Ter leering ende vermaeck:
Om een mogelijke discussie rond FM en PD/PM (phase distortion/modulation) meteen plat te slaan.
- FM en PD/PM (phase distortion/modulation) liggen qua eindresultaat (en daarmee klank) dicht bij elkaar.
- Een verschil tussen FM en PM treedt op als de carrierfrequentie onder de audiofrequentie (zo'n 20 Hz) daalt, zelfs tot 0 Hz (en dat kan bij de DX en SY series). Bij "echte" FM hoor je dat de frequentie van de carrier verandert (de noot). Bij PM is dit een phase distortion (verandering van klank).
- Nog een verschil: "stacking" en "feedback" is makkelijk te implementeren (zie DX algorithms van carrier en modulator combinaties met feedback opties)
- De door Yamaha gepatenteerde FM (na onderzoek van "vader van FM" John Chowning) blijkt (dus) uiteindelijk in de implementatie (in o.a. de DX en SY series) PM te zijn.
- FM (PM) is mathematisch niet ingewikkeld, kent weinig complexe "variabelen" (bijv. geen dynamische filters nodig) en is daarom relatief simpel en eenduidig te implementeren. En mede daarom ook "light on resources"; reden waarom de eerste geheel digitale synthesizer een FM synthesizer was: de DX7.
- FM vereist zeer nauwkeurige tuning en stabiliteit van oscillatoren (carrier en operators). Kleine verschillen in verhoudingsgetallen tussen oscillatoren kunnen al leiden tot ernstige disharmonie. Belangrijkste reden dat er geen (?) analoge FM synthesizers zijn (geweest).
- De (gratis) VST Dexed is in staat om DX7 patches te laden en (behoorlijk) gelijk te laten klinken aan een echte DX7. Ook een manier om kennis te maken met (vaak verguisde, maar ook onderschatte) wereld van FM (DX7: 6-operator, 32 algorithms). De eveneens gratis Oxe FM kent geen restricties qua "algoritmes" maar is ook niet DX7 compatible.
- Commercieel is er de Native Instruments FMx (FM8 en voorganger FM7). Momenteel de ultieme FM implementatie.
- Voor de hardware adepten: Inmiddels zijn de SY77 en SY99 (de laatste echte FM-synthesizer/workstations van Yamaha) al voor weinig te koop.
Voor de nerds nog een (engels) stukje over verschillen tussen FM en PM:
The difference between FM & PM in a digital oscillator is that FM is added to the frequency before the phase integration, while PM is added to the phase after the phase integration. Phase integration is when the old phase for the oscillator is added to the current frequency (in radians per sample) to get the new phase for the oscillator. The equivalent PM modulator to obtain the same waveform as FM is the integral of the FM modulator. Since the integral of sine waves are inverted cosine waves this is no problem. In modulators with multiple partials, the equivalent PM modulator will have different relative partial amplitudes. For example, the integral of a square wave is a triangle wave; they have the same harmonic content, but the relative partial amplitudes are different. These differences make no difference since we are not trying to exactly recreate FM, but real (or nonreal) instruments.
The reason PM is better is because in PM and FM there can be non-zero energy produced at 0 Hz, which in FM will produce a shift in pitch if the FM wave is used again as a modulator, however in PM the DC component will only produce a phase shift. Another reason PM is better is that the modulation index (which determines the number of sidebands produced and which in normal FM is calculated as the modulator amplitude divided by frequency of modulator) is not dependant on the frequency of the modulator, it is always equal to the amplitude of the modulator in radians. The benefit of solving the DC frequency shift problem, is that cascaded carrier-modulator pairs and feedback modulation are possible. The simpler calculation of modulation index makes it easier to have voices keep the same harmonic structure throughout all pitches.
Verder leesvoer:
- Documentatie rond de Yamaha DX en SY series (vooral die rond de DX is vaak meer gedetailleerd)
- Documentatie rond Native Instruments FM7 en FM8 (software implementaties van FM)
- John Chowning ("uitvinder" van FM synthese)
- Herbert Janssen (verhandeling over FM synthese en de DX7, origineel is Duits)
