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En esta segunda parte de nuestro artículo sobre la síntesis FM, nos adentraremos en su funcionamiento, el cuál como lo mencionamos en el artículo pasado, fue producto de la investigación que el Dr. Chowning desarrolló en la universidad de Stanford sobre el Vibrato.

¿Qué es el Vibrato?
El vibrato es una variación periódica en la altura (frecuencia) de una nota musical, lo cual afecta a la afinación. Esta inflexión musical es frecuentemente utilizada tanto en el canto como en instrumentos de cuerda (violín, guitarra, etc.). Esto se puede reproducir en los sintetizadores usando un oscilador de baja frecuencia (LFO) para modular la frecuencia (tono) del oscilador audible.

Frecuencia Modulada
Sin embargo, lo que el Dr. Chowning descubrió en su investigación fue lo siguiente: Cuando la frecuencia de un oscilador que está generando una forma de onda simple (ej. senoidal), es modulada a velocidades muy rápidas, esta adquiere nuevos armónicos los cuales van a cambiar su forma de onda original, generando un timbre mucho más complejo.

Para lograr esto, es necesario tomar la señal de audio generada por un oscilador con rangos de frecuencia audible, y usarla para controlar o modular la frecuencia de otro oscilador. Sin embargo, es necesario contar con osciladores estables, por lo que los sintetizadores análogos no se prestaban tanto para la síntesis FM debido a que sus osciladores no eran estables y tendían a variar mucho su tono fundamental. Es por eso que la síntesis FM se desarrollo exitosamente con la llegada de los sintetizadores digitales.

La síntesis FM es distinta a la síntesis substractiva, o la síntesis aditiva, de hecho no está realmente basada en el modelo “Fuente - Modificador”. La síntesis FM tiene sus raíces en las matemáticas y tiene que ver principalmente con crear formas de onda espectralmente complejas, a partir de formas de onda simples usando un proceso que tiene que ver más con la multiplicación. De hecho a diferencia de la síntesis análoga substractiva, en donde el foco principal del usuario son las formas de onda preestablecidas. La síntesis FM se enfoca en los armónicos, los parciales y el espectro del sonido.

Es así que el Modelo de la síntesis FM va a ser el de “Modulador - Portador”, donde el oscilador portador (Carrier) genera una señal de audio a partir de una senoidal y el oscilador modulador (Modulator) se encarga de variar la frecuencia del Portador para generar en él, nuevas frecuencias parciales o armónicos, enriqueciendo de esta manera el timbre del portador.

Este modelo puede incrementar su complejidad al añadir un Oscilador Modulador extra, cuyo trabajo sea modular la frecuencia del primer Modulador que a su vez esta modulando la frecuencia del oscilador Portador, generando así un contenido espectral más complejo en la señal resultante del portador.

Ahora la riqueza de este tipo de síntesis, no radica sólo en el hecho de que podemos crear formas de onda nuevas y totalmente únicas, sino también en el hecho de que podemos modificar el timbre de un sonido a través del tiempo con el uso de las envolventes de amplitud (Ataque, Decaimiento, Sostenido y Relajación, ADSR).

La combinación de un Oscilador, una envolvente y un amplificador, son el bloque fundamental de construcción de la síntesis FM. A este bloque se le llama “Operador”. Por supuesto un Operador puede fungir como Modulador o como Portador. De esta manera los parámetros de la envolvente de amplitud del Operador Modulador, se convertirán en parte fundamental de la manera en la que cambiará el timbre del Operador Portador a través del tiempo.

Esto es solamente la punta del iceberg, pero no cabe duda que la síntesis FM nos otorga enormes posibilidades y herramientas para el diseño de nuevos sonidos.

En el próximo artículo combinaremos la síntesis FM con las herramientas de la síntesis substractiva, para crear desde sonidos clásicos de la síntesis FM, hasta sonidos más complejos, como los que son usados hoy en día en los géneros electrónicos de vanguardia.