Síntesis por modulación de frecuencias

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La modulación es una de las formas de hacer síntesis de sonido, y consiste en variar determinado aspecto de una señal (denominada portadora) con respecto a una segunda (denominada moduladora), generando finalmente una “onda modulada”. En el caso de la Frecuencia Modulada (FM), se oscila la frecuencia de la onda portadora.

La síntesis por modulación usa usualmente de dos a seis osciladores mientras que la síntesis aditiva o la síntesis substractiva requieren de un oscilador por cada variación de onda. Esto quiere decir que la síntesis por modulación es más efectiva. La FM puede generar salidas de señal complejas que contengan múltiples frecuencias con sólo dos osciladores. Este método de síntesis se hizo famoso dentro del ámbito académico gracias al compositor John Chowning y posteriormente en el mundo gracias a “Yamaha” pues compro los derechos de la FM y realizó grandes series de sintetizadores basados en este proceso.

La diferencia entre FM y AM (Modulación de amplitud) es que en vez de simplemente sumar o restar bandas laterales (sidebands), la modulación de Frecuencias de dos ondas sinusoidales genera una serie de bandas laterales alrededor de una frecuencia portadora (P). Cada banda lateral aparece a una distancia igual al múltiplo de la frecuencia moduladora (M ).

La cantidad de bandas laterales depende del Índice de modulación (I ). Si I (en Hz) es igual a cero, no hay modulación. Si I es mayor que cero, la modulación ocurre tanto arriba como abajo de la frecuencia portadora P en intervalos iguales a la frecuencia moduladora M. Las bandas laterales pueden tener una amplitud positiva o negativa, dependiendo del valor de I. Cuando la amplitud es positiva, se dice que el componente está en fase. En el caso contrario, se dice que el componente está fuera de fase, y se representa gráficamente con las amplitudes hacia abajo.

Modulación de Frecuencias multi-portadoras (MC FM)[editar]

Es un instrumento en el que un oscilador modula simultáneamente dos o más osciladores portadores. Las amplitudes de las portadoras son independientes, y cuando las amplitudes de las portadoras 2 y 3 son una fracción de la portadora 1, el instrumento genera picos alrededor de las frecuencias de las portadoras 2 y 3 así:

Un instrumento con frecuencias multi-portadoras suena más realista, ya que cada portador produce frecuencias en diferentes partes del espectro. Por ejemplo, con modulación de frecuencias multi-portadoras se puede imitar el sonido de trompetas o de vocales, como lo demostró John Chowning.


Modulación de Frecuencias multi-moduladoras (MM FM)[editar]

En la MM FM más de un oscilador modula a un oscilador portador y son posibles dos configuraciones: Paralela y en serie.

La MM FM paralela consiste en que dos ondas sinusoidales modulan simultáneamente a una onda sinusoidal portadora, mientras que la MM FM en serie consiste en que la onda sinusoidal moduladora M1 es modulada por otra onda moduladora M2.

Schottstaedt utilizó en 1977 la MM FM para simular ciertas características de los tonos del piano. Mientras la frecuencia portadora aumenta, el índice de modulación disminuye.

Modulación de Frecuencias por Retroalimentación (feedback)[editar]

En la FM por retroalimentación se soluciona un problema de la FM sencilla : El sonido electrónico. Con la FM por retroalimentación se logran sonidos más naturales. Existe FM por retroalimentación con uno, dos o tres osciladores.

En la FM por Retroalimentación con un oscilador, el oscilador alimenta su output al input de la frecuencia a través de un multiplicador y un sumador. Lo que hace la retroalimentación es prolongar el decrecimiento de la amplitud mientras que la frecuencia aumenta:

En la FM por Retroalimentación con dos osciladores se toma el output del oscilador por retroalimentación y se utiliza para modular a otro oscilador. En este tipo de retroalimentación se prolonga aún más el decrecimiento de la amplitud mientras que la frecuencia aumenta generando un sonido más estridente.

Finalmente, en la FM por Retroalimentación con tres osciladores o retroalimentación indirecta, lo que se hace es generar un efecto de coro, logrando un amplio espectro, y cuando la retroalimentación es aumentada la energía tiende a centrarse en el punto alto del espectro.

  • Fuentes:
  • Computer music. Dodge, C y Jerse, T.
  • Computer music tutorial. Roads, Curtis