Geschiedenis van Synthese, FM

fuse

Gepokt en gemazeld
Lid sinds
7 juli 2001
Berichten
18.831
Na de poll over de algemene kennis over synthese waren er redelijk wat mensen die wel van zichzelf vonden dat ze er wat over wisten. Velen daarvan wisten toch niet zoveel over FM synthese alhoewel het al weer wat langer bestaat en populair geworden is met de Yamaha DX7. Er staat zat op het internet, maar om dit wat met wat extra's te verrijken geeft volgens mij een interessant beeld.

Maar eens een stukje geschiedenis:

Al veel langer is het principe hiervan ontworpen in de 20er jaren van de vorige eeuw. Toen ook de Theramins ook net gebouwd werden.
Maar toen meer als wiskundige formules omdat de benodigde componenten hiervoor er gewoonweg niet waren. Maar in de jaren 80 de piek van de analoge synthese kwamen deze theorieen weer naar boven drijven omdat met de bestaande technologieen van Oscilatoren (DCO's) en processoren het opeens wel mogelijk werd. Een nadeel van analoge FM synths was dat je bakken vol met oscilatoren nodig had en bijv voor de Rhodes Chroma zijn er dat al 16 wat toen toch wel het record was. Oa. ook de Synclavier was ook een van de eerste synths die FM synthese kon. Er zijn een aantal analoge synths waar het "Cross-Modulation" genoemd word maar ook wel eens gewoon FM. (Yamaha heeft rechten over FM synthese en wellicht over de naam)

Op de universiteit van Stanford ontwikkeld en verder uitgewerkt door Yamaha zijn ze aan de slag gegaan met de eerst prototypes. En hebben 7 jaar gewerkt aan een digitale schakeling die FM synthese kon produceren. Maar Yamaha die met haar DX1 de eerste digitale synths kwam gewoonweg te duur was om door een toetsenist gekocht te worden. Maar de DX7 met meer dan 200.000 stuks verkocht voor maar 2000$ was toentertijd ongekend. En tientallen jaren later werden er nog veel meer FM synthesizers verkocht omdat ze op PC geluidskaarten werden geplakt. En nu zijn gigantisch veel typen FM synths in analoge/digitale hardware en als software.

Theorie:

Je hebt twee oscilatoren en je gebruikt de ene om de frequentie van de ander aan te sturen. En het lijkt veel op een LFO op de pitch van een oscillator. Maar dan is de frequentie van die LFO (modulator) een veelvoud van de orginele oscilator (carrier).

Think of it as one person singing and another person grabbing the throat of the first and shaking him in a rhythmic manner; the singer being the Carrier and the throttler being the Modulator.

Maar ook de mogelijkheid om de uitgang van de modulator weer te mengen met de orginele carrier levert een hele krachtige functie op wat weer resulteert in een hele rijke harmonische golf. En als je er teveel mee mixed dan houd je (witte) ruis over omdat de schakeling dan totaal over z'n nek gaat. Maar de feedback wordt dus heel veel voor strings gebruikt vanwege de overdaad aan harmonischen wat het oplevert.

Maar de kracht van de DX7 was dat hij 6 operatoren had die op verschillende manieren kan groeperen. Maar een groep van meer dan 3 operatoren is in de praktijk niet zo snel bruikbaar dus meestal werden deze gebruikt in groepjes van 2,3 of apart.
Maar ook de ADSR curve die je per operator (carrier of modulator) kon instellen maakt het mogelijk om hele complexe geluiden te maken die in de tijd snel of langzaam van karakter konden veranderen.

Maar ook de mogelijkheid om de modulators qua frequentie of de halve snelheid van de carrier te kunnen zetten wordt veel toegepast bij bas geluiden omdat het geluid dan dieper en zwaarder word.

En door het vast te zetten van de carrier op een lage frequentie (lager als van de modulator) creeer je een LFO effect wat diverse toepassingen voor langzame geluiden kan hebben.

En voor die typische bel geluiden is een simpele carrier, modulator setup waarbij de factor van de modulator 4 of hoger is al voldoende en bij het indraaien van insturing van carrier naar modulator hoor je langzaam dat de sinus veranderd in een blokachtige golf.

En eigenlijk is het wel een beetje jammer dat de DX7 geen analoge filters had want het zou op zich wel een leuke tegenstelling geweest zijn qua geluiden, maar waarschijnlijk dat dit gewoonweg te duur was.


Een goed begin om te zoeken:
http://www.google.nl/search?q=history+of+FM+synthesis&ie=UTF-8&oe=UTF-8&hl=nl&lr=

De eerste link is al meteen bingo:
http://eamusic.dartmouth.edu/~book/MATCpages/tableofcontents.html (slechte links trouwens)

Anders is deze ook super:
http://www.geocities.com/SunsetStrip/Underground/2288/2fmsynth.htm

Verhaal over hoe de uitvinder met Yamaha in contact kwam:
http://www.stanford.edu/dept/news/pr/94/940607Arc4222.html
 
dl 2, FM en sampling

dl 2, FM en sampling

Na de introductie van de DX7 hebben de analoge synths een stevige knauw gekregen. Mede omdat naast de DX7 ook de goedkopere DX modellen op de markt kwamen en voor veel mensen betaalbaar was en goed genoeg in het gebruik.

