Klangsynthese
Klangerzeugungen Klangsynthese
  • Textgrösse erhöhen oder verringern
  • Drucken

Klangsynthese, Sound Design und Klangbearbeitung - Teil 22

Das Frequenzspektrum in der FM Synthese

  • Like
  • Tweet
  • +1
  • Pin it

Im letzten Artikel haben wir gelernt, dass man mit der FM Synthese komplexe harmonische Klänge erstellen kann. Heute schauen wir uns an welche Auswirkungen dies auf das Frequenzspektrum hat.

Über Mathematik und Frequenzen

Das harmonische Spektrum hängt vom Zusammenspiel zwischen dem Carrier (C) und Modulationssginal (M) ab. Ist C/M eine ganze Zahl so wird das erzeugte Spektrum aus Obertönen der zwei Frequenzen C und M bestehen. Ist C/M nicht ganzzahlig so wird der resultierende Spektrum inharmonisch. 

Neben dem harmonischen Spektrum eines Signals gibt es auch noch die Frage nach der Bandbreite. Nochmals zur Erinnerung: Die Bandbreite eines Signals besteht aus allen darin enthaltenen Frequenzen. Was die FM Synthese angeht so hängt die Bandbreite vollständig vom Modulationsindex (I) ab. Dieser Index ergibt sich aus der Formel I=D/M, wo D für die Menge an Frequenzabweichung oder auf das Carrier Signal angewendete Tiefe steht und M die Frequenz der modulierenden Wellenform beschreibt. Einfach gesagt drückt der Modulationsindex aus, wieviel Modulation auf das Carrier Signal angewendet wird. 

Die Amplitude jeder Frequenz die in dem Signal vorkommt kann schliesslich mit einer mathematischen Funktion beschrieben werden die sich "Bessel Funktion" nennt. Diese Funktion im Detail zu beschreiben sprengt den Rahmen dieses Artikels, ich wollte sie aber dennoch erwähnen da sie sehr interessante Verhaltensweisen des Audio Signals beschreiben kann. Zum einen zum Beispiel, dass die maximale Amplitude eines Signals nicht durch den Modulationsindex verändert wird. Man kann also den Modulationsindex so verändern wie man möchte, das Gesamtvolumen wird dadurch nicht verändert. Auch interessant zu erwähnen ist dass je mehr man den Modulationsindex erhöht desto geringer wird die Frequenzamplitude von C im Verhältnis zum gesamten Signal. Es kann sogar komplett verschwinden, was die FM Synthese einer Ring Modulation ähnlich macht, aber mit einer wesentlich grösseren Anzahl Seitenbänder. 

 

FM Synthese ─ Wann und wo?

Auch wenn die FM Synthese an sich durchaus auch in der analogen Welt erzeugt werden könnte so ist es doch die digitale Domäne in der sie sich so richtig entfalten konnte. Nach verschiedenen kleinen Anfängen war es am Ende schliesslich Yamaha die sich dieser neuartigen Klangerzeugung verschrieben. 

La synthèse sonore FM

Diese japanische Firma entwickelte und verbesserte die ersten Prototypen und führte in 1980 mit dem GS 1 den ersten digitalen Synthesizer ein - auch wenn der in 1983 vorgestellte DX7 wohl noch mehr Erwähnung verdienen dürfte. Dieser wurde nämlich zu einem weltweiten Erfolg da er neben seinem verhältnismässig günstigen Preis auch äusserst stabil lief und dem Anwender diverse neuartige Klänge zur Verfügung stellte. Er ist auf unzähligen Produktionen von Grössen wie Phil Collins, Michael Jackson und Madonna zu hören. Yamaha führte anschliessend eine ganze Serie ein die am Ende aus über einem halben Dutzend Geräten bestand. 

Native Instruments emulierte später den DX7 mit dem FM7 (und späteren FM8) und es gibt mit dem DEXED sogar eine Open Source Lösung dieses legendären Synthesizers. 

 

Abschliessend

La synthèse sonore FM

Die FM Synthese ist aufgrund ihrer diversen Möglichkeiten und extrem dichten Sounds sehr populär geworden und bot gegenüber der aufwändigen additiven Synthese eine überaus interessante Alternative. 

Aufgrund der wesentlich leistungsfähigeren Rechnern die uns heute zur Verfügung stehen, ist jedoch auch die additive Synthese wesentlich einfacher geworden zu produzieren - ganz abgesehen von der Granularsynthese und der Physical Modeling Synthese (welche wir in einem zukünftigen Artikel noch genauer anschauen werden). 

Die FM Synthese ist aber auch dafür bekannt dass sie sich sehr intuitiv bearbeiten lässt und mit kleinen Änderungen schon grosse Unterschiede zu hören sind. Schliesslich möchte ich noch zu bedenken geben, dass sich die FM Synthese nicht nur mit speziellen Geräten wie dem DX7 erzeugen lässt, sondern mit einem beliebigen analogen Synthesizer dessen Oszillator in den CV Eingang eines anderen Synthesizers geroutet werden kann…da werden wir sicherlich in einem zukünftigen Artikel nochmals drauf zu sprechen kommen!

Sind Sie der erste, der auf diesen Artikel reagiert
  • Like
  • Tweet
  • +1
  • Pin it