1967: FM Synthese

https://drive.google.com/file/d/1fuU6w7bvW1MvKNgSrMbAMguqc80fJdWF/view?usp=sharing

het ontstaan van Fm synthese

Fm synthese staat voor frequentiemodulatie, het bestaat uit 2 geluidsgolven (vaak een sinus, maar dat hoeft niet het geval te zijn). het signaal bestaat uit een carrier, en een modulator. De modulator wordt gebruikt om met een bepaalde frequentie, de frequentie van de carrier te moduleren. Hierdoor ontstaan boventonen, de klank veranderd significant wanneer de frequentie van de modulator te hoog wordt om de individuele cycli te horen.
In essentie is Fm synthese een vibrato effect wat te snel is om waar te nemen.
https://www.propellerheads.se/blog/thor-demystified-9-an-introduction-to-fm-synthesis-part-1

De modulatietechniek komt oorspronkelijk uit de radiowereld. maar de kern van het idee is terug te brengen naar morsecode; korte signalen met een tussenpauze die in een bepaalde sequentie kon worden geïnterpreteerd als informatie. Deze techniek is vergelijkbaar met radiogolven waa amplitudemodulatie werd gebruikt om radiogolven duidelijk in bandbreedtes te kunnen opdelen. jarenlang is AM de standaard geweest in de radiowereld tot in 1933 een uitvinding werd gedaan door Edwin Howard Armstrong, de FM broadcasting was geboren! Frequentiemodulatie was vele malen efficiënter dan amplitudemodulatie omdat dit voor een betere ontvangst zorgt, een nadeel is dat de bandbreedte enorm toeneemt bij het gebruik van frequentiemodulatie.
https://www.thoughtco.com/edwin-howard-armstrong-1991244

De echte doorbraak voor de muziekwereld kwam toen john chowning in 1967 FM synthese heeft uitgevonden.
https://www.soundonsound.com/people/john-chowning

Het geheime recept zit hem in de manier waarop de boventonen worden gegenereerd. Bij additieve synthese worden er handmatig partialen toegevoegd, en bij subtractief meestal weggefilterd vanaf een blokgolf.

Bij frequentiemodulatie ontstaan zijbanden, dat zijn frequenties (boventonen) die ontstaan wanneer een frequentie wordt blootgesteld aan een modulatie. Simpel gezegd: wanneer ik mijn vibrato effect snel genoeg zet zal de totale klank scherper worden.
Maar dat is niet alles wat er gebeurd. Waar bij additief en subtractief de losse partialen een statisch geheel vormen, ontstaan bij FM boventonen met tegengestelde fase richtingen, en net afwijkende frequenties dit zorgt voor zwevingen.
Presentatie les3 Martijn Loos

Die zwevingen kan je het beste weergeven in de vorm van ratios
C = carrier
M = modulator

Dit is een voorbeeld van Simple FM, waarbij de carrier (ratio 1) dat wil zeggen:

• de frequentie van de carrier (grondtoon) = 1* de frequentie van de grondtoon

Wordt gemoduleerd met:

• 1 modulator ratio 4: (4*de frequentie van de grondtoon.

Bij FM synthese zal de negatieve variant van de frequentie ook als losse partiaal in het tambre terechtkomen. Wanneer je terug telt van 1, 0, -1, ,2, -3 maak je 4 stappen, zelfde als van 1 naar 5. Hierdoor ontstaan 2 verschillende frequenties die akelig dicht bij elkaar zitten, dit zorgt voor een natuurlijke zweving waarmee je veel instrumenten realistisch kan nabootsen, en dit is wat FM synthese drastisch anders maakt. De negatieve getallen worden later in de software (of hardware) verhuisd naar positieve getallen om ervoor te zorgen dat de 1e partiaal (ratio 1) de laagste is.
In het voorbeeld zien we een versimpelde versie met 1 zijband, in werkelijkheid zijn het er vaak duizenden, die allemaal met elkaar faseren. k = aantal zijbanden
Wikipedia: Sideband

Faseren, hoe dan?

