En esta entrega de nuestra serie fundamental empezaremos con una clase de historia donde te contaremos cómo la síntesis FM conquistó el mercado en los años 80…
En nuestro anterior reportaje analizamos la síntesis sustractiva, que fue el método dominante de síntesis sonora en la era analógica. Pero hacia finales de los 70 y principios de los 80, los métodos de síntesis analógica se habían desarrollado mucho, y los fabricantes tenían márgenes muy pequeños con unos costes muy elevados. Debido a su gran complejidad, el precio de esta tecnología hizo que los monstruosos sintetizadores analógicos fuesen inalcanzables, excepto para los músicos más pudientes. La senda del desarrollo analógico estaba abocada al fracaso.
Limitaciones analógicas
La síntesis analógica posee una limitada paleta sonora. Los típicos sonidos analógicos creados por la síntesis sustractiva quizá sean populares, pero los métodos sustractivos son inflexibles a la hora de crear otros tipos de sonidos.
Aunque hoy parece que a todo el mundo le gustan los sonidos analógicos, a principios de los 80 los fabricantes cambiaron su enfoque e intentaron recrear los sonidos de instrumentos reales –algo que no habrían logrado si se hubieran limitado únicamente a la síntesis analógica sustractiva.
Además de crear sonidos imposibles de conseguir con métodos sustractivos, la síntesis digital aportó otras opciones nuevas. Mientras que los sintetizadores analógicos requerían que los sonidos fuesen reprogramados cada vez que querías usarlos, la tecnología digital permitía guardarlos en una memoria. Y aparte de guardar sus propios sonidos, la tecnología digital permitió que los usuarios pudiesen usar presets de bancos de pianos, guitarras, bajos, y otros instrumentos.
Eso hizo que los sintes digitales fueran más atractivos y alcanzaran a un público mucho más amplio. Junto con la llegada del protocolo MIDI y el aumento de potencia de los ordenadores, que permitió una mejor secuenciación y ediciones no destructivas, la capacidad de usar presets y sonidos personalizados supuso un gran salto hacia delante para los músicos.
La tecnología digital posee otras ventajas que también son significativas. Un equipo digital es más compacto, su afinación y timing son más estables –ofrece los mismos valores cuando se trata de osciladores en el rango audible de frecuencia– y dura más. Todos esos factores allanaron el camino para la llegada de una nueva forma de síntesis digital, la síntesis FM, que se convirtió en el método dominante.
Historia de la síntesis FM
¿Cómo se inventó esta nueva forma de síntesis? Para ir al inicio de la historia de la síntesis FM, hay que viajar hasta la cuna de la innovación musical que fue la California de finales de los 60. Como ocurre con otros muchos geniales desarrollos de la tecnología musical, el florecimiento de la síntesis FM se debe a la investigación de un hombre en particular.
En este caso es John Chowning, un investigador de la Universidad de Stanford que trabajaba en nuevas formas de síntesis y se percató, tras varios años de investigación, de que la técnica de la modulación en frecuencia –que también se utilizaba en las transmisiones de radio– permitía crear nuevos y excitantes sonidos sintetizados.
La Oficina de Licencias Tecnológicas de la Universidad de Stanford contactó con varias compañías musicales para desarrollar comercialmente el modelo de síntesis de Chowning. Yamaha se dio cuenta del potencial y compró la licencia en 1973, pero no fue hasta 1981 cuando los primeros sintes FM salieron al mercado en la forma del modelo GS1 –y su hermano menor, GS2. Aunque GS1 no fue un éxito de ventas –sólo se vendieron 100 unidades– lo justo es admitir que nunca se concibió como un producto para el gran público.
Con un precio de unos 14.000 euros, 90 kilos de peso y sin funciones de edición, el primer paso de Yamaha en la creación de un sintetizador FM fue más bien una aproximación para ver si valía la pena seguir por esa senda.
La respuesta fue generalmente positiva. En un artículo de 1982, por ejemplo, la revista Electronics & Music Maker describía el modelo GS1 como algo “muy caro y muy bueno”. Yamaha vio despejado el camino para crear una gama de sintetizadores FM. Los modelos CE de 1982 –más baratos y basados en presets– fueron seguidos un año más tarde por el clásico modelo DX –lee el cuadro siguiente…
Al conseguir la licencia de la tecnología FM de John Chowning, Yamaha obtuvo una posición de privilegio para dominar el mercado de los sintes en los 80. La serie DX es una de las más famosas en lo que se refiere a sintetizadores FM, y contempla algunos de los instrumentos más importantes de la historia de la música electrónica.
El modelo principal era DX1, una potente bestia con panel de madera y seis osciladores duales, que se vendía por algo más de 12.000 euros en 1984. Pero fue el modelo DX7, más pequeño, sencillo y barato, el que capturó la imaginación de músicos y productores de vanguardia como Brian Eno, Jean-Michel Jarre y, posteriormente, Orbital y Underworld. Además de DX1 y DX7, la serie incluía otros modelos basados en su mayoría en la arquitectura FM, pero con menos opciones. Cuando la serie llegó a su fin, Yamaha había vendido muchos DX –en concreto unos 160.000 DX7.