In diezelfde periode waren er naast de traditionele analoge synths ook de digitaal aangestuurde analoge synths (Roland, Rhodes ea) en het levenslicht van de wavetable synthesis (Waldorf). Tevens ook een FM kloon van Casio, de CZ wat een soortgelijke synthese was als FM maar fase modulatie wat een meer uitgebreidere vorm van FM is in principe.
En uiteraard kwamen ook de samplers in opkomst naar eerst voorgegaan te zijn door de Mellotrons. De Synclavier, Fairlight waren toen superduur maar zo langzamerhand kwamen er ook de Akai, Roland, Yamaha, Ensoniq ea bij die veel minder konden maar toch nog betaalbaar waren.
Maar toen de markt overspoeld begon te raken met Rompler (Korg M1 als topper, en low budget versie van de Wavestation) kregen de analoge bakken de nekslag en verdwenen voor lange tijd op de achtergrond. En in die tijd werden de x0x'en Juno's, Jupiters en soortgelijken ook door velen als minderwaardig beschouwd. De tijd om je slag te slaan en voor weinig te kopen.

De romplers waren zo massaal aanwezig mede vanwege de onboard effecten dat ze de FM synthesizers stevig bedreigden en toen kwam Yamaha met de SY99/SY77/TG77 serie uit die half FM en half Rompler was. (met SY99 die 0.5Mb Ram had (uitbreidbaar tot over de 10Mb bleek later))
Met als unieke mogelijkheid om een sample als operator te gebruiken en daarmee een nog complexere golfvorm te creeeren. (RCM oftewel hybride synthese)
Alleen valt het in de praktijk erg tegen om hier iets zinnigs mee te doen. Maar qua FM synthese hadden de SY's 3 feedbacks ipv de ene die de DX series had en een flink aantal meer mogelijkheden om de operatoren te groeperen (algoritmes)
Maar ook de uitstekende digitale filters alswel de goed onboard effecten maken de SY's tot zeer goede all round synths die nog steeds prima te gebruiken zijn voor hedendaagse standaarden. Maar toen die nieuwe FM uitkwamen had de DX synthese al een slechte naam gekregen omdat veel mensen toch vonden dat ze te digitaal klonken en dat scheelde behoorlijk in de verkoop. Waarschijnlijk dat daarom Yamaha daarna met Rompler de SY85/SY55/TG55's uitkwamen die redelijk verkochten. Maar de opvolgers daarvan de W5/W7 flopten totaal omdat ze qua mogelijkheden gewoon niet op konden tegen de concurrenten. Want Roland met haar LA synthese was toen gewoon superieur aan de rest qua verkoopcijfers. Ook dat er in die tijd de modtrackers zeer populair waren met eerst op de Amiga,Atari en later ook op de PC. Midi was toen alleen maar goed te doen met Atari en Mac's of een hardware sequencer.

Korg begon toen aan het Oasys prototype model waar oa ook FM synthese mogelijk mee was en Roland kwam uit met de JV serie en ging helemaal op in RAM synthese. Kurzweil kwam met VAST synthese op de propen wat op zich wel iets weg heeft van vector synthese. Yamaha klopte wederom aan bij de Stanford university en ging met VL (virtual acoustics) experimenteren. En Akai beleefde haar hoogtijdagen met de S serie. Clavia was een van de eersten die met VA synthese op de markt kwam en binnen een paar jaar had bijna elk groot merk wel een eigen VA synth op de markt ook al konden ze qua reputatie met moeite tegen de sceptische gebruikers van die tijd op omdat ze (net zoals FM toentertijd) te digitaal werden gevonden. Wat trouwens ook van de digitale mixers werd gezegd. De PC's werden krachtiger en konden al programma's draaien waarmee je geluid kon maken. En met de instroductie van Cubase VST en werd het mogelijk om voor relatief weinig geld geluid digitaal in een computer te bewerken wat voorheen alleen met Protools mogelijk was. En snel daarna volgden de virtuele instrumenten.

De Oasys werd het niet en de EX5(r)/EX7 werd het wel, maar werd gigantisch de grond ingeboord omdat het ding te snel en te rommelig in elkaar was gezet. Misschien kwam het wel omdat er geen FM op zat. Of dat er geen uitbreidbordjes bij zaten zoals bij de Roland JV/XV serie of de Korgs.
FM synthese was eigenlijk van het toneel verdwenen.

