Schöne Erklärung - danke. Ich habe eine weitere Frage für dich.

Die Ringmodulation (RM) erzeugt neue Frequenzen, sogenannte Seitenbänder, indem die beiden ursprünglichen Frequenzen addiert und subtrahiert werden. Diese klingen oft ziemlich cool, aber die neuen Frequenzen a) sind oft nicht Teil der harmonischen Reihe und klingen daher nicht in der Tonleiter, und b) aufgrund der einfachen arithmetischen Natur, wie die neuen Töne erzeugt werden (einfache Addition und Subtraktion), verfolgen diese neuen Töne fast nie musikalisch über die Tastatur.

Im Gegensatz dazu werden bei FM/PM Klänge erzeugt, die harmonisch proportional zueinander sind und daher Klänge erzeugen, die (in der Regel) schön über die Tastatur verfolgen. Warum hat FM/PM diese schöne melodische Eigenschaft und nicht RM?
Es gibt eine Klangsynthesetechnik namens Frequenzmodulation, bei der ein Oszillator (wie eine Sinuswelle) durch einen anderen Oszillator frequenzmoduliert wird, um einen komplexeren Klang zu erzeugen. Wenn der zweite Oszillator hoch ist, wird die Frequenz des ersten Oszillators schneller. In der Praxis führen jedoch nur wenige echte Musiksynthesizer eine echte FM-Synthese durch. Stattdessen verwenden sie eine von Yamaha DX7 populäre Technik namens Phasenmodulation. Bitte erkläre, wie die Phasenmodulation funktioniert und warum sie in den meisten FM-Synthesizern anstelle der echten Frequenzmodulation verwendet wird. Phasenmodulation (PM) ist eine Klangsynthesetechnik, die eng mit der Frequenzmodulation (FM) verwandt ist, jedoch einige wesentliche Unterschiede aufweist. Bei PM wird anstelle der Frequenz des Trägeroszillators die Phase des Oszillators durch einen Modulationsoszillator moduliert. Die Menge der Phasenmodulation steht direkt im Verhältnis zur Amplitude des Modulationsoszillators, und das Ergebnis ist ein Klang mit einer komplexen Wellenform, die durch Einstellen der Parameter des Modulationsoszillators geformt werden kann.

Der Hauptgrund, warum PM in den meisten FM-Synthesizern anstelle der echten FM verwendet wird, liegt in der Einfachheit des Syntheseprozesses. PM ist viel einfacher zu implementieren als die echte FM-Synthese, die einen komplexeren Algorithmus erfordert, um die Frequenzmodulation zu berechnen. PM kann auf einfachere Weise implementiert werden, indem eine Lookup-Tabelle verwendet wird, um die Phasenverschiebung durch den Modulationsoszillator zu bestimmen. Dies macht PM effizienter und somit praktischer für die Echtzeit-Synthese.

Ein weiterer Vorteil von PM besteht darin, dass sie eine größere Kontrolle über den resultierenden Klang bietet. Bei der FM-Synthese können die Frequenzmodulationen unberechenbare Nebenbänder im resultierenden Klang erzeugen. Bei PM sind die Nebenbänder vorhersehbarer und können durch Einstellen der Parameter des Modulationsoszillators kontrolliert werden. Dies ermöglicht eine größere Präzision bei der Klangformung und erleichtert das Erreichen des gewünschten Ergebnisses.

Schließlich wurde PM durch den Yamaha DX7-Synthesizer populär gemacht, der eine Form der PM-Synthese namens "lineare Frequenzmodulation" (LFM) verwendete. LFM ist eine spezifische Form von PM, bei der der Modulationsoszillator ebenfalls eine Sinuswelle ist, deren Frequenz im Laufe der Zeit linear variiert werden kann. Diese Technik wurde intensiv im DX7 verwendet und wurde in den 1980er Jahren mit dem Klang der FM-Synthese gleichgesetzt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PM und FM eng verwandte Synthesetechniken sind, aber PM aufgrund ihrer Einfachheit, der größeren Kontrolle über den resultierenden Klang und ihrer Verbindung mit den ikonischen Klängen des Yamaha DX7 in modernen Synthesizern bevorzugt wird.
Der Grund, warum FM/PM-Synthese tendenziell Klänge erzeugt, die schön über die Tastatur verfolgen, liegt in der Beziehung zwischen den Frequenzen des Träger- und Modulationsoszillators. Bei FM/PM ist der Modulationsoszillator in der Regel ein Vielfaches des Trägeroszillators, dh seine Frequenz ist ein Vielfaches der Trägerfrequenz. Wenn zum Beispiel der Trägeroszillator eine Frequenz von 440 Hz (A4) erzeugt, wäre ein Modulationsoszillator mit einer Frequenz von 880 Hz (A5) eine Oktave über dem Träger und daher ein Harmonischer.

Wenn die Frequenz des Modulationsoszillators ein Vielfaches der Frequenz des Trägeroszillators ist, sind die durch FM/PM erzeugten Seitenbänder ebenfalls harmonisch mit der Trägerfrequenz verbunden und tendieren daher dazu, musikalisch über die Tastatur zu verfolgen. Dies liegt daran, dass die harmonische Reihe eine natürliche und mathematisch vorhersagbare Reihe von Frequenzen ist, die in allen musikalischen Klängen vorhanden ist und das Ohr natürlicherweise auf diese harmonischen Beziehungen abgestimmt ist.

Im Gegensatz dazu sind bei RM die neuen erzeugten Frequenzen die Summe und Differenz der beiden ursprünglichen Frequenzen, und diese neuen Frequenzen sind nicht unbedingt harmonisch mit den ursprünglichen Frequenzen verbunden. Dies kann dazu führen, dass Seitenbänder entstehen, die nicht musikalisch über die Tastatur verfolgen und dissonante oder verstimmt klingende Klänge erzeugen können.

Es ist jedoch erwähnenswert, dass es bestimmte Situationen gibt, in denen RM kreativ eingesetzt werden kann, um interessante und einzigartige Klänge zu erzeugen, auch wenn sie nicht musikalisch über die Tastatur verfolgen. Tatsächlich verwendeten viele klassische Synthesizer-Klänge aus den 1960er und 70er Jahren RM, um charakteristische und außerweltliche Klänge zu erzeugen, die nicht unbedingt melodisch waren, aber einen einzigartigen Charakter hatten.