Frequenzmodulation

Hier soll es ausschließlich um Arbeiten zu neuen und alten Ensembles gehen.

Moderator: herw

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KlangRaum
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von KlangRaum »

fweth hat geschrieben:und von einer sägezahnschwingung ausgehend, müsste ich doch ganz leicht zu pulse- und triangleschwingungen kommen, oder?
mit einem "mathematisch sauberen" sägezahn lässt sich relativ einfach jede beliebige wellenform erzeugen, entweder über eine schaltung die eine formel (funktion) abbildet oder über eine lookup_table (wave_table via audio tabelle).
man darf nur nicht vergessen, das es beträchtliche unterschiede macht, welche wellenform man anschliesend in die PM oder FM einspeist. aber auch hier kann man fast schon pauschal wiederholen: weniger ist mehr wenn die schaltung im gesamten beherrschbar sein soll.
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herw
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von herw »

fweth hat geschrieben:ich hab jetzt gesehen, dass die core cell "FM Op" eine ganz normale sägezahnschwingung erzeugt, die danach in eine sinusschwingung transphormiert wird. das macht die ganze sache schon viel einfacher, jetzt habe ich schon die möglichkeit sägezahn- und sinusschwingungen zu phasenmodullieren, und von einer sägezahnschwingung ausgehend, müsste ich doch ganz leicht zu pulse- und triangleschwingungen kommen, oder? und wieso sieht das zB. beim "MultiWave Osc" so viel komplizierter als beim "FM Op" aus, der muss doch auch nicht mehr können, als noch zwei weitere wellenformen produzieren?
Die Unterschiede bei den verschiedenen Oszillatoren liegt in der Behandlung des Antialaising. Man erkennt zum Beispiel deutlich, dass die Strukturen des MultiWaveOsc und des Multi-Master/Slave-Oszillators von verschiedenen Autoren stammen.
Im Slave-Oszillator wird das Antialaising relativ einfach durch eine quadratische Näherung im Laufe mehrerer Schwingungen ausgeglichen: der Abstand zum Wrapper-Punkt wird ab einem kleinen Abstand jeweils quadriert und somit die "nicht passende" Sägezahnschwingung in die richtige Schwingungsdauer hineingepresst. Der Algorithmus beim Multiwave-Oszillator ist dagegen komplexer und verstehe ich auch noch nicht.
Ich kann aber nur dringend raten, den Vorschlag von Klangraum zu beachten: nur einfachste Experimente vollständig durch führen und erst beim vollen Verständnis die endgültige Struktur anstreben.
Ich würde den Sinusoszillator aus dem Mastar/Slave-Oszillator isolieren und zunächst erstmal nur damit arbeiten.
Danebn ist es meiner Ansicht nach unumgänglich, sich mit der Mathematik der Frequenz- und Phasenmodulation zu beschäftigen, sonst stochert man blind im Heuhaufen herum und gibt irgendwann frustriert auf, da die Ergebnisse zufällig erscheinen.
Sorry soll dich nicht entmutigen, nur sollte es jetzt zu einem Fortschritt kommen.
fweth
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von fweth »