Si quieres probar fortuna con este legendario sinte, un DX7 usado te puede costar entre 120 y 240 euros, y los modelos más básicos como DX9, y DX21 quizá sólo te cuesten unos 90 euros. Otra buena opción está compuesta por los softsintes de Native Instruments: el clásico NI FM7 es una emulación software del modelo DX7, y su actualización FM8 ofrece opciones adicionales.
Crea tu sonido
La modulación de frecuencia pronto se hizo famosa por ser una potente herramienta para recrear sonidos de instrumentos reales, aunque se percibía como mucho más compleja que la síntesis sustractiva. Esta reputación no es del todo merecida, pues los conceptos subyacentes a la síntesis FM no son tan difíciles de comprender. No obstante, eso sí, las diminutas pantallas de los sintes DX alejaron a muchos músicos de la síntesis y la edición FM.
La síntesis FM combina ondas sinusoidales –no puedes elegir otro tipo de ondas– para obtener contenido armónico. En vez de osciladores, la FM usa “operadores”. Los términos son confusos pues los operadores funcionan casi igual que los osciladores en un sinte sustractivo, generando formas de onda, pero la terminología sigue siendo fiel a la usada por Chowning.
Este proceso de unir las ondas define a cada señal como “portadora” o “moduladora” –en base al papel que juegue. La frecuencia de la señal portadora se modula con la moduladora. Comienzas con una onda sinusoidal (la portadora) cuya frecuencia viene determinada por la tecla que pulses en el teclado del sinte.
Por ahora, los principios son los mismos que el oscilador controlado por voltaje de un sinte sustractivo, y el sinte sonaría igual que una onda sinusoidal no filtrada en un sinte analógico. Después, la frecuencia de la portadora se altera en base a la amplitud de una onda moduladora de otra frecuencia. En el caso de los sintes FM, las frecuencias de las ondas portadora y moduladora están en el rango audible –entre 20Hz y 20kHz.
Veamos un ejemplo. Ajusta el sinte FM para crear una señal portadora sinusoidal y sin modular. Si pulsas la tecla LA por encima del DO central creas una forma sinusoidal a 440Hz –un tono puro sin armónicos. Ahora encamina otro operador con una frecuencia diferente para modular la señal portadora con el segundo armónico del tono de la portadora. Si piensas en cómo un modulador LFO de tono añade un efecto de vibrato a una forma de onda en un sinte sustractivo, aquí es igual, pero como la frecuencia de la señal moduladora está en el rango audible, el efecto afecta el timbre de la señal de la portadora en vez de crear vibrato.
Digamos, por ejemplo, que usamos una señal moduladora al doble de la frecuencia de la portadora, 880Hz. La frecuencia de la portadora sube y baja 880 veces cada segundo de acuerdo con la onda moduladora. El resultado ya no es una onda sinusoidal pura –se ha añadido contenido armónico a la señal portadora.
Los principios matemáticos que determinan la naturaleza exacta de las formas de onda y armónicos generados se relacionan con las funciones Bessel, que son unas complicadas ecuaciones que la gran mayoría de los usuarios de sintes FM jamás tendrán que conocer. Usar múltiplos enteros de la frecuencia de la portadora con la moduladora crea bonitos sonidos armónicos, y usar múltiplos no enteros con la moduladora crea esos armónicos metálicos, vibrantes y acampanados que tan bien se le dan a la síntesis FM.
Similitudes modulares
Quizá te preguntes si este tipo de modulación no es un proceso parecido a encaminar un oscilador en un sintetizador analógico hacia la entrada de control por voltaje de otro oscilador ¿No hace este tipo de modulación justo lo mismo que un modulador basado en LFO, pero más rápido? En teoría todos esos procesos encierran el mismo concepto, pero desde un punto de vista práctico la inestabilidad inherente de la tecnología analógica hace que el sonido que obtienes en un sinte analógico no sea lo bastante preciso como para poder ser considerado como síntesis FM.
Con más operadores se añaden cada vez más moduladoras y portadoras, con lo que el contenido armónico del sonido será más y más complejo. Además, es posible realimentar un operador, haciendo que se automodule a la vez que es modulado por su señal moduladora
No hace falta decir que la síntesis FM puede hacerse muy compleja rápidamente. Por eso, la mayoría de los sintetizadores FM incluyen una serie de algoritmos predefinidos –es decir, configuraciones de portadoras y moduladoras ya encaminadas– para facilitar la creación de sonidos. La síntesis FM es complicada, pero incluso hoy todavía tiene mucho que ofrecer a músicos y productores cuando se trata de crear sonidos nuevos.