FM 合成器：入门所需了解的一切

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说到合成器，许多制作人都熟悉基础知识。振荡器、滤波器和包络等概念已融入许多音乐家的日常实践中。
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这些组件都属于一种称为减法合成的方法。但合成器的世界完全不同，而且更加神秘。
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我指的是 FM 合成。许多制作人认为 FM 已经过时且过于复杂。毕竟，在那个时代，大多数合成器都是笨重的黑盒子，带有小菜单而不是真正的旋钮。


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* s+ J6 F: ]7 m3 I0 B0 X但 FM 是最有趣的合成类型之一。如果您正在寻找新颖的合成器声音来融入您的音乐，那么几乎没有比 FM 更好的选择了。

在本文中，我将解释什么是 FM 合成以及如何开始在您的音乐中使用它。

FM 合成是一种通过用一种声音调制另一种声音的频率来产生复杂音色的方法。

FM 是由斯坦福大学的John Chowning于 60 年代末发明的，但直到 1983 年雅马哈发布基于该技术的 DX7 合成器后才开始流行。
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DX7 销售了数千台，并在 20 世纪 80 年代定义了合成器的声音。


0 g; z/ m" Z2 }# tFM 合成有何用途？
FM 是一种独特的合成风格，对某些声音有很好的效果。
* T+ |/ Y5 e' N) g  k' W0 K" S
0 B' k' r7 p9 }FM 合成是一种通过用一种声音调制另一种声音的频率来产生复杂音色的方法。
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# v3 }1 T8 a3 j你可能还记得 80 年代最流行时的很多经典歌曲，但还有很多
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+ `& T' U8 A2 G0 IFM 合成非常适合以下类型的声音：

  \8 W$ K" ^  r# V9 z& E9 y+ g  u; @具有复杂打击感的乐器，如电钢琴、钟和木槌
4 W" k: W* w2 h& Z强劲低音，穿透混音
& n5 _: R! R* O/ A* M; t/ Y# ]. x冰冷大气垫
拨弦或失真的声音
  Y4 M& r$ S3 b+ {2 w/ b. SFM 合成如何工作？
% ^. o1 b5 P/ `. DFM 合成利用频率调制原理来创造其独特的声音。
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频率调制这个术语听起来有点吓人，但您可能已经以最简单的形式使用它了。

频率调制就像您在减法合成器中使用 LFO 创建的任何其他类型的调制一样 - 但有一个主要区别。

如果您需要复习一下，以下是基础知识。基本振荡器波形本身并不十分有趣。
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7 D( V" c2 [/ f, a0 j/ q, m3 }/ `它需要运动和动作才能变得有趣。这就是调制的作用所在。调制会随着时间的推移产生变化。

) b( J2 y/ X. l' K6 y" g您可以使用一种称为LFO的特殊振荡器来调制合成器上的其他参数。想象一下，您有第三只手，每次都可以以完全相同的速率上下转动旋钮 - 这就是 LFO 调制！
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: v0 R) N# u9 U. f2 g将 LFO 应用于振荡器音高（或频率）将产生颤音。这是 FM 的最简单形式。

) x  _  r2 m4 `3 ~. C颤音效果的速度由 LFO 的频率决定。其强度由 LFO 的量决定。

这基本上与 FM 合成器中发生的过程相同，尽管正如我上面提到的，存在差异。
4 `) @( X# z0 G. p- l! G" T, ]; a
/ H" M7 ?" F* P, O# j随着您越来越多地增加 LFO 的频率，它听起来开始不再像颤音，而更像完全不同的其他声音。
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这就是事情变得有趣的地方。在可听范围及以上的频率下，这种调制可以产生在 FM 出现之前从未在合成中听到过的音色。
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我会告诉你怎么做。
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运算符
现代 FM 都可以追溯到 DX7。即使在今天，FM 合成器也基于相同的基本组件 — 运算符、算法、载波和调制器。
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  P) `( A% L0 @5 Q: ?/ }我将逐一介绍并解释它们的工作原理。
5 d5 {2 g  ^9 i% }1 ?; J) x- L- s- m
. {3 C+ z5 u# O" P1 g- o$ e操作器是 FM 合成器内部的基本构建块。
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可以将每个操作器想象成一个小型合成器，带有自己的振荡器和包络发生器。只不过这些小型合成器只能使用基本的正弦波振荡器形状。
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经典的 FM 合成器共有六个操作员 - 这意味着一个单元具有强大的合成能力。

热门提示：市场上一些最新的 FM 合成器只有四个运算符。您可能认为这不太灵活，但现代 FM 运算符通常可以从正弦波以外的波形开始。正如我稍后将解释的那样，这简化了构建复杂声音的过程，并使使用 FM 更容易上手！

载体和调制器
; S7 O6 Y6 z  p; {5 G" a. \要创建频率调制，至少需要两个声源。一个进行调制，另一个接受调制。

在 FM 合成器中，这两个角色均由操作员扮演。

执行调制的操作员（可以将其视为前例中的 LFO）称为调制器。

受到调制的运营商称为运营商。
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/ ?% C; K7 T- xFM 的神奇之处在于改变补丁内的操作器频率、包络和排列。

