Ecoutez,
en cliquant ici, une illustration sonore.La synthèse par modulation de fréquence a été mise au point au début des années soixante-dix par l'américain John Chowning, directeur du Centre de recherche en Informatique Musicale et Acoustique (CCRMA) de l'Université de Stanford aux Etats-Unis.
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Naturellement liée aux technologies numériques, seules capables de fournir la précision nécessaire, la synthèse FM utilise un pricipe de modulation analogue à celui que l'on emploi en radiotransmission : on fait varier la fréquence d'une onde périodique, la porteuse, en fonction de l'amplitude d'une autre onde, la moduleuse. La différence entre radiotransmission et synthèse FM réside dans les gammes de fréquences employées et dans la méthode d'exploitation de la modulation : la " bande FM " utilise une porteuse dont la fréquence varie de 87.5 à 108 MHz et une moduleuse qui se situe entre 15 Hz et 20 kHz (la gamme de fréquences audibles). En synthèse FM, porteuse et moduleuse travaillent toutes deux dans la gamme des fréquences audibles.
Un rapport rationnel de modulation entre porteuse et moduleuse génèrera des harmoniques. Pour obtenir des partiels, afin de créer des sons percussifs par exemple, le rapport de modulation se devra d'être irrationnel.
Malgré la simplicité théorique du système et le peu de calculs nécessaires à l'obtention d'un signal, programmer un son par synthèse FM demeure toutefois une tâche délicate car l'intuition n'est pas de mise : une légère modification d'un seul paramètre peut modifier radicalement la sonorité finale, ce qui n'est pas le cas pour d'autres procédés de synthèse.
La supériorité du Japon sur le marché des synthétiseurs est devenue écrasante avec l'arrivée des technologies numériques. Ce fut Yamaha qui commercialisa les premiers synthétiseurs opérant par modulation de fréquence. Après s'être assuré l'exclusivité du brevet, la firme japonaise a présenté en 1983 le DX-9, rapidement remplacé la même année par un modèle plus performant, le DX-7.
Le DX 7 intègre six oscillateurs numériques nommés opérateurs générant une forme d'onde sinusoïdale périodique de fréquence et d'amplitude ajustables. Chacun de ces opérateurs peut être défini comme porteur (il délivre alors une onde porteuse) ou comme modulateur (délivrant une moduleuse). Le schéma de connexion entre oscillateurs est dénommé algorithme. Chaque opérateur est associé à une enveloppe qui permet de faire varier son amplitude lorsqu'il est modulateur ou son volume lorsqu'il est porteur.
Les premiers synthétiseurs FM développés par Yamaha utilisaient quatre ou six opérateurs délivrant des formes d'ondes sinusoïdales. Par la suite, des modèles plus évolués apparurent ; leurs oscillateurs généraient également des formes d'ondes carrées ou en dents de scie.
Lorsque Yamaha céda son brevet, certains constructeurs se mirent aussi à produire des synthétiseurs FM, comme Elka avec ses modèles EK22 et EK44 ou Korg avec le 707 et le DS8, mais la suprématie incontestable de la série DX avait déjà saturé le marché.
le 707...
et le ds8 de
korg