FM-Synthese: Tutorial mit dem Yamaha Montage

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FM-Synthese Tutorial

Hier im FM-Synthese-Tutorial erfährst Du, wie Du mit dem Yamaha Montage und anderen Synthesizern mit Frequenzmodulation einen FM-Bass erzeugst | Bild: Yamaha

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Erzeuge einen Bass mit diesem FM-Synthese-Tutorial

Dieses Tutorial zur FM-Klangsynthese beinhaltet alle Tricks, um mit praktisch jedem FM-Synthesizer einen einfachen, aber kernigen Bass zu erzeugen. Er soll perkussiv und bei starken Anschlägen obertonreicher und akzentuierter klingen.

So klingt unser fertiger FM-Bass:


Wir möchten dir noch den folgenden Exkurs in die Kernmechanismen dieser Klangerzeugung ans Herz legen. Andernfalls kannst Du einfach » Zum Praxisteil springen

Frequenzmodulation – Basis der FM-Synthese

FM steht für »frequency modulation« (Frequenzmodulation) – auf diesem Verfahren beruht die Klangerzeugung bei dieser Syntheseform. Dabei wird der Sound mit Oszillatoren erzeugt – im FM-Kontext werden sie »Operatoren« genannt. Für uns ist in diesem FM-Synthese-Tutorial aber vor allem die Unterteilung der Operatoren in zwei Kategorien wichtig:

Die zwei Arten von Operatoren

  • Carrier – erzeugt den Grundklang
  • Modulator – verursacht Frequenzschwankungen (Tonhöhenmodulation) beim Carrier

Zwei Klangbeispiele verdeutlichen besser, was bei der FM-Synthese und damit bei der Frequenzmodulation des Carriers per Modulator vor sich geht. Wir haben sowohl für den Carrier als auch für den Modulator einen einfachen Sinuswellen-Akkord gewählt:

Carrier im Ausgangszustand

Carrier, der durch Frequenzmodulation beeinflusst wurde

Faustregel I: Die Lautstärke des Modulators bestimmt die Klangfarbe

Je lauter der Modulator ist (je höher die Amplitude seiner Wellenform), desto mehr Obertöne entstehen. Der Klang wird höhenreicher und »heller«. Das kann bis hin zu Rauschen und verzerrt anmutenden Sounds führen.

Faustregel II: Die Tonhöhe des Modulators bestimmt die Höhe der Obertöne

Mit steigender Tonhöhe (Frequenz) des Modulators werden die Obertöne des Klangs höher angesiedelt. Der vom Carrier bestimmte Grundklang wird gewahrt, wohingegen die Frequenzen der hinzukommenden Obertöne steigen.

Tutorial zur FM-Synthese - Das Prinzip der Frequenzmodulation

FM-Bass erzeugen – FM-Synthese-Tutorial

Wir bewegen uns in der ersten und zweiten vollen Oktave einer ausgewachsenen 88-Tasten-Klaviatur. Hier ist unser Bass naturgemäß zuhause und wir gestalten wir ihn so, dass er in diesen tiefen Regionen seinen charakteristischen Klang entfaltet.

So beinhaltet die monophone Basslinie des Klangbeispiels oben die folgenden Noten:

  • Noten nach deutscher Notation: ,E / ,G / ,A / D
  • Noten nach englischer Notation: E1 / G1 / A1 / D2
  • Hertzzahlen (gerundet): 41,2 / 49 / 55 / 73,4

Beim Yamaha Montage lädst Du das Preset »Init Normal (FM-X)« und folgst den weiteren Schritten. Je nach Geschmack deaktivierst Du noch den Halleffekt, der in diesem Preset voreingestellt ist – am einfachsten durch den »EQ/FX«-Knopf und anschließendem Herunterdrehen von Drehregler 8.

1. Algorithmus mit drei Operatoren wählen

Zuerst stellst Du quasi das Grundgerüst der FM-Klangsynthese ein – suche nach der Liste der verfügbaren Algorithmen (englisch »algorithms«) deines FM-Synthesizers. Du solltest sie in der Anleitung entdecken (Haupthandbuch oder separates Dokument). Im Falle eines Plugins gibt es zumindest Knöpfe zum Vor- und Zurückschalten zwischen den Algorithmen sowie (hoffentlich) graphische Darstellungen dieser.

Der Algorithmus bestimmt, wie die Operatoren miteinander verknüpft sind – ein Wechsel des Algorithmus‘ kann den Sound stark verändern, auch wenn die Operatoren in der Zwischenzeit nicht verstellt werden.

