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Una breve historia de la síntesis FM
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.

Siempre ponga un donk en su música electrónica? Alguna vez esa vieja, sensación familiar viendo la intro de la Ley y el Orden en la televisión, escuchar el sonido de piano eléctrico familiarizado antes del saxo 80 viene llorando en? ¿Qué hay de la línea de bajo de Los Cazafantasmas?

Sí, Im data mí mismo, pero eso es porque quiero darle una historia de síntesis FM.


¿Qué es el FM?

FM es la abreviatura de modulación de frecuencia. Antes de la síntesis FM, la modulación de frecuencia se utiliza más comúnmente para la transmisión de datos a través de una onda de radio. Básicamente, una onda con una frecuencia específica, por ejemplo 101,1 MHz, tendría su frecuencia de formas de onda modulada por algo parecido a una voz, un poco de música, o alguna otra onda compleja. Su amplitud se mantendrá igual, sin embargo.

La onda que la voz, la música o los datos viajarían en se llama la onda portadora. La voz, la música o los datos de la modulación de la frecuencia, por lo que fue llamado el modulador.

Un receptor de radio sintonizado en la onda de 101,1 MHz sería escuchar la onda portadora, detectar las diferencias en la frecuencia, y decodificar la voz, la música o de datos dentro. Esto era mucho mayor ancho de banda y la fidelidad que su predecesor, la modulación de amplitud, lo que tendría la voz, la música o los datos que viajan en una ola que fue variando en amplitud en lugar de la frecuencia. Estas ondas son más débiles debido a la variación en el poder.

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 lo que una onda portadora sinusoidal parecer, modulado por otra ola. (Imagen de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Frequency-modulation.png)


John Chowning: El sintetizador FM de mayor éxito

John Chowning

John Chowning


Alrededor de 1967 un hombre llamado John Chowning estaba jugando con modulación de frecuencia en su laboratorio en Stanford. Ondas portadoras Listo eran ondas sinusoidales que estaban siendo modulada por una onda más compleja. Por lo general se transmiten ondas portadoras a frecuencias increíblemente altas. Estamos hablando de un millón de hercios.

Chowning comenzó a tirar de las frecuencias de onda sinusoidal abajo en el rango audible (20 Hz - 20 000 kHz), y decidió hacer algo bastante singular ... Empezó la modulación de la frecuencia de estas ondas sinusoidales bastante bajas frecuencias con otros ondas sinusoidales alrededor de la misma frecuencia.

Las cosas empezaron a suceder ... Cosas armónicas.


Chowning estaba recibiendo una ola que fue sorprendentemente rica en contenido armónico de dos ondas sinusoidales. Cuando el vehículo estaba siendo modulada, creó bandas laterales. Estas bandas laterales eran armónicos que aparecerían en cualquiera de los lados de la frecuencia portadora. Como el modulador se cambió de tono, las bandas laterales cambiarían también. Estas bandas laterales se podría predecir sobre la base de algunos cálculos, (funciones de Bessel), y que podían predecir lo que surgirían armónicos en un vehículo basado en la frecuencia y amplitud del modulador. Empezó a darse cuenta de que esto era una manera bastante barata y convincente para conseguir un montón de sonido de relativamente poca participación. Esto hizo que lo entusiasmado con las posibilidades musicales!

Ahora, ¿por qué digo barato?

Vamos a explorar brevemente los dos tipos principales de síntesis disponibles antes de FM: sustractivo y aditivo.


Aditivo y síntesis sustractiva vs FM

Síntesis aditiva no es sólo la forma más antigua de síntesis que weve utiliza musicalmente, su también construye fuera de una gran premisa bastante. La síntesis aditiva proviene de la teoría planteada por Joseph Fourier en la década de 1700: Cualquier onda compleja puede dividirse en ondas sinusoidales.

Usted ve, las ondas sinusoidales tienen armónicos. Si tuviéramos suficientes ondas sinusoidales que juegan a diferentes frecuencias y amplitudes, podríamos crear la estructura armónica de cualquier sonido en el universo. Una locura, ¿verdad?

