Síntese FM: poderosa e versátil

Síntese FM: poderosa e versátil


Yamaha FB-01

FB-01 Sound Generator: um dos sintetizadores FM mais baratos da década de 1980

Responsável pelo enorme sucesso comercial do Yamaha DX-7, ao lado de outros recursos implementados pela fabricante, a FM é uma técnica de síntese que possibilita a criação de uma grande variedade de timbres, usada para simular instrumentos acústicos, pianos elétricos e sons não tradicionais, proporcionando uma efetiva economia no processo computacional

Na música, a técnica de modulação de frequência foi introduzida por John Chowning, da Universidade de Standford,
e baseia-se nos mesmos princípios usados na transmissão de rádios FM. O primeiro experimento realizado por Chowning foi empregar um sinal de áudio (chamado de modulador) para controlar a frequência de um oscilador (chamado de portador) na produção de sons ricos em harmônicos.

A abordagem mais básica de um instrumento baseado em síntese FM é composta de dois osciladores senoidais chamados de modulador (modulator – aquele que modula) e portador (carrier – aquele que é modulado). Juntos irão determinar quais as frequências que serão produzidas para formar o espectro harmônico.

Entendendo a síntese FM
A Modulação de Freqüência (FM) é o controle da frequência de um som. Quando um violinista produz o vibrato, ao
movimentar o dedo que prende a corda ele pode estar alterando a frequência do som do violino sete vezes por segundo, ou seja, 7 Hz (Hertz). Um “trillo” é produzido quando o violinista aumenta a modulação para próximo de 14 Hz. Essas alterações podem ser obtidas eletronicamente nos sintetizadores quando o LFO (Oscilador de Baixa Freqüência) modula o oscilador. Entretanto, quando a frequência aumenta acima de 20Hz, o som não é mais ouvido
como vibrato, mas como uma modificação do timbre. Isso ocorre porque, quando um oscilador modula outro em frequência, novos harmônicos são produzidos de cada lado da portadora em intervalos de igual frequência do modulador. Por exemplo, se uma frequência portadora de 1000 Hz for modulada por 100 Hz, o resultado será a produção dos harmônicos: (900 Hz e 1100 Hz), (800 Hz e 1200 Hz), (700 Hz e 1300 Hz), (600 Hz e 1400 Hz) prosseguindo ao infinito.

GRGAF 01No gráfico ao lado, a frequência portadora é denominada Fp e a frequência moduladora Fm. O número de parciais na síntese por modulação de frequência são determinadas pela soma e subtração da Fp pela Fm, conforme o gráfico. Sempre que possível, os valores de frequência da onda portadora e da moduladora devem ser expressos por meio de relações. Por exemplo, a razão 1:3 (um para três) é empregada para representar a relação entre as frequências  portadora 110 Hz e moduladora 330Hz. A razão 2:1 indica uma relação para as frequências portadora 880 Hz e moduladora 440 Hz.

Implementação modular da FM
Nos sintetizadores comerciais, mecanismos de FM foram encapsulados em módulos que só possibilitam manipulação de funções em alto nível, chamados operadores. O usuário só possui acesso a um número limitado de parâmetros para o controle dos operadores. Cada operador consiste basicamente de um gerador de envolvente e um oscilador que pode ser usado como portador ou modulador.

Os sintetizadores da Yamaha da linha DX são programados pela interconexão apropriada de um número de pperadores constituindo um algoritmo. A Yamaha utiliza alguns tipos importantes de algoritmos: aditivos, pares,
pilhas, múltiplos portadores e múltiplos moduladores.

GRAF 02Até seis operadores podem ser recombinados com o objetivo de criar novos patchs que podem ser armazenados na memória. O gerador de som FM do Yamaha DX-7 usa seis operadores. Já outros modelos que o precederam, como o DX-9, DX-11 e o DX-21, usam apenas quatro deles.


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