Wir benötigen einen Algorithmus, bei dem mindestens drei Operatoren miteinander verknüpft sind. Die Struktur gestaltet wie folgt:

  1. Modulator I moduliert den …
  2. Modulator II – und dieser moduliert wiederum den …
  3. Carrier

Der Algorithmus deiner Wahl könnte zum Beispiel so aussehen wie die Nummer 11, für die wir uns beim Yamaha Montage mit seinen insgesamt 88 Algorithmen entschieden haben:

Tutorial FM Synthese - Algorithmus

Wie deute ich die graphische Darstellung?

  • Der unterste Operator eines Stapels ist stets der Carrier
  • Alle Operatoren darüber sind Modulatoren
  • Bei miteinander »verkabelten« Operatoren moduliert jeweils der obere den unteren

Algorithmus 11 beim Yamaha Montage wählen:

  • Editiere den Part 1 deiner Performance
  • Tippe auf dem Display links unten auf Common
  • Wähle in Parts Settings > Algorithm > Algorithmus Nummer 11
FM-Synthese - Algorithmen

Eine kleine Auswahl der 88 Algorithmen, die beim Yamaha Montage zur Verfügung stehen

2. Alle Operatoren auf Sinus stellen

Damit Du jeden beliebigen FM-Synthesizer zum Bassbasteln nutzen kannst, haben wir uns bei den Wellenformen der Operatoren auf Sinus beschränkt. Alle Geräte zur FM-Klangsynthese bieten diese Wellenform für ihre Operatoren an, bei den meisten ist es sogar die einzig verfügbare.

Beim Yamaha Montage ist sie auch die Standardeinstellung, Du kannst auf dem Display also sofort auf »Level« tippen, um die Hüllkurven zu gestalten (Ausnahme: Operator 6, siehe unten).

3. Operatoren zur FM-Klangsynthese wählen

Um Operatoren auszuwählen, tippst Du beim Yamaha Montage stets auf die entsprechende Zahl auf der untersten Zeile des Displays. Damit machst Du Folgendes: Schalte die Operatoren 1 bis 5 stumm – einzeln anwählen und dann jeweils auf »Mute« tippen. Für unseren FM-Bass stehen uns nun die Operatoren 6, 7 und 8 zur Verfügung, die anderen kannst Du ignorieren.

Bei anderen Synthesizern solltest Du ebenfalls alle Operatoren stummschalten, die nicht Teil des von dir gewählten Dreierstapels zur FM-Klangsynthese sind (siehe Algorithmenauswahl oben). Das mag bei bestimmten Algorithmen nicht nötig sein, aber es macht die Anleitung in diesem FM-Synthese-Tutorial wasserdicht.

4. Hüllkurven gestalten

Hüllkurven bringen Bewegung ins Spiel – ohne sie bleibt unser frequenzmodulierter Sound bleibt über die gesamte Dauer des Tastendrucks hinweg gleich. Mit einer Hüllkurve kannst Du ihn hingegen »skulpturieren«. So, als würdest Du dich an einem planen Marmorblock bildhauerisch betätigen, um ihm eine Gestalt zu verleihen. Das Ziel sind etwa klar hervorstechende Anschlagsgeräusche – wie bei unserem FM-Bass.

Alle Antworten hier: Was ist eine Hüllkurve? »

Faustregeln für unser FM-Synthese-Tutorial

  • Die Hüllkurven der Modulatoren beeinflussen deren Lautstärkeverlauf und damit den Intensitätsverlauf der Carrier-Frequenzmodulation
  • Die Hüllkurve des Carriers beeinflusst den Lautstärkeverlauf unseres Klangs

Vorbereitungen beim Yamaha Montage im Menü »Level«

  1. Stelle zuerst alle Parameter auf 0 (ignoriere »Break Point«)
  2. Stelle bei allen drei Operatoren den Parameter »Level« auf 99 (Maximum)

Für die folgenden Werteangaben zu den Hüllkurven des Yamaha Montage gibt keine festen Entsprechungen in Millisekunden. Du kannst dich bei den Regler- oder Displayeinstellungen deines FM-Synthesizers aber an den Werten orientieren – 0 entspricht dem Minimum (extrem kurzes Attack, Decay etc.) und 99 ist das Maximum (sehr langes Attack, Decay, etc.)

