Fig. 1 Using a low-frequency oscillator to change frequencies

O FM na “geração do tom FM” é uma abreviação da “modulação de frequência." O controlador em formato de botão à esquerda do sintetizador chamado de “botão de modulação”, e usa o mesmo tipo de modulação. Este botão modulação o som do instrumento com frequências de um gerador de ondas de baixa frequência chamado de LFO (oscilador de baixa frequência), levando à frequência do som original aumentar e diminuir levemente (aumentando e diminuindo a intensidade) repetidamente como mostrado no diagrama, produzindo um efeito vibrato.

Então, o que acontece quando a frequência LFO está aumentada?
Usando forma de ondas com uma frequência próxima a ou maior do que ao do som original para aumentar ou diminuir a intensidade leva ao aumento da intensidade e diminuição em um período fundamental que percebemos como intensidade, distorcendo a forma de onda. Uma principal similar é usada na geração do tom FM para distorcer formas de ondas, tornando-as possível para criar uma variedade de sons.

Na realidade, o progresso das fases que mudam linearmente ao longo do tempo é alterado para a saída como som; um processo complexo que explicaremos aqui usando imagens.

Imagine o volante de um carro.
Se o carro estiver viajando a uma velocidade constante, o tempo de rotação do volante é também constante.
Colocar uma marcação no canto esquerdo do botão e então fazer um diagrama do seu movimento vertical resultará em uma forma de onda semelhante a uma onda sinusoidal perfeita.

Vamos supor que para a velocidade do carro continuar constante, o tempo necessário para o volante fazer uma rotação completa é também constante. O que acontece se a velocidade de rotação estiver desigual?

Por exemplo, vamos supor que o volante gira comparativamente mais rápido até que a marcação alcance a posição de doze horas, desacelera continuamente até que alcance a posição de seis horas, e então acelera rapidamente durante o último quarto de rotação para compensar o tempo perdido.

O gráfico para este movimento será uma forma de onda que difere da onda sinusal conforme mostrado na Fig. 2-b.

Enquanto isso tornaria uma viagem de carro desconfortável, não haveria diferença na velocidade de avanço deste carro e a velocidade de um carro no qual não havia nenhuma variação na velocidade de rotação das rodas. Isso é o mesmo para o som, onde a intensidade permanece a mesma.

A forma de onda que cria estas alterações - as variações em rotação - é então uma “forma de onda de modulação” e neste exemplo podemos presumir que é uma onda sinusoidal com a mesma frequência da frequência rotacional do volante do carro.

Fig. 2-c

Fig. 3 An example of modulation with a frequency 10 times that of the original sound

Fig. 4 The example from fig. 3 with temporal changes added

Fig. 5 How sound is made in an FM tone generator

Aumentar o efeito das variações na rotação leva a uma música da marca para aumentar a complexidade, e em alguns casos a rotação invertida pode até mesmo ocorrer para manter um período rotacional uniforme.

O resultado é uma música como a mostrada na fig. 2-c.

A pista original causada pela rotação do volante é então a forma de onda que está modulada, enquanto a forma de onda de controle que cria as variações na rotação (com alterações positivas causadas pelo acelerador e alterações negativas pela marcha a ré do que pelo freio) podem ser consideradas como forma de onda de modulação.

Para voltar ao som, o conceito fundamental da geração de tom FM é modular uma forma de onda com outras formas diferentes de onda para criar uma variedade de novas formas de onda. As diferentes frequências de formas de onda de modulação e níveis de modulação podem ser usados para criar alterações complexas.

Por exemplo, vamos examinar o que acontece quando uma forma de onda com dez vezes a frequência da forma de onda original é usada para modulação.

Como mostra este diagrama, usando a modulação desta maneira produz pequenos elementos ondulantes dentro da onda sinusoidal. Elementos harmônicos extremamente de alta frequências estão sendo produzidos a níveis de frequência muito maiores do que a frequência original, criando um elemento de som metálico.

Usando um EG (gerador de envelope) para mudar o volume da forma de onda de modulação (o nível de modulação) ao longo do tempo faz o ataque do som metálico, enquanto as seções de decaimento e liberação torna-se gradualmente mais suave, permitindo alterações para serem feita no som ao longo do tempo.

Na geração do som FM, o operador (o aparelho que gera ondas sinusoidais, etc.) para a forma de onda modulada é chamada de “carreador” e aquela da forma de onda de modulação, um “modulador.” O sistema inovador de geração de som ajusta a combinação carreador/modulador e altera seus níveis e envelopes respectivos, e é capaz de produzir formas de onda que são vastamente diferentes das originais produzidas pelo operador.