算法
说到操作员安排，每个载波或调制器与其他操作员的连接方式对声音有很大的影响。
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哪个运算符调制哪个运算符？有多少个运算符在使用？它们各自调制多个运算符吗？
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由于有六种操作员，单独安排操作员会变得非常困难。

& S; J% ~. [, S+ R这就是为什么雅马哈决定为最有用的配置实施一定数量的固定操作员安排。

$ y' a" k3 Y- C, f. L- E" D这些预设的路线被称为算法。

如果您亲眼见过 DX7，就会发现它们就是 DX7 前面板上描绘的有趣的框图。

这些算法可能看起来很复杂，但以下是您需要了解的所有内容。任何给定算法中的底行运算符都是载波。其余的是调制器。
) Q! S' h2 v' ]9 e( g2 |- |
% L) d, d' ]/ q! N: k, |. X任何给定算法中最下面一行的运算符都是载体。其余的是调制器。
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% t* K) A2 J- r" Y' u载波的作用与传统减法合成器中的振荡器类似。

9 V8 E1 _! w' h: R: Z3 A7 E例如，我们来看看这张四种运算符算法图表中的算法五。
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FM 合成算法四运算符
在这个例子中，两个载波各自有一个运营商对其进行调制。
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8 Y5 K$ \0 C0 N) c% W将这些调制器设置为不同的频率将产生两种不同的音色。

+ p& h; S; N/ J) `$ E/ g( c8 r/ t& s改变每个载波的水平将调整音色的混合，就像在减法合成器中混合两个振荡器波形一样。
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包络发生器
5 U3 e6 ~7 t- j+ q; m% W/ A当然，如果用 FM 发出的声音的幅度随时间没有变化，它们就会变得非常无趣。
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减法合成器具有用于 VCA 的包络发生器，通常也具有滤波器。
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这样，您就可以将流动的持续打击垫声音转变为尖锐的打击拨弦声音。
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EG 在 FM 中的工作方式相同，只是数量更多 - 准确地说，每个操作员一个！

5 X$ }7 N& D+ m: [  q对于载波来说，包络发生器的工作方式与您在减法合成中所习惯的一样。

ADSR 信封解释
, Z; U% Y  G% \; r" J* }( d在上面的四个操作员示例中，将两个载波设置为慢速攻击和长时间释放将产生一个打击垫声音 - 很简单。
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7 U4 t+ o/ P# J; p但调制器也可以有包络。让我们回到基本的 LFO 颤音来了解它的工作原理。
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LFO 频率成为颤音速率，但 LFO 振幅成为颤音深度。

) M% W0 N( C0 k4 y请记住，包络发生器会随着时间的推移改变声音的振幅。

" F( v) C4 Y& {如果您为该 LFO 添加 pad 类型的包络，颤音速率将保持不变，但其强度将随着时间的推移逐渐增强，然后在您松开琴键时缓慢减弱。稍后将详细介绍。

1 p4 a% k: t/ n# A9 S% i比率
3 L8 `4 B8 z  s  o- a& V  a" bFM 最奇怪的一点就是它似乎难以预测。随机选择调制器频率会产生一些相当混乱的声音。

但是您很少会使用这种固定调制器频率来编程大多数类型的 FM 声音。
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- M, n6 M- z5 T$ j  Q" j7 W" j相反，调制器频率通常是载波的倍数。这样可以更容易地预测您将创建什么类型的声音。

/ K! B- o- m9 }7 d/ q规则如下：比率越高，产生的谐波就越复杂。
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比率越高，产生的谐波就越复杂。
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2 d  v8 n! _7 N3 ]2 _例如，调制器频率与载波的频率之比为 1:1，将产生的声音的谐波仅比正弦波略多 - 事实上，如果调制器电平足够高，它听起来会非常类似于锯齿波！

2:1 的比例会产生接近方波的声音。比例越高，音调就越复杂。
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- {' N/ Z% u' O; F要产生 FM 所著称的一些经典的钟声和音叉音色，需要 18:1 或更高的比例。
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- e7 T6 _6 P( ?8 d% i& Z反馈
我在这里要介绍的最后一件事是操作员反馈。它不是基本功能，但大多数 FM 合成器都包含它，因此值得花些时间解释一下。
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$ k  w1 R  ~  n, {确切的定义有点复杂，但你需要知道的是，反馈意味着操作员的频率成为其自己的调制信号。

这一切意味着反馈只是从 FM 中可用的基本正弦波创建谐波丰富的波形的另一种方式。

+ c. t* ]; `; m) R当你调高反馈时，操作员的输出将接近锯齿波。

" u( \9 ^& v. ]7 Y反馈通过围绕操作器的循环信号路径来表示。在传统的 6 操作器 FM 中，每个算法通常只有一条带反馈的路径。

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FM 是从头合成声音的最年轻方法之一。这意味着它仍然充满着未被开发的声音设计潜力。

9 _3 H3 j. l* j! J* k) h. ?但无论您是在寻找勇敢的新声音领域，还是只是喜欢 80 年代的标志性声音，只要您愿意学习，就有很多东西可以通过 FM 进行探索。