herw hat geschrieben:Die Unterschiede bei den verschiedenen Oszillatoren liegt in der Behandlung des Antialaising. Man erkennt zum Beispiel deutlich, dass die Strukturen des MultiWaveOsc und des Multi-Master/Slave-Oszillators von verschiedenen Autoren stammen.
Im Slave-Oszillator wird das Antialaising relativ einfach durch eine quadratische Näherung im Laufe mehrerer Schwingungen ausgeglichen: der Abstand zum Wrapper-Punkt wird ab einem kleinen Abstand jeweils quadriert und somit die "nicht passende" Sägezahnschwingung in die richtige Schwingungsdauer hineingepresst. Der Algorithmus beim Multiwave-Oszillator ist dagegen komplexer und verstehe ich auch noch nicht.
Ich kann aber nur dringend raten, den Vorschlag von Klangraum zu beachten: nur einfachste Experimente vollständig durch führen und erst beim vollen Verständnis die endgültige Struktur anstreben. Ich würde den Sinusoszillator aus dem Mastar/Slave-Oszillator isolieren und zunächst erstmal nur damit arbeiten.
ja, ich will ja auch einfachheit, darum bin ich ja jetzt beruhigt dass die multi master/slave oscs "nur" wegen des antialaising so komplex sind. nur warum meinst du, soll ich den sinus osc aus dem multi master/slave osc isolieren? da funktioniert doch der "FM Op" noch wesentlich simpler (ganz ohne antialaising), und einen PhM eingang habe ich auch. ich denke ich werde eher versuchen mit dem "FM Op" von der sägezahnschwingung ausgehend noch pulse- und triangle wellen zu erzeugen, dann habe ich einen ganz banalen multiwave osc ohne antialaising und mit PhM eingang, das erscheint mir doch als simpleste lösung für einfache experimente, oder nicht? und was hat das antialaising klanglich eigentlich genau für vorteile? sind 44100 samples in der sekunde nicht eigentlich genug auflösung, um das ganze nicht mehr "glätten" zu müssen ;) ?
herw hat geschrieben:Danebn ist es meiner Ansicht nach unumgänglich, sich mit der Mathematik der Frequenz- und Phasenmodulation zu beschäftigen, sonst stochert man blind im Heuhaufen herum und gibt irgendwann frustriert auf, da die Ergebnisse zufällig erscheinen.
Sorry soll dich nicht entmutigen, nur sollte es jetzt zu einem Fortschritt kommen.
hm, wie weit meinst du soll das "mathematische" verständnis reichen? ich habe schon den unterschied von frequenz- und phasenmodulation in etwa begrieffen, was allerdings bei komplexeren verschaltungen (vor allem mit selbstoszillation) wirklich vor sich geht, kann man sich doch mit hausverstand nicht mehr wirklich vorstellen, oder? allerdings verstehe ich noch nicht warum wer (ich glaube du) gemeint hat, dass bei phasenmodulation nur modulationswerte von -1 bis 1 einen sinn machen. bei höheren werten sollte sich die schwingung doch einfach noch mehr "stauchen" bzw. "stretchen", so dass noch höhere und tiefere frequenzen vorhanden sind, wieso soll das nicht funktionieren? das ist ja wie wenn man ein delay dranhängt, und die delaytime modulliert, so stelle ich mir das jedenfalls vor...

danke
fweth
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von fweth »

da wäre mal mein versuch eines multiwave PM osc, ausgehend von dem "FM Op". ich habe jetzt ganz banal gearbeitet, weil mir die core ebene noch total neu ist, aber es scheint zu funktionieren. oder habt ihr konkrete verbesserungsvorschläge?
Multiwave-PM-Osc.gif
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KlangRaum
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von KlangRaum »

herw hat geschrieben:...Ich kann aber nur dringend raten, den Vorschlag von Klangraum zu beachten: nur einfachste Experimente vollständig durch führen und erst beim vollen Verständnis die endgültige Struktur anstreben.
Ich würde den Sinusoszillator aus dem Mastar/Slave-Oszillator isolieren und zunächst erstmal nur damit arbeiten.
Danebn ist es meiner Ansicht nach unumgänglich, sich mit der Mathematik der Frequenz- und Phasenmodulation zu beschäftigen...
ich denke, man kann sich auch ohne mathematik an dieses thema heranwagen und irgendwann zu einem tiefergehenden verständnis gelangen - aber nochmal überdeutlich gesagt: nur mit der OPL-grundschaltung und ohne weitere technische spielereien. so sachen wie klangbeeinflussende filter, unterschiedliche wellenformen oder erweiterte modulationsmöglichkeiten sind sicher interessant, gehören aber zu einer anderen baustelle. es gibt nur einige wenige punkte (eigentlich ist es nur ein einziger), die aus mathematischer betrachtungsweise für ein grundlegendes verständniss her beachtet werden müssen, und das ist der punkt zu linearer & exponentieller frequenzsteuerung und welche frequenzverhältnisse maßgebend sind. aber das kann man grundlagentechnisch zum großen teil schon mit dem einfachen thema ring/kreuzmodulation erschlagen und die gemachten erfahrungen direkt übertragen - das ergebnis ist direkt hörbar btw auf einem einfachen oszilloskop sichtbar.... letzteres gehört eigentlich zur grundausstattung der klangforschung ;)

(man sollte sich auch mal die von yamaha benutzen schemata der schaltmatrix betrachten. throretisch gibt es eine riesen anzahl möglicher signalwege, aber es hat einen guten grund, warum yamaha nur diese wenigen benutzt.....)

