Сущность субтрактивного синтеза (от английского subtract — вычитать) заключается в том, что новый тембр создается путем изменения соотношений между отдельными составляющими в спектре первоначального колебания.
Сначала формируются колебания, основные частоты которых соответствуют частотам соответствующих нот. Главное требование к первоначальному колебанию сводится к тому, что оно должно иметь как можно большее количество спектральных составляющих.
В качестве исходных сигналов, помимо синусоиды, обычно используются меандр (прямоугольный, square), пилообразный (saw) — прямой и обратный, и треугольный (triangle), прямоугольный сигнал с переменной скважностью (отношением всего периода к положительному полупериоду), а также различные виды шумов (случайных периодических колебаний):
Затем, с помощью частотных фильтров из первоначального сложного сигнала формируется необходимый тембр. При этом используются управляемые фильтры:
- резонансный (полосовой) — с изменяемым положением и шириной полосы пропускания (band).
- фильтр нижних частот (ФНЧ) с изменяемой частотой среза (cutoff).
- несколько реже используется фильтр верхних частот (ФВЧ), также с изменяемой частотой среза.
Для каждого фильтра также регулируется добротность (Q) — крутизна подъема или спада на резонансной частоте.
Примером субтрактивного синтезатора может служить голосовой аппарат человека. Исходный сигнал создается связками, которые выступают в роли генератора (или осциллятора), а ротовая полость и горло являются фильтром. Рассмотрим, например, звуки «а» и «о»: исходный сигнал один и тот же, разница же достигается изменением параметра фильтра, который исключает (subtracts) из него часть спектральных компонентов. Точнее, уменьшает их амплитуду. Меняя «а» на «о» и обратно, мы создаем спектральную огибающую, имитируя т.н. «sweeping filter», на котором основан, например, гитарный эффект wah-wah.
Классическими представителями субтрактивных синтезаторов являются модульные аналоговые синтезаторы и их компактные концертные версии (Minimoog и т.п.).
Типичным для субтрактивного синтеза является также использование модуляции. Принцип модуляции состоит в использовании низкочастотной огибающей, т.е. сигнала, частота которого ниже порога восприятия (модулирующая волна) для изменения значения, например, амплитуды модулируемого сигнала (несущая волна):
