FM-synthese - hoe het werkt
FM-synthese is een eenvoudige geluidssynthesemethode die moeilijk te voorspellen is in termen van de resultaten. In deze praktische tip leggen we de basisprincipes van FM-synthese uit en laten we u enkele geluidsvoorbeelden zien.
Wat is FM-synthese?
Kortom, u moet het volgende weten over FM-synthese:
- FM-synthese is een geluidsynthese-proces dat kunstmatige geluiden creëert of natuurlijke geluiden aanpast.
- De "FM" in FM-synthese staat voor "Frequency Modulation".
- FM-synthese werd uitgevonden door John Chowning in de vroege jaren 1970.
- In een technisch artikel en zijn boek legt hij de parameters nauwkeurig uit en geeft hij eerste instructies voor het reproduceren van natuurlijke instrumentgeluiden met behulp van FM-synthese.
- FM-synthese wordt gebruikt in veel toetsenborden en synthesizers, zoals de Yamaha DX7 en de FM7 van Native Instruments.
- Andere geluidssynthesemethoden omvatten additieve synthese, zoals te horen in deze YouTube-video, evenals wavetable en korrelige synthese, subtractieve synthese, amplitudemodulatie of ringmodulatie, fysieke modellering of waveshaping met opzoektabellen.
Dit is hoe FM-synthese werkt
In principe werkt FM-synthese met behulp van een formule die eenvoudig kan worden geïmplementeerd in zowel analoge circuits als digitale programmering om complexe geluiden te produceren. In het volgende lichten we de basisbegrippen van FM-synthese toe. Tijdreeksen en spectra evenals links naar YouTube-video's die ook de resulterende geluiden bevatten, zijn te vinden in de volgende fotogalerij.
- FM-synthese begint in principe met een formule die bestaat uit een draaggolffrequentie en een modulatiefrequentie: A cos (2 π fc t + β cos (2 π fm t))
- Het spectrum is symmetrisch opgebouwd rond de draaggolffrequentie of draaggolffrequentie fc. Deze symmetrische frequenties worden "zijbanden" genoemd.
- De modulatiefrequentie fm geeft u de herhalingssnelheid van de frequentiemodulatie. Lage waarden zijn een laagfrequente oscillator (LFO) en vibrato is hoorbaar. Bij hogere frequenties is de modulatie zo snel dat een complexe geluidsindruk wordt gemaakt.
- De modulatie-index β bepaalt de bandbreedte, de volheid van het geluid. Het specificeert de modulatiediepte. Het aantal zijbanden is ongeveer 2 × (β + 2).
- De frequenties van de zijbanden zijn fc + k fm, waarbij k een positief of negatief geheel getal is.
- Als frequenties te hoog worden voor de bemonsteringsfrequentie, treedt aliasing op: een frequentie van 10000 + 1000 wordt 10000 - 1000 etc.
- "Negatieve" frequenties worden ook gereflecteerd, namelijk bij 0 Hz. -10 Hz wordt 10 Hz, maar uit fase met 180 °.
- Als u de verhouding van fc tot fm en de modulatie-index β constant houdt, wordt de golfvorm getransponeerd wanneer u de draaggolffrequentie wijzigt. Dit is hoe je een "instrument" met een homogeen timbre kunt creëren.
- Om fc de fundamentele frequentie van het geluid te laten zijn, moet fm minstens twee keer zo groot zijn als fc, omdat dit de enige manier is waarop alle frequenties onder de draaggolf "negatieve" frequenties worden en na reflectie 0 Hz hoger zijn dan fc zelf. Uitzondering: fm = fc
In verdere CHIP online praktische tips, zullen we uitleggen hoe u uw elektrische piano op een pc kunt aansluiten en waar General MIDI over gaat.