All Articles Recording & Production
Eine kurze Geschichte der FM-Synthese
David Earl on Fri, November 1st 4 comments
David Earl (aka SFLogicNinja) is here on a mission. The mission is to explain the history of FM synthesis (you know, Ghostbusters basslines, etc). In this fascinating article David does that and more.

Überhaupt legte eine donk in Ihrer elektronischen Musik? Schon mal die alte, vertraute Gefühl gerade die Einführung in Recht und Ordnung im Fernsehen; Anhörung der vertrauten elektronischen Piano-Sound, bevor die 80er sax kommt in Jammern? Wie wäre es mit der Bassline zu Ghostbusters?

Ja, ich bin aus mir selbst, aber das ist, weil ich Ihnen eine Geschichte der FM-Synthese wollen.


Was ist FM?

FM ist die Abkürzung für Frequency Modulation. Vor FM Synthese wurde Frequenzmodulation am häufigsten für die Übertragung von Daten über eine Funkwelle verwendet. Grundsätzlich ist eine Welle mit einer bestimmten Frequenz, etwa 101,1 MHz, würde die Wellenformen, moduliert durch etwas wie eine Stimme, etwas Musik oder andere komplexe Welle. Seine Amplitude gleich bleiben würde, aber.

Die Welle, dass die Stimme, Musik oder Daten würden auf reisen hieß der Trägerwelle. Die Stimme, Musik oder Daten war die Modulation der Frequenz, so hieß der Modulator.

Ein Funkempfänger abgestimmt auf die 101,1 MHz Welle würde die Trägerwelle hören, erkennen die Unterschiede in der Frequenz und decodieren die Stimme, Musik oder Daten innerhalb. Das war viel höhere Bandbreite und Treue als sein Vorgänger, Amplitude Modulation, die die Stimme hätte, Musik oder Daten unterwegs auf einer Welle, die in der Amplitude statt Frequenzveränderungseinrichtung wurde. Diese Wellen waren schwächer aufgrund dieser Varianz an der Macht.

Here’s what a sine wave carrier looks like, being modulated by another wave. (Image from http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Frequency-modulation.png)

Heres, was eine Sinuskurve Träger wie, moduliert durch eine andere Welle aussieht. (Bild von http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Frequency-modulation.png)


John Chowning: Die erfolgreichste FM synthesist

John Chowning

John Chowning


Um 1967 ein Mann namens John Chowning wurde Herumspielen mit Frequency Modulation in seinem Labor in Stanford. Gewöhnlich Träger Wellen waren Sinuswellen moduliert die durch eine komplexere Welle wurden. Gewöhnlich Trägerschwingungen wurden wahnsinnig hohen Frequenzen übertragen. Redeten eine Million Hertz.

Chowning fing an, diese Sinuswellenfrequenzen unten in den hörbaren Bereich (20 Hz - 20.000 kHz), und beschlossen, etwas ziemlich einzigartiges tun ... Er begann Modulieren der Frequenz dieser relativ niedrigen Frequenz Sinuswellen mit anderen Sinuswellen auf der gleichen Frequenz.

Die Dinge begannen passiert ... Harmonic Dinge.


Chowning war immer eine Welle, die überraschend reich an harmonischen Inhalt von zwei Sinuswellen war. Wenn der Träger moduliert wird, erstellt es Seitenband. Diese Seitenbänder sind Oberwellen, die auf beiden Seiten der Trägerfrequenz erscheinen würde. Wie der Modulator in der Tonhöhe verändert wurde, würden die Seitenbänder sowie verlagern. Diese Seitenbänder konnten für einige mathematische, (Bessel-Funktionen) vorhergesagt werden, und er kann vorhersagen, was Oberschwingungen entstehen würde in einem Träger der Frequenz und Amplitude des Modulators basiert. Er begann zu begreifen, dass dies ein ziemlich billig und überzeugende Art und Weise, eine Menge Sound aus relativ wenig Input zu bekommen war. Das brachte ihm über die musikalischen Möglichkeiten aufgeregt!

Nun, warum ich sage, günstig?

Lets kurz auf die beiden wichtigsten Arten der Synthese zur Verfügung, bevor FM: Subtractive und Additive.


Additive und subtraktive Synthese vs FM

Additive Synthese ist nicht nur die älteste Form der Synthese dass weve musikalisch, nutzte seine auch aus einer recht großen Prämisse gebaut. Additive Synthese kommt aus der Theorie von Joseph Fourier in den 1700er Jahren gestellt: Jede komplexe Welle kann in Sinus Wellen gebrochen werden.

Sie sehen, Sinuswellen haben keine Oberwellen. Wenn wir genug Sinuswellen spielen bei verschiedenen Frequenzen und Amplituden hätten, könnten wir schaffen die harmonische Struktur des jeweiligen Tons im Universum. Verrückt, nicht wahr?

Die erste Additiv Synth würde wohl die Orgel von den 1700er Jahren sein. Unterschiedliche Rohrlängen würde verschiedene Kombinationen von Nut-Töne, die sehr ähnlich Sinuswellen sind. Die Kombination aus diesen Tönen würde reichen Klangfarben.

Organ


Die ersten elektronischen additive Synthesizer wurden um die Jahrhundertwende (1900) erstellt. Elektronische Ton Räder wurden verwendet, um Sinuswellen, die zusammenarbeiten, um Töne ähnlich einer Pfeifenorgel machen zugegeben erstellen. Dies machte Organe schön und klein, erschwinglich und leicht zu pflegen.

RMI Harmonic Synthesizer


Digitale additive Synthesizer kam um 1974, rechts um die gleiche Zeit Chowning macht seine Forschung wurde. Eine Firma namens RMI erstellt einen Synthesizer, der 16 Töne auf einmal machen könnte!

