“FM 音色生成”中的 FM 是“頻率調制”的縮寫。合成器左側的輪狀控制器被稱為“調制輪”，它所使用的正是這種調制方式。調制輪通過低頻振蕩器 (LFO) 產生的低頻信號對聲音進行調制，使原始聲音的頻率反復地略微升高和降低（音調也隨之變化），如圖 1 所示，從而產生顫音效果。

那么，如果提高 LFO 的頻率會發生什么呢？

如果使用頻率接近或高于原始聲音的波形來提高或降低音調，會導致音調在我們感知為音高的基本周期內波動，從而導致波形失真。FM 音色生成利用的正是這種原理，它通過改變波形來創造各種各樣的聲音。

實際上，隨時間線性變化的相位進程會被改變，并以聲音的形式輸出。這是一個復雜的過程，我們將在下文中使用圖片來解釋。

假設我們觀察汽車的旋轉車輪：

如果汽車以恒定速度行駛，車輪的旋轉時間也保持不變。

我們在車輪的左邊緣做上一個標記，然后繪制出這個標記垂直運動軌跡，我們會得到一個類似于標準正弦波的波形。

假設為了保持車速恒定，車輪旋轉一圈的時間也必須保持恒定。那么，如果車輪的轉速不均勻會發生什么呢？

例如，假設車輪在標記到達 12 點鐘位置之前旋轉速度相對較快，在到達 6 點鐘位置之前逐漸減速，最后在旋轉的最后 1/4 圈快速加速，以彌補損失的時間。

如圖 2-b 所示，這種運動的軌跡將不再是標準的正弦波。

雖然這可能會導致乘坐體驗不佳，但車輪轉速不均勻的汽車與車輪轉速均勻的汽車的行駛速度并沒有差別。聲音也是如此，音調保持不變。

因此，用來描述車輪轉速變化的波形被稱作“調制波形”。在本例中，我們可以假設調制波形是一個頻率與車輪旋轉頻率相同的正弦波。

如果我們增強車輪轉速變化的影響，標記的運動軌跡就會變得更加復雜，在某些情況下，甚至會出現反向旋轉才能保證車輪旋轉一圈的時間保持恒定。

最終得到的軌跡如圖 2-c 所示。

因此，車輪旋轉產生的原始軌跡便是被調制的波形，而描述車輪轉速變化的波形（加速產生的正向變化以及倒車檔而不是剎車產生的負向變化）可以被視為調制波形。

回到聲音，FM 音色生成的基本概念便是使用其他的波形來調制一個波形，從而創造出各種各樣的全新波形。我們可以通過改變調制波形的頻率和強度來生成各種復雜的波形變化。

例如，如果我們使用頻率為原始波形 10 倍的波形進行調制，會發生什么呢？

如圖所示，采用這種調制方式會在原本的正弦波上疊加一些細微的波動，從而產生頻率遠高于原始聲音頻率的諧波，使其聲音帶有金屬質感。

我們可以使用包絡發生器 (EG) 來改變調制波形的音量（調制強度）隨時間的變化。例如，我們可以讓聲音的起音具有金屬質感，并在衰減和釋音階段逐漸變得柔和，從而使聲音的音色隨時間推移而產生變化。

在 FM 音色生成中，被調制波形對應的運算器被稱為“載波”，而調制波形對應的運算器則被稱為“調制器”。這種開創性的聲音合成方式通過改變載波和調制器的組合方式，并調整它們各自的電平和包絡，能夠創造出與運算器原本波形完全不同的全新波形。