Cara Kerja FM Tone Generator

FM dalam "FM tone generation " merupakan singkatan dari "frequency modulation." Kontroler berbentuk roda di sebelah kiri synthesizer disebut "modulation wheel," dan menggunakan jenis modulasi yang sama. Roda ini memodulasi suara instrumen dengan frekuensi dari generator gelombang frekuensi rendah yang disebut LFO (low frequency oscillator), yang menyebabkan frekuensi suara asli sedikit naik dan turun (menaikkan dan menurunkan pitch) berulang kali seperti yang ditunjukkan dalam diagram, sehingga menghasilkan efek vibrato.

Jadi, apa yang terjadi ketika frekuensi LFO ditingkatkan?

Menggunakan waveform dengan frekuensi yang mendekati atau lebih tinggi dari suara asli untuk menaikkan atau menurunkan pitch menyebabkan pitch naik dan turun dalam periode dasar yang kita rasakan sebagai pitch, sehingga mendistorsi waveform. Prinsip serupa digunakan dalam FM tone generator untuk mendistorsi waveform, sehingga memungkinkan terciptanya berbagai macam suara.

Pada kenyataannya, kemajuan fase-fase yang berubah secara linear seiring waktu diubah untuk dikeluarkan sebagai suara; sebuah proses kompleks yang akan kami jelaskan di sini menggunakan gambar.

Bayangkan roda mobil yang berputar.

Jika mobil melaju dengan kecepatan konstan, waktu putaran roda juga konstan.

Menempatkan tanda di tepi kiri roda dan kemudian membuat grafik lintasan pergerakan vertikal akan menghasilkan bentuk gelombang yang mirip dengan gelombang sinus sempurna.

Mari kita asumsikan bahwa agar kecepatan mobil tetap konstan, waktu yang dibutuhkan roda untuk melakukan satu putaran penuh juga konstan. Apa yang terjadi jika kecepatan putaran ini tidak merata?

Sebagai contoh, mari kita asumsikan bahwa roda berputar relatif cepat hingga tanda mencapai posisi jam dua belas, melambat terus hingga mencapai posisi jam enam, dan kemudian berakselerasi dengan cepat selama seperempat putaran terakhir untuk mengejar waktu yang hilang.

Grafik pergerakan ini akan berupa waveform yang berbeda dari sebuah gelombang sinus, seperti ditunjukkan pada gambar 2-b.

Meskipun hal ini akan membuat perjalanan mobil menjadi tidak nyaman, tidak akan ada perbedaan dalam kecepatan maju mobil ini dan kecepatan mobil yang tidak mengalami perubahan dalam kecepatan putaran roda. Hal ini sama halnya dengan suara, di mana pitch tersebut akan tetap sama.

Waveform yang menciptakan perubahan ini—variasi dalam rotasi—dengan demikian merupakan "modulating waveform," dan dalam contoh ini kita dapat mengasumsikan bahwa waveform tersebut merupakan gelombang sinus dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi putaran roda mobil.

Meningkatkan efek variasi rotasi menyebabkan tanda dari track menjadi semakin kompleks, dan pada beberapa kasus rotasi terbalik bahkan dapat terjadi untuk mempertahankan periode rotasi yang seragam.

Hasilnya adalah track seperti yang ditunjukkan pada gambar 2-c.

Track asli yang disebabkan oleh putaran roda adalah bentuk gelombang yang dimodulasi, sementara bentuk gelombang pengontrol yang menciptakan variasi putaran (dengan perubahan positif yang disebabkan oleh akselerator, dan perubahan negatif oleh gigi mundur alih-alih rem) dapat dianggap sebagai bentuk gelombang modulasi.

Untuk kembali ke suara, konsep dasar FM tone generator adalah memodulasi bentuk gelombang dengan bentuk gelombang lain yang berbeda untuk menciptakan berbagai bentuk gelombang baru. Frekuensi bentuk gelombang modulasi dan tingkat modulasi yang berbeda dapat digunakan untuk menciptakan perubahan yang kompleks.

Sebagai contoh, mari kita periksa apa yang terjadi ketika bentuk gelombang dengan frekuensi sepuluh kali lipat dari bentuk gelombang asli digunakan untuk modulasi.

Seperti yang ditunjukkan diagram ini, penggunaan modulasi dengan cara ini menghasilkan elemen bergelombang kecil dalam gelombang sinus yang besar. Elemen harmonik berfrekuensi sangat tinggi diproduksi pada tingkat frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada frekuensi asli, sehingga menciptakan elemen suara metalik.

Menggunakan EG (envelope generator) untuk mengubah volume bentuk gelombang modulasi (tingkat modulasi) dari waktu ke waktu membuat attack suara menjadi metalik, sementara bagian decay dan release secara bertahap menjadi lebih lembut, yang memungkinkan perubahan dilakukan pada suara dari waktu ke waktu.

Dalam FM tone generator, operator (perangkat yang menghasilkan gelombang sinus, dsb.) untuk waveform yang termodulasi disebut "carrier," dan waveform yang memodulasi disebut "modulator." Sistem generator suara yang inovatif ini menyesuaikan kombinasi carrier/modulator dan mengubah level serta envelopenya masing-masing, serta mampu menghasilkan waveform yang sangat berbeda dari waveform asli dari operator.