der eigentliche reiz bei FM/PM (differenzieren wir mal die feinheiten der unterschiedlichen schaltungen an dieser stelle nicht weiter...) liegt grade darin, das durch dieses eigentlich einfache schaltungsprinzip sehr komplexe sounds erzeugt werden können, die mit additiver/subraktiver synthese nicht möglich sind. wenn man diese tatsache akzeptiert, verzichtet man irgendwann freiwillig auf die 1000. schaltungsvariante mit zusätzlichen filtern & oszillatorwellenformen, da die ergebnisse fast immer redundant zum standard-OPL sind....
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von fweth »

und...nochwas: wenn ich eine envelope an den pitch von filter oder osc angängen will, mache ich das dann eher an den P oder an den F eingang? vom gefühl her, klingt es bei oscs besser am F, und bei filtern besser am P eingang, könnt ihr da zustimmen? ich glaube dass es da sowieso kein falsch oder richtig gibt, aber was ist denn so üblich?
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herw
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von herw »

fweth hat geschrieben:und...nochwas: wenn ich eine envelope an den pitch von filter oder osc angängen will, mache ich das dann eher an den P oder an den F eingang? vom gefühl her, klingt es bei oscs besser am F, und bei filtern besser am P eingang, könnt ihr da zustimmen? ich glaube dass es da sowieso kein falsch oder richtig gibt, aber was ist denn so üblich?
beides ist üblich. Die Modulation am Pitcheingang vor allem am Filter hat den "Vorteil", dass die Modulation unabhängig von der angeschlagenen Midinote immer gleich klingt.
Wobei das aber meistens nicht gewünscht ist, sondern über den gesamten Tonbereich eine Klangveränderung angestrebt wird (Keytracking).
Die Modulation auf dem F-Eingang ist dagegen nicht konform mit der Tonskala.
Bei niedrigen Modulationsfreuenzen (Controlsignale wie Envelope oder LFO) sind die Unterschiede zwischen Pitch- und Frequenzmodulation eher unwesentlich.
Im Audiobereich dagegen sind die Unterschiede stark zu hören. Etwas (leicht verständliche) Theorie über die verschiedenen Modulationsarten findest du in der Bedienungsanleitung von Doepfer zum A111-1 (High-End-Oszillator). Dort wird die Modulation des F-Eingangs (bei REAKTOR) lineare Frequenzmodulation und die Modulation des P-Eingangs (bei REAKTOR) exponentielle Frequenzmodulation genannt.

Die Anleitungen von Doepfer sind in diesem Bereich gut zum grundsätzlichen Verständnis.

ciao herw
Zuletzt geändert von herw am 1. März 2008, 08:29, insgesamt 1-mal geändert.
Grund: Grammatik
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von KlangRaum »

herw hat geschrieben:beides ist üblich.
yep... man kann höchstens (endlos) diskutieren ob man sowas mit audio oder event umsetzt. grundsätzlich funktionieren tut letztendlich beides, auch die konvertierung nach lin. oder exp.
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von fweth »

fweth hat geschrieben:und was hat das antialaising klanglich eigentlich genau für vorteile? sind 44100 samples in der sekunde nicht eigentlich genug auflösung, um das ganze nicht mehr "glätten" zu müssen?
ja, das habe ich jetzt selber rausgehört, dass oscs ohne antialaising bei hohen frequenzen und vor allem bei eckigen schwingungen (nicht sinus) so eine art intereferenzmuster mit der samplefrequenz bilden, dann hört sich die tonreihe total unregelmäßig an, also wie wenn jeder ton einen zufällig varierten pitch hätte.. muss ich also doch mit den antialiased oscs aus dem 4-wave master arbeiten.