Hier is goed te zien hoe verschillende boventonen met elkaar faseren.
Sommige carrier, modulator ratio’s zijn stabieler dan anderen. Ook wordt er een onderscheidt gemaakt tussen harmonische en disharmonische boventonen (of een combinatie).
Boek over de besselfuncties: Besselfuncties

Hoewel FM Synthese in 1967-1968 was uitgevonden, duurde het tot de jaren 70 voordat er synthesizers werden uitgebracht die gebruik maakten van deze nieuwe technologie. Yamaha was de voorloper op het gebied van FM synthesizers in deze tijd.
De eerste echte commerciële FM synthesizers waren een reeks digitale piano’s van Yamaha. Yamaha gs1
Torakusu Yamaha vond dat FM synthese veel meer geschikt was voor het nabootsen van realistische instrumenten dan subtractieve synthese, en dat FM synthese de toekomst van muziekproductie zou zijn.
Door de hoge kosten, de lage verkopen, en het onhandige systeem om de synthesizers te programmeren waren deze eerste FM synthesizers niet echt een succes. Ondanks de tegenvallende verkopen bleef Torakusu Yamaha volhouden dat er een toekomst zat in commerciële FM Synthese. Deze houding hield Torakusu net zo lang aan tot 1983, toen hij zijn uitspraak waar maakte met het uitbrengen van de DX7.
De DX7 was de eerste commercieel succesvolle digitale FM synthesizer van Yamaha. De DX7 bood 16 stemmige polyfonie, aftertouch, en een hoop indrukwekkende presets voor een extreem competitieve prijs. Al deze factoren zorgden ervoor dat de DX7 een van de bestverkopende synthesizers werd van de jaren 80. Het resultaat hiervan was een gigantische hoeveelheid platen waarin de DX7 voorkwam. Yamaha produceerde naast de DX7 nog andere FM synthesizers in de DX serie, Waaronder monsters zoals de DX1. Echter bleef de DX7 veruit de populairste. Ondanks dat de DX7 lastig was om te programmeren, omarmden veel artiesten en producers het concept van FM synthese.
Na het succes van de DX7 zagen andere synthesizer fabrikanten ook wel brood in FM synthese. Al gauw kwamen er analoge synthesizers uit waar het mogelijk was om een analoge oscillator te moduleren met een andere oscillator. Voorbeelden hiervan zijn de Minimoog en de ARP Odyssey.
In de jaren 90 werd FM synthese nog meer beschikbaar voor iedereen, dankzij de komst van thuis-PC’s en softsynths. Omdat FM synthese alleen echt goed haalbaar was in het digitale domein, was het mogelijk om goed klinkende resultaten te behalen in software (iets waar subtractieve softsynths soms nog wel eens een steekje lieten vallen).
Vandaag de dag is FM synthese eigenlijk niet meer weg te denken in moderne muziek. Veel elektronische dansmuziek maakt gebruik van FM synthese. Door de significant hogere rekenkracht van moderne PC’s is het ook mogelijk om de gekste dingen met FM synthese te doen.
Men hoeft niet ver te zoeken om een track te vinden waarin FM synthese een rol speelt. De DX7 verankerde FM synthese als een veelzijdige synthesetechniek waar veel verschillende geluiden uit te halen zijn. Moderne softsynths bevestigen dit alleen maar. Het is dus veilig om te zeggen dat FM synthese een flinke invloed heeft gehad op de ontwikkeling van de muziekindustrie revolutionaire fm synthesisers zijn onder andere:

• Yamaha DX7
• Yamaha CS80
• Prophet 5
• Roland Jupiter 8
• Fender Rhodes

prophet 5

Hoe heeft FM synthese de muziekindustrie veranderd?
Met het begin van commerciële FM in de muziekmarkt heeft YAMAHA heel veel geprofiteerd door de patenten aan te houden voor 20 jaar, van 1975 tot 1995 men hier van bijna een totaal monopoly hebben van de FM markt. Casio heeft toen meteen ook een eigen soort synthese uitgebracht die heet Phase distortion synthesis, gebruikt in hun CZ range of synthesizers.

