Primero observemos este fenómeno:

Si escucha dos tonos sinusoidales muy cercanos el uno al otro, escuchara cancelaciones de onda fluctuantes. Esto es por la interacción de dos ondas casi (pero solo casi!) idénticas. Este fenómeno se denomina batimiento . La velocidad o ritmo del batimento es exactamente igual a la diferencia entre las dos frecuencias – en este ejemplo: 440 – 439 = 1 Hz.

Observemos un ejemplo simplificado usando osciladores con 4 y 5 Hz:

patches/3-6-1-1-ringmodulation1.pd

Las ondas alternan entre sumas (nunca lo olvide: las ondas se suman juntas a si mismas) y cancelaciones. En el array1 y array2 puede ver una parte de la onda original, en array3 la suma, y en array4 nuevamente la suma a lo largo de un periodo mas largo de tiempo. El resultado es un pulso de ascenso y descenso de volumen. (para que el oido humano perciba dos tonos diferentes, sus frecuencias deben diferir en cinco cents.)

También puede determinar primero, precisamente, el ritmo de estas fluctuaciones de amplitud. Como vio en array4 en el ejemplo anterior, la amplitud tiene una forma sinusoidal. Por eso, puede simplemente usar un oscilador para determinar la amplitud:

patches/3-6-1-1-ringmodulation2.pd

(La razón por la cual este array es mas oscuro que los previos es por que usa frecuencias mas altas.) La onda resultante corresponde a la suma de dos ondas. Si aumenta la frecuencia del modulador de amplitud cada vez mas alto...

... escuchara dos frecuencias que se alejan entre si simétricamente – una hacia arriba, la otra hacia abajo – en un intervalo igual a la distancia de la amplitud desde el eje medio, es decir la amplitud de frecuencia inicial. Este proceso es un ejemplo de modulación de amplitud, llamado `ring modulation` por su naturaleza simétrica. Si la frecuencia inicial es 440 Hz y la amplitud de frecuencia es 100 Hz, escuchara dos tonos: uno es 340 Hz y el otro de 540 Hz.

También puede usar un oscilador para modular la frecuencia de una onda sinusoidal. Esto se denomina modulación de frecuencia:

Un oscilador es el “carrier” y el otro es el “modulator”. Usando una frecuencia baja en el “modulator” resultara en un vibrato. Comenzando en 20 Hz, al incrementar esta frecuencia resultara en una multifonia cada vez mas compleja:

patches/3-6-1-2-frequencymodulation.pd

La onda resultante es la suma de varias ondas sinusoidales diferentes; la frecuencia `carrier` yace en el medio mientras que otros tonos están sobre y debajo de el a una distancia determinada por la frecuencia de modulación.

Cuando la amplitud de modulación aumenta, las amplitudes de las frecuencias adicionales también aumentan. Este incremento es difícil de formular matemáticamente.

Una situación especial aparece cuando la frecuencia de modulación es múltiplo entero de la frecuencia `carrier` (1x, 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, etc). Los otros tonos sobre la frecuencia `carrier` también serán múltiplos enteros de la frecuencia `carrier` - en otras palabras sus sobretonos.

Aun mas, frecuencias negativas son espejadas a un rango positivo. En la situación especial mencionada en el párrafo previo, estas son cubiertas por frecuencias `normales`. Digamos que ud. tiene una frecuencia `carrier` de 200 Hz y una frecuencia de modulación de 100 Hz; la cobertura ocurrirá comenzando por el tercer bajotono (que también es de 100 Hz y los siguientes 200, 300, etc.), que resultaran en amplificaciones y supresiones acorde a la longitud de fase.

La ventaja de la síntesis FM sobre la síntesis aditiva (la simple adición de ondas sinusoidales) es que solo necesita dos osciladores para hacer ricos y complejos sonidos (simplemente debe cambiar la frecuencia y especialmente la amplitud del `modulator`!). Un típico sonido de síntesis FM es un `espectro disarmonico`, también un quasi-espectro sobre la fundamental con sobretonos distorsionados que no son múltiplos enteros de la fundamental. Algunos instrumentos metálicos, como campanas y gongs, exhiben espectros similares; los sonidos hechos con síntesis FM a menudo tienen un timbre `metálico` por esta razón.

Ring modulations con sonidos mas ricos en sobretonos son naturalmente mucho mas complejos y ricos:

patches/3-6-2-1-ringmodulation3.pd

patches/3-6-2-2-ringmodulation-live.pd

Para usar frecuencia de modulación en vivo, debe usar un delay variable para poder cambiar la frecuencia:

patches/3-6-2-3-frequencymodulation-live.pd

Combine todo lo que aprendió hasta ahora.

La modulación de frecuencia también es llamada modulación de fase y también puede ser programada de la siguiente forma. El oscilador `carrier` debe ser dividido en proceso de fase y proceso de forma de onda. Funciona así:

Y la modulación de fase se ve así:

patches/3-6-3-1-phasemodulation.pd