um diese verbotenen zahlen zu vermeiden, habe ich jetzt in der core cell ein "DN cancel" modul vor die ausgänge gepflanzt, allerdings ohne erfolg. in der core cell ebene treten zwar keine komische werte auf, aber in der primary ebene hab ich wieder INF oder NAN werte, und der sound stürtzt global ab. jetzt habe ich allerdings ein idee, das endgültig zu vermeiden. die phase bewegt sich ja immer zwischen -1 und 1. also sollte sich die modullierte phase auch zwischen -1 und 1 bewegen. ich dachte da müsste man sowas machen, dass zB aus dem wert 1.8 der wert -0.2 wird, oder aus 2 wird 0, also immer so oft 2 addiert bzw subtrahiert, bis sich der ausgabewert wieder zwischen -1 und 1 befindet. dann kann ich das PhM signal mit allen möglichen zahlen multiplizieren, und weil sich die phase trotzdem immer zwischen -1 und 1 bewegt, sollte es zu keinen errors mehr kommen. habt ihr eine idee, wie ich sowas realisieren kann? müsste irgendeine funktion mit dividieren und rest sein, so dass ich durch 2 dividiere und den rest zu -1 addiere oder so ähnlich...gibts sowas in core cell?

danke
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von herw »

fweth hat geschrieben:[...]jetzt habe ich allerdings ein idee, das endgültig zu vermeiden. die phase bewegt sich ja immer zwischen -1 und 1. also sollte sich die modullierte phase auch zwischen -1 und 1 bewegen. ich dachte da müsste man sowas machen, dass zB aus dem wert 1.8 der wert -0.2 wird, oder aus 2 wird 0, also immer so oft 2 addiert bzw subtrahiert, bis sich der ausgabewert wieder zwischen -1 und 1 befindet.
siehe : post 4859
fweth hat geschrieben: dann kann ich das PhM signal mit allen möglichen zahlen multiplizieren, und weil sich die phase trotzdem immer zwischen -1 und 1 bewegt, sollte es zu keinen errors mehr kommen. habt ihr eine idee, wie ich sowas realisieren kann? müsste irgendeine funktion mit dividieren und rest sein, so dass ich durch 2 dividiere und den rest zu -1 addiere oder so ähnlich...gibts sowas in core cell?

danke
Das erledigt doch der allseits gegenwärtige wrapper!
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von herw »

fweth hat geschrieben:da wäre mal mein versuch eines multiwave PM osc, ausgehend von dem "FM Op". ich habe jetzt ganz banal gearbeitet, weil mir die core ebene noch total neu ist, aber es scheint zu funktionieren. oder habt ihr konkrete verbesserungsvorschläge?
Bild
Das lässt sich doch gut sehen, nur müssen, wie du schon weiter oben erwähnst, die Antialaising-Prozeduren ergänzt werden.
Dazu steigst Du in die AntiAlaising-Makros der Multiwave-Oszillatoren ein und reduzierst jeweils rückwärts alle unnötigen Ausgänge und Rechenprozeduren, bis du die passende AntiAlaising-Funktion der speziellen Wellenform als einzige isoliert stehen hast. Ich habe das in meinen Oszillatoren des MODULAR ebenso gemacht.

Die Frage ist nur, ob die zusätzlichen Wellenformen so viel Neues bringen, da die Zahl der Obertöne ja stark zunimmt und keinen einfachen Zusammenhänge mehr ergeben, d.h. man landet wohl äußerst oft bei dreckigen Geräuschen als zu melodiös verwertbaren Klängen.
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von fweth »

herw hat geschrieben:Das erledigt doch der allseits gegenwärtige wrapper!
ja danke, bin ich auch gerade draufgekommen, der steckt ja auch wirklich überall drinnen!
herw hat geschrieben:Das lässt sich doch gut sehen, nur müssen, wie du schon weiter oben erwähnst, die Antialaising-Prozeduren ergänzt werden.
Dazu steigst Du in die AntiAlaising-Makros der Multiwave-Oszillatoren ein und reduzierst jeweils rückwärts alle unnötigen Ausgänge und Rechenprozeduren, bis du die passende AntiAlaising-Funktion der speziellen Wellenform als einzige isoliert stehen hast. Ich habe das in meinen Oszillatoren des MODULAR ebenso gemacht.
hm, jetzt wo ich diesen wrapper gefunden habe, habe ich meinen alten ansatz verworfen und einfach wieder den "4-Wave Slv" hergenommen, zur phase das PhM signal addiert und einen wrapper drangehängt. die ganzen antialaisingfunktionen sind da ja schon intergriert, und dank wrapper hängt sich jetzt auch nichts mehr auf oder so...ich weiß nicht ob das mit dem extrahieren der antialaisingfunktionen so gut wäre, die scheint doch ziemlich tief eingewoben zu sein und da reicht meine core erfahrung eher nicht aus das richtig auszubauen. aber so bin ich eigentlich auch endlich zu einer recht sauber klingenden grundlage für PM synthese gekommen :) :) was mich sehr freut.
herw hat geschrieben:Die Frage ist nur, ob die zusätzlichen Wellenformen so viel Neues bringen, da die Zahl der Obertöne ja stark zunimmt und keinen einfachen Zusammenhänge mehr ergeben, d.h. man landet wohl äußerst oft bei dreckigen Geräuschen als zu melodiös verwertbaren Klängen.
ja sicher kommt da dann viel knarzen und so raus, aber abgesehen davon dass ich das auch interessant finde, kommt man auch zu interessanten klängen wenn die oscs andere wellenformen ausgeben, aber die MODULATIONSSIGNALE nur sinusschwingungen sind. ich habe einfach einen button gemacht, mit dem man festlegen kann, ob global nur sinusschwingungen als modulationssignale verwendet werden, oder die selbe wellenform die der osc auch ausgibt.
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von herw »