Totdat de FS1r op de markt werd gebracht die naast FM synthese ook formant synthese mogelijk maakte. Door de beperkte edit mogelijkheden door veel mensen als te moeilijk bestempeld. Maar gelukkig weer FM synthese in een nieuw apparaat.
En mede door de opkomst van de grooveboxen kwam er een poos daarna de DX200 uit die in principe een DX7 in groovebox formaat is en er in 20 jaar wat FM synthese niet zo erg veel veranderd blijkt te zijn.
En in software duiken er diverse software versies die FM synthese produceren op.

En laatste recente toevoeging is de DX7 replica van Native Instruments in vorm van de FM7. Op het moment dat het 20 jarig contract van Yamaha met Stanford over FM synthese is afgelopen. Maar het blijkt dus dat FM synthese nog steeds populair is omdat het zo divers is en daarom heel veel mogelijkheden aan muziekanten bied om unieke geluiden te gebruiken in hun muziek.
 
Laatst gewijzigd:
Volgens mij was de RMI keyboard computer KC-II uit 1977 1 van de eerste synthesizers die van FM uitging.

rmikc201b.jpg


Ook de Kinetic sound Prism (1982) kende dit principe al.
 
Ik heb een TG 77 gehad, die had met FM synthese dus ook filters met resonantie. Maar in pricipe heb je met fm geen filters nodig.


Paul.
 
Die RMI was inderdaad een digitale additieve synth, maar niet helemaal FM maar Harmonic synthesis. Wat veel weg heeft van Fourier synthese. En hij werd gevoed met ponskaarten trouwens.

http://www.synrise.de/docs/types/r/rockymountains.htm

Maar de allereerste FM mogelijkheden waren de analoge synths met "Cross-modulation"

De Synclavier van New England Digital was al heel vroeg met FM synthese in de 70'er jaren en dan alleen als computerprogramma. Eigenlijk een van de allereerste softsynths als je het zo bekijkt.
http://home.earthlink.net/~yaking/html/wsnHIST.html

Maar ook Arp timmerde aan de weg met FM synthese aan het eind van de 70'er jaren.

Yamaha kwam als eerste met een LSI (processor op maat gemaakt) die FM synthese kon opwekken op de markt. Vandaar dat het 7 jaar geduurd heeft en een riskante onderneming was omdat toen je eigen LSI ontwikkelen ontzettend duur was en nu nog steeds. (dan heet het VLSI)
 
De VL-1,VL-7 gemaakt, te duur duo en monofoon.
Daarna de VL70module monofoon maar met midi blaaspijp heel bruikbaar.
De VL70 module in de EX5(r) verwerkt.
Later nog een PLG-VL150 expansiebord uitgebracht die ook op de VL70 is gebaseerd.
En in de XG50 softwaresynthesizer van Yamaha zit ook VL synthese ingebouwd.

En in het kort simuleer je een pijp/draad die trilt en het geluid wat daar uit zou komen. Dus kun je blaasinstrumenten (sax,fagot,hobo etc) maar ook snaarinstrumenten (viool, bas, electrische gitaar etc)
Maar betwijfel of er een nieuw model uitgebracht gaat worden dat meerstemmig polyfoon is omdat de DSP's krachtiger/goedkoper geworden zijn. Of er moet iemand een softsynth van programmeren. (onder licentie van Yamaha/Standford)
 
Ja, die VL was toen zo'n 30,000 gulden.
Dat koopt geen hond!
Daar heb je een behoorlijke modulair voor.
en VL voor je PC? vreet dat geen geheugen?
 
een vriend van me gebruikt 2 vl-1's in combinatie met een powerbook met een in Max geschreven midi-harmonizer om met z'n wx7 4-stemmige blazerspartijen te kunnen spelen.

zelfs nu, na jaren eraan gewend te zijn vindt ik het nog steeds ongeloofelijk klinken...
 
Origineel geplaatst door fuse
Die RMI was inderdaad een digitale additieve synth, maar niet helemaal FM maar Harmonic synthesis. Wat veel weg heeft van Fourier synthese. En hij werd gevoed met ponskaarten trouwens.


My bad! Was een beetje dronken toen ik postte. :biertje:

Ik heb hier nog een Keyfax van Julian Colbeck (met jaren tachtig mat) uit 1985 en daar staat het volgende in over de RMI:

The KC-II did enjoy a brief moment of glory during the late seventies, but its price and distinctly 'un-glam' appearance, coupled with a certain obtuseness in the front panel layout, soon made keyboard players with fat wallets look elsewhere. Some KC-II's may still be found today, and may be of interest when you consider that Yamaha's GS-1 and GS-2 operated along similar lines; and they of course spawned the programmable (on a good day) FM keyboards like the DX7. From 'theatre' organs to FM - now there's a jump for you1

Niet goed gelezen en gedacht dat RMI ook FM gebruikte.
 
Op zoek naar een praktische methode om FM te leren gebruiken, kwam ik dit theoretische verhaal tegen.
Heel verhelderend en nu snap ik goed hoe je FM echt kan uitbuiten.
Formeel stuk, maar heel helder.
 
Back
Top