El primer sintetizador aditivo se puede considerar que el órgano de tubos de la década de 1700. Variando longitudes de tubería crearía diferentes combinaciones de flauta como los tonos que eran muy similares a las ondas sinusoidales. La combinación de estos tonos crearía timbres ricos.

Organ


Los primeros sintetizadores aditivos electrónicos fueron alrededor del cambio de siglo (1900) crearon. Ruedas de tono electrónicas se utilizan para crear ondas sinusoidales que se añadieron juntos para hacer que los tonos similares a un órgano de tubos. Esto hizo que los órganos bonito y pequeño, asequible y fácil de mantener.

RMI Harmonic Synthesizer


Sintetizadores aditivos Digitales dio la vuelta en 1974, justo a la misma hora Chowning estaba haciendo su investigación. Una compañía llamada RMI creado un sintetizador que podría hacer 16 tonos a la vez!

En el mundo de la síntesis aditiva, sin embargo, 16 armónicos no es muy impresionante. El sintetizador monofónico también, lo que significaba no acordes para usted! Esto se debió a tocar dos notas a la vez requeriría 32 osciladores. Esto comenzó a ser realmente caro, por lo que la potencia de cálculo fue.

Síntesis sustractiva era menos caro que aditivo, ya que su premisa era tomar una onda que ya son ricos y restar los armónicos de la misma utilizando un filtro. Todos los circuitos era analógica, y los tonos eran cálido, rico y musical. Algunos sintetizadores sustractivos primeros fueron iniciados por Donald Buchla y Bob Moog en los años 60 y 70. Aunque los sintetizadores anteriores existieron antes que ellos, ellos fueron los primeros en crear los sintetizadores del músico de trabajo.

Moog Synthesizer


La limitación con sintetizadores sustractivos analógicos en los años 70 fue su incapacidad para estar en sintonía y recordar los ajustes preestablecidos, (sin CPU o la memoria). También eran bastante grandes y difíciles de manejar en el escenario.

Síntesis de FM, por el contrario, fue reproducida digitalmente, podría usar tan pocos como 2 osciladores para crear contenido de armónicos extremadamente densa, y no requerir un filtro para alterar el contenido de armónicos. Como era digital, un sintetizador FM podría ser creado para recordar la configuración y mantenerse en perfecta sintonía.

Después de añadir 4 más osciladores a la anterior 2, Chowning exploró maneras de tener diferentes combinaciones de portadores y moduladores. Estos fueron llamados algoritmos, y servirían como buenos puntos de partida para ciertos tipos de sonidos. Chowning comenzó a crear las recreaciones polifónicos de cuerdas, pianos, instrumentos de metal, y otros ... y alguien estaba escuchando.

La empresa Yamaha de Japón se enteró de Chownings hazañas, y accedió a la licencia de la patente para la síntesis FM de Stanford. Esta licencia aceleró el nacimiento de uno de los sintetizadores más popular de todos los tiempos: el Yamaha DX7.

DX7


El DX7 era una maravilla para la vista en el momento. Era asequible, recordó la configuración, se quedó en perfecta sintonía, era polifónico, y también se convirtió en el primer sintetizador controlado por MIDI. Cuando la patente expiró en 1995, Stanford hizo 20 millones de dólares en la patente de síntesis FM. Fue la segunda patente más lucrativo jamás licenciado en Stanford.

Síntesis FM es muy singular en su textura y timbres. Es especialmente conocido por sus tonos de timbre y sonidos parecidos a inarmónicos. Muchos de los juegos de arcade de Atari primeros utilizan un motor de síntesis de FM para la música y diseño de sonido. Juegos como Paperboy y APB utilizan exclusivamente FM, y dieron a los juegos un sonido muy único. Muchas máquinas de pinball también se utiliza FM para la música y diseño de sonido también.

FM es muy difícil de programar, pero una vez que el cuelgue de ella, es muy gratificante. Una gran actualización del sintetizador FM son sintetizadores como el FM8 de Native Instruments, que dan aditivo, sustractivo y opciones FM.

He tenido muchas noches de perderse en la síntesis FM. Espero que tengas la oportunidad de explorar, así!

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Comments (4)

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  • 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
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