gut! jetzt kommt aber das eigentlich wichtige: eine Phasenmodulation ist speziell gekennzeichnet durch eine festes Frequenzverhältnis der Oszillatoren. D.h. du musst eine Grundfrequenz festlegen und dann alle anderen Oszillatoren in ihrer Grundstimmung auf ein festes Frequenzverhältnis einstellen (muss nicht ganzzahlig sein).
Außerdem sollten alle Oszillatoren synchron ihre Welle beginnen, ansonsten hören sich alle gespielten Klänge auch bei gleicher Tonhöhe verschieden an; das ist zwar auch reizvoll aber nicht erwünscht. Das ist allerdings die ganz puristische Herangehensweise.
Zumindest ist ein interessanter Aspekt, die Stimmung der Oszillatoren in einem festen Frequenzverhältnis zu normieren. Dara kann man viel Eventlogik lernen.

Ich habe es selbst noch nicht durchgeführt, es beschränkt sich aber nur auf einige Grundrechenarten.

Viel Spaß

herw

PS: die Aufteilung in verschiedene getrennte Oszillatoren (insbesondere des Antialaising) ist dann erforderlich, wenn das Ensemble insgesamt viel Rechenpower benötigt. Der Multiwave-Oszillator schwingt konstruktionsbedingt immer in allen Zweigen und treibt die CPU unnötig in die Höhe.
Die Zweige einzeln abzuschalten, geht leider nicht mit einem einfachen Router. Der Trick ist der, dass die SR.C. bei unbenutzten Zweigen ausgeschaltet wird (arbeite ich gerade selbst dran).
fweth
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von fweth »

OK noch eine sache dazu: ich möchte, für so soundbasteleien, wo ich mit viel resonanz in den filtern, oder sehr langsamen lowpasses arbeite, dass der ton wenn er neu angeschlagen wird, und die einstellungen unverändert bleiben, wirklich IMMER gleich klingt. dazu bräuchte ich eine art reset eingang, mit dem ich den filter praktisch zurücksetzen kann, so das alle resonierenden schwingungen rausgelöscht werden. da kann ich dann das gate dranschließen, und dann müsste es passen. aber wie baue ich sowas in einen filter ein?

danke
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Re: Frequenzmodulation

Beitrag von herw »

fweth hat geschrieben:OK noch eine sache dazu: ich möchte, für so soundbasteleien, wo ich mit viel resonanz in den filtern, oder sehr langsamen lowpasses arbeite, dass der ton wenn er neu angeschlagen wird, und die einstellungen unverändert bleiben, wirklich IMMER gleich klingt. dazu bräuchte ich eine art reset eingang, mit dem ich den filter praktisch zurücksetzen kann, so das alle resonierenden schwingungen rausgelöscht werden. da kann ich dann das gate dranschließen, und dann müsste es passen. aber wie baue ich sowas in einen filter ein?

danke
Zunächst stell erst mal sicher, dass die Oszillatoren immer gleich klingen, also absolut synchron auf ein Gate-Sinal reagieren. Selbst schwingende Filter sind ein ganz anderes Thema und haben mit der Frequenzmodulation nichts zu tun. Ich kenn mich dort auch nicht wirklich aus. Öffne doch einfach ein anderes Thema : Selbstoszillation von Filterschaltungen.
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