Hüllkurven beim Carrier [Operator 8]

Menüseite »Level«
  • Abschnitt »Time«
    • Decay2: 60
    • Release: 50
  • Abschnitt »Level«
    • Decay1: 99

Hüllkurven beim Modulator [Operator 7]

Menüseite »Level«
  • Abschnitt »Time«
    • Decay2: 50
    • Release: 50
  • Abschnitt »Level«
    • Decay1: 75

Hüllkurven beim Modulator des Modulators [Operator 6]

Menüseite »Form / Freq«
  • Coarse: 5 → Frequenzverhältnis Carrier/Modulator 1:5

Ein ungeradzahliges Verhältnis wie dieses sorgt für einen harmonischen, stimmigen Sound. Wählst Du ein geradzahliges Verhältnis (z.B. 1:4), werden vergleichsweise disharmonische, »schiefe« oder metallisch anmutende Klänge erzeugt.

Menüseite »Level«
  • Abschnitt »Time«
    • Decay2: 45
  • Abschnitt »Level«
    • Decay1: 95
    • Level/Vel: +7 → Der hohe positive Wert sorgt bei starken Anschlägen für einen hellen, »peitschenden« Sound

Tipp: Justiere insbesondere die Decay2-Werte der beiden Modulatoren, um direkt zu erfahren, was das für deinen Klang bedeutet – so hier lernst Du am eindrücklichsten, was Hüllkurven bei der FM-Synthese für den Klang bedeuten.

FM-Synthese Tutorial - Yamaha Montage

Der Yamaha Montage dient im FM-Synthese-Tutorial als (über-)mächtiger Klangerzeuger

Bonustrick für den Yamaha Montage: FM mit analogem Touch

Mit Wellenformen abseits der Sinuskurve kannst Du mit dem Yamaha Montage analoger, »schmutziger« anmutende Sounds erzielen. So findest Du sieben alternative Wellenformen, die teilweise noch mit weiteren Parametern verformt werden können.

Jetzt hörst Du zuerst unseren herkömmlichen Sinus-Bass und dann eine Version mit der Wellenform »Odd 1« und dem Parameter »Skirt« (Stärke von 2 von 7):

… versus …

Persönliche Anmerkung: Für mich klingt das wie ein richtig guter nachgeschalteter Overdrive-Effekt und authentisch analog.

Fazit im FM-Synthese-Tutorial

Gratulation, mit diesem FM-Synthese-Tutorial hast Du den Einstieg in die Klangerzeugung durch Frequenzmodulation geschafft. Mit dem Prinzip der Wechselwirkung zwischen Carrier und Modulator sowie den Auswirkungen der Hüllkurven hast Du schon die wichtigsten Kenntnisse erworben. Hier sind noch einmal ein paar wichtige Regeln:

4 Faustregeln zur FM-Klangsynthese

  • Der Carrier erzeugt den Grundklang
  • Die Lautstärke der Modulatoren bestimmt die Klangfarbe
  • Die Frequenz der Modulatoren bestimmt die Höhe der Obertöne
  • Das Verhältnis der Frequenzen von Carrier und Modulator bestimmt die (Dis-)Harmonie

Der Yamaha Montage bietet acht Operatoren und 88 Algorithmen – im Zusammenspiel mit der Polyphonie von 128 Stimmen und den zahlreichen Effekten (auch pro Part) bedeutet das ein gewaltiges klangliches Potential. Damit ist er der mächtigste Synthesizer im Bereich der FM-Synthese. Im Yamaha Montage 8 Testbericht haben wir die große Version mit 88 Tasten ausführlich unter die Lupe genommen.

Doch mit dem Yamaha Reface DX [Testbericht] gibt es auch einen viel kompakteren, tragbaren FM-Synthesizer, der zum Straßenpreis von ca. 400 Euro zu haben ist.

Welche FM-Synthesizer verwendest Du? Und welche Tricks hast Du auf Lager, um mit der FM-Synthese Bässe, Pads und Leads nach Gusto zu erzeugen? Wir freuen uns auf dein Feedback!

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Lesermeinungen (4)

zu 'FM-Synthese: Tutorial mit dem Yamaha Montage'

  • Micha   04. Apr 2017   01:08 UhrAntworten

    Sehr gutes Einstiegstutorial in die Welt der äußerst komplexen FM-Soundsynthese.
    Da hat sich jemand sehr viel Mühe und Arbeit gemacht, um den Einstieg nicht zu sehr verkomplizierend verständlich und erklärbar zu machen.

    Ich möchte daher den Aufwand des Artikels nicht schmälern wenn ich eigentlich mehr Interesse halber frage: "Wer programmiert heute eigentlich noch seine Sounds selber ?"

