska frekvenser kallas "sideband".
- Moduleringsfrekvensen fm ger dig repetitionsfrekvensen för frekvensmoduleringen. Låga värden är en lågfrekvent oscillator (LFO) och vibrato kan höras. Vid högre frekvenser är moduleringen så snabb att ett komplext ljudavtryck skapas.
- Moduleringsindexet β bestämmer bandbredden, ljudets fullhet. Den anger moduleringsdjupet. Antalet sidoband är cirka 2 × (β + 2).
- Frekvenserna för sidobanden är fc + k fm, där k är ett positivt eller negativt heltal.
- Om frekvenserna blir för höga för samplingshastigheten sker aliasing: en frekvens av 10000 + 1000 blir 10000 - 1000 etc.
- "Negativa" frekvenser återspeglas också, nämligen vid 0 Hz. -10 Hz blir 10 Hz, men utan fas 180 °.
- Om du håller förhållandet mellan fc och fm och moduleringsindexet konstant, kommer vågformen att transponeras när du ändrar bärfrekvensen. Så här kan du skapa ett "instrument" med en homogen timbre.
- För att fc ska vara den grundläggande frekvensen för ljudet, måste fm vara minst dubbelt så stor som fc, eftersom detta är det enda sättet att alla frekvenser under bäraren blir "negativa" frekvenser och efter spegling är 0 Hz högre än fc själv. Undantag: fm = fc
I ytterligare CHIP-praktiska tips online kommer vi att förklara hur du kan ansluta ditt elektriska piano till en PC och vad General MIDI handlar om.