Met Fm is ook genoeg als een moment van de Dawn of home music production. Met de synths voor de jaren 80 was het veel te moeilijk om sommige klanken na te kunnen maken met synthese, zoals bellen, stemmen of metalen geluiden.

Met de Fm synthesizers in de markt hadden producers en muzikanten nieuwe en redelijk goede kwaliteit klanken uit best goedkope prijzen. Dit komt omdat de elektronica om een Digitaal FM te maken veel goedkoper is een volledig analoog additief of subtractief synth is.
Veel van de applicaties van FM werden later toegepast voor de Minimoog en ARP odyssey.

FM synthesizers zijn nu vaak gebruikt in software synthesizers net zo als FM8 van Native Instruments of Sytrus van Image Line. Het is vaak ook geïncorporeerd als een alternatief van synthese net zo als substractief, additief, onder andere. Voorbeelden van meer complexe FM synthese die daarna kwamen zijn de kurzweil synths, korg kronos met 6 operator engines en Alesis fusion.

Tegenwoordig zijn er niet heel veel FM hardware synths gemaakt, dit kwam na de release van de Yamaha SY99 and de FS1R. Nu wordt er veel meer markt gebracht aan de Fm soft synths. Tussen andere er zijn wel een paar hele goede hardware synths nog op de markt die op FM werken, net zo als de krachtige Nord Lead van Clavia, Alesis Fusion, Korg Oasys and Kronos.

Fm werd aan het begin vaak gebruikt om andere klanken na te maken (strings, stemmen, bass gitaren, etc). In een punt is dit veranderd tot het experimenteren van wat FM eigenlijk kan in zichzelf, en goed voorbeeld van dit is bv. Dubstep.

dit nummer is voornamelijk gemaakt mbv de Yamaha DX7

Composities door de master himself

klassieke fm geluiden

https://www.youtube.com/watch?v=988jPjs1gao
https://www.soundonsound.com/people/john-chowning HOT

https://www.propellerheads.se/blog/thor-demystified-9-an-introduction-to-fm-synthesis-part-1
https://120years.net/tag/fm-synthesiser/ HOT
https://csd.hku.nl/csd1/max/inf1max/INF1B/practicum/reck.pdf
https://www.trouw.nl/home/fm-en-am-wat-is-het-verschil-~ace4bda9/
https://nl.wikipedia.org/wiki/Frequentiemodulatie
https://nl.wikipedia.org/wiki/Amplitudemodulatie
https://www.attackmagazine.com/technique/tutorials/introduction-fm-synthesis/
http://home.hku.nl/~martijn.loos/KG2FM/
https://www.synthwiki.nl/wiki/FM-synthese
https://en.wikipedia.org/wiki/Bessel_function
https://en.wikipedia.org/wiki/Chiptune

https://books.google.nl/books?hl=nl&lr=&id=OxynBAAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP1&dq=bessel+f unctions&ots=VWyjh6JXQ8&sig=lScj3hss37FMDTChdMAFL6Vr38k#v=onepage&q=bessel %20functions&f=false

Synclavier
http://www.vintagesynth.com/misc/synclav.php
cs80-v
http://downloads.arturia.com/products/cs-80v/manual/CS-80_V_Manual_3_0_0_EN.pdf
prophet 5
http://www.vintagesynth.com/sci/p5.php
Arturia 8
http://www.vintagesynth.com/roland/jup8.php
yamaha gs1, gs2
http://120years.net/yamaha-gs1-yamaha-corp-japan-1978/
Yamah DX7
http://www.vintagesynth.com/yamaha/dx7.php

overig
patches op de clavia nord:
http://www.nordkeyboards.com/sound-libraries/nord-sample-library-archive/synthesizers/yam aha-cs-80

• Tim Verberne
• Marijn Cinjee
• Sander Kester