    Früher habe ich auch keinerlei Werkssound unmodifiziert unangetastet gelassen, um noch ein klein wenig mehr aus einen Sound heraus zu holen oder neue Kombinationen zu erstellen.
    Ich denke (oder bildete mir zumindest ein), dass dieser Aufwand sich auch immer irgendwie im musikalischen Ergebnis gelohnt hatte.
    Hinsichtlich des Lernfaktors (und Suchtfaktor) Sounddesign hatte sich das unzweifelhaft gelohnt.

    Früher allerdings hatte man in den Kisten noch nicht solche Massen an Presets und man war dann doch mehr oder weniger gezwungen, sich Sounds mit dem "besonderen Etwas" irgendwie selber zu basteln, die in den Werkssounds der diversen Kisten in der Art nicht zu finden, bzw. eigentlich völlig untypisch waren.

    Heute mache ich mir diesen Aufwand allerdings gar nicht mehr, bzw. finde passenden Sound irgendwo in Presets, der eigentlich maximal nur noch minimal (Hüllkurve) angepasst wird. (Was für ein Satz: maximal minimal).

    Ich weiß nicht ob das aus (m)einer mittlerweile bequemlichen Faulheit heraus geschieht, nur noch Presets durchstöbernd passendes zu finden- oder weil es den Leuten heute im Grunde nicht doch ohnehin egal ist, ob ein Sound unbedingt "Zip" oder "Zap" macht ?

    Abgesehen von Kollegen und ähnlich veranlagten Fetischisten von Synthiemusik mit sporadisch löblichen Kommentaren ("interessanter Leadsound, nice Pad" etc.) scheint es die Masse aber gar nicht mehr wirklich zu interessieren (und zu honorieren), das man vlt. Nächte lang an einem ganz bestimmten Sound gearbeitet hat ?

    Was denkt ihr ?
    Daher meine Frage:"Programmierst du noch oder bequemst du dich schon ?"

  • mekolo   06. Apr 2017   09:00 UhrAntworten

    @ Micha:
    Das ist doch wie kochen mit Tütensuppen? Eine gekaufte Suppe macht zwar auch satt, aber besser schmeckt doch die vernünftig "handgekochte" Suppe.
    Presets finde ich gut und man kommt damit zum Ziel, jedoch schraube ich doch lieber selbst meine Sounds zusammen. Dadurch habe ich dann wenigstens versucht aus dem Einheitsbrei heraus zu stechen und nicht einfach nur irgendetwas von der Stange genommen.

    • Micha   12. Apr 2017   12:41 UhrAntworten

      Danke für dein Feedback.
      Der Tütensuppenvergleich passt natürlich gut zu Musikfragen und daher möchte ich den aufgreifen und etwas anders umschreiben:
      Da steht man also vergleichsweise stundenlang in der Synthieküche, würzt hier und da mit VCF, VCA, LFO, DCO Zutaten usw. und erbastelt sich ein hausgemachtes "Soundwich", aber dann rennen die Gäste doch zumeist in den Presetschuppen von nebenan und bestellen sich doch das einheitsbreiige Presetmenü mit Supersaw-Mayo und Kommerz vom Grill :D

      Ärgerlich finde ich persönlich für mich, wenn man wirklich lange an einem Sound gearbeitet hat aber dann doch feststellen muss, dass der Sound vom Preset 134 insgesamt dann doch besser klingt als das Eigenerzeugnis.

      Wie verhält man sich da ?
      Nimmst du kompromisslos doch lieber den eigenen Sound, weil es eben deiner ist und deinen Stempel darauf grillen möchtest oder nimmst du den Presetsound aus der Tüte, der sich insgesamt im Song dann vlt. doch besser und dienlicher anhört ?

      • mekolo   12. Apr 2017   17:09 Uhr

        Ich verstehe was du meinst. Auch mit Blick auf die nahezu unendlich vorhandenen Presets ist das natürlich schwierig.
        Grundsätzlich: Ich versuche meine sounds immer selbst zu programmieren. Mein Ministudio besteht ausschließlich aus Hardware mit ganz wenigen digitalen Synths (habe mehr "analoge" Kisten) und der Rechner wird nur zum aufnehmen genommen. Daher stellt sich für mich die Frage nach Presets gar nicht. Auch denke ich, dass sich ab einem bestimmten Punkt der Sachverhalt umkehrt - die erste Suppe die man selber kocht, schmeckt vielleicht noch nicht so 100 %ig. Aber je länger man am Ball bleibt und übt, desto besser schmeckt sie. Und irgendwann ist man beim Kochen so gut, dass man im Handumdrehen und ohne viel Aufwand die (für sich) beste Suppe der Welt kochen kann.

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