In der Welt additive Synthese ist jedoch 16 Oberschwingungen nicht sehr beeindruckend. Der Synthesizer war auch monophonen, die keine Akkorde für Sie bestimmt! Das war, weil zwei Noten auf einmal spielen 32 Oszillatoren erfordern würde. Dieser fing an, wirklich teuer, so weit wie Rechenleistung ging.

Subtractive Synthese war weniger teuer als Additiv, denn seine Prämisse war es, eine bereits reiche Welle nehmen und subtrahieren Oberwellen daraus mit Hilfe eines Filters. All der Schaltung war analog, und die Töne waren warm, reich und Musical. Einige frühe subtraktiven Synthesizer wurden von Donald Buchla und Bob Moog Pionierarbeit in den 60er und 70er Jahren. Obwohl früher Synthesizer bestand vor ihnen, waren diese beiden die erste Synthesizer der Arbeiterklasse Musiker erstellen.

Moog Synthesizer


Die Begrenzung mit analogen Synthesizern subtraktiven in den frühen 70er Jahren war ihre Unfähigkeit, in Einklang zu bleiben und daran erinnern Voreinstellungen, (keine CPU oder Speicher). Sie waren auch ziemlich groß und unhandlich auf der Bühne.

FM-Synthese auf der anderen Seite, digital wiedergegeben wurde, könnte so wenig wie 2 Oszillatoren extrem dichte Harmonischen zu erzeugen, und nicht verlangen ein Filter, um den harmonischen Inhalt zu verändern. Da es digital war, konnte ein FM-Synthesizer erstellt, um die Einstellungen zu erinnern und bleiben völlig im Einklang sein.

Nach Zugabe von 4 mehrere Oszillatoren zum vorherigen 2 Chowning Möglichkeiten, verschiedene Kombinationen von Trägern und Modulatoren erforscht. Diese wurden als Algorithmen, und würde als gute Ausgangspunkte für bestimmte Arten von Sounds dienen. Chowning begann die Schaffung polyphone Nachbildungen von Streicher, Pianos, Bläser und andere ... und jemand zuhörte.

Die Yamaha Corporation of Japan gehört Chownings Exploits, und vereinbart, um das Patent für FM-Synthese aus Stanford lizenzieren. Diese Lizenz beschleunigt die Geburt eines der beliebtesten Synthesizer aller Zeiten: Der Yamaha DX7.

DX7


Die DX7 war ein Wunder, zu dem Zeitpunkt anzuschauen. Es war erschwinglich, erinnerte Einstellungen, blieb perfekt gestimmt war vielstimmig, und wurde auch der erste MIDI gesteuerten Synthesizer. Zu der Zeit, das Patent im Jahr 1995 abgelaufen, machte Stanford 20 Millionen Dollar aus der FM-Synthese Patent. Es war das zweite lukrativste Patent jemals an der Stanford lizenziert.

FM-Synthese ist sehr einzigartig in ihrer Textur und Klangfarben. Es ist vor allem für seine Glocke-wie Töne und Klänge inharmonischen bekannt. Viele der frühen Arcade-Videospielen von Atari verwendet einen FM-Synthese-Engine für Musik und Sound-Design. Spiele wie Paperboy und APB verwendet ausschließlich FM, und gab den Spielen einen sehr einzigartigen Sound. Viele Flippern auch für Musik und Sound Design sowie FM.

FM ist sehr anspruchsvoll zu programmieren, aber wenn man einmal den Dreh raus, es ist sehr lohnend. Ein großes Update des FM-Synthesizer sind Synths wie der FM8 von Native Instruments, die additive geben, subtraktive und FM Optionen.

Ich habe viele einen Abend am Anfang in der FM-Synthese verloren. Ich hoffe, Sie bekommen eine Chance, es so gut zu erkunden!

Related Videos
Comments (4)

You must be logged in to comment.

  • Peter Schwartz
    What? No mention of the Synclavier and its FM? It predated the DX7 by many years, and featured an additive carrier.
    • 6 years ago
    • By: Peter Schwartz
    Reply
  • David Earl
    It's true the the Synclavier utilized FM synthesis. I meant to always say first 'affordable' digital FM synth, but sometimes I forget. The Synclavier was a marvel to behold. From what I remember it's early FM incarnations were sold mostly to studios and universities, as well as other wealthy folks. It can also be argued that Don Buchla used FM in his earlier synths, and I try in my videos to address that earlier synths included FM in some form or another, pointing to the DX7 because of its affordability and complex algorithms, and the fact that it was solely FM. Thanks for the input Ski, you are a legend in your own right.
    • 6 years ago
    • By: David Earl
  • Peter Schwartz
    Also, don't mean to beat you up too badly :) but the DX7 was not the first MIDI controlled synthesizer. It was the Prophet 600, with the Jupiter 6 a close second.
    • 6 years ago
    • By: Peter Schwartz
    Reply
  • David Earl
    Ack. Yup, you're right. I thought the Juptier 6 and Prophet 600 came shortly AFTER the DX7, but alas. My bad. I sure did love the Jupiter 6, too. Shame on me.
    • 6 years ago
    • By: David Earl
Analog Synthesis in a Digital World
Synthesis 201
Dream It. Do It.
Do you want to learn Analog Synthesis in a Digital World?
Yes, I want to learn!
No Thanks, I just want to read the article.
Feedback
Course Advisor
Don't Know Where To Start?
Ask A Course Advisor
Ask Us!
Copy the link below and paste it into an email, forum, or Facebook to share this with your friends.
Make money when you share our links
Become a macProVideo.com Affiliate!
The current affiliate rate is: 50%
Classes Start Next Week!
Live 8-week Online Certification Classes for: