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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Midi over audio


Autor: gromit (Gast)
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Ich habe mir mit einem Avr einen Midicontroller gebaut, den ich mir in 
ein E-Gitarre einbauen möchte.
Jetzt kommte mir die Idee, statt einer extra Midibuchse und ein weiteres 
kabel zu verwenden, das Midisignal irgendwie auf das Audiosignal auf zu 
modulieren. Und am Ende des Kabels eine Box zum demodulieren.
Quasi wie bei Telefon/DSL.
Ist sowas möglich ohne das audiosignal unbrauchbar zu machen?

Bei meinen Recherchen habe ich noch nichts in der Richtung gefunden.
Gibts das wirklich noch nicht oder geht das nicht vernünftig?
Gruß, Gromit

: Verschoben durch Moderator
Autor: bronko (Gast)
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Hi.
Sowas geht. Aber der Aufwand ist richtig groß und einiges an Wissen über 
Modulation ist von nöten.
Ich würde auf einen 2. Stecker setzen.

Gruß

Autor: gromit (Gast)
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ja, das dachte ich mir.
Interessieren würde es mich aber schon, wie man so was angeht.
Vielleicht hat jemand einen Ansatz/Begriffe nach denen ich da weiter 
suchen kann.
Gruß Gromit

Autor: Nixcheck (Gast)
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MIDI liegt mit 31250 Bits pro Sekunde also relativ nah am hörbaren 
Bereich.
Wenn  du die Interaktion von Tonabnehmer Ausgangsimpedanz / 
Eingangsimpedanz des benutzten Verstärkers erhalten willst dann vergiss 
es.

Gitarren Klinkenstecker (6,35mm)  gibt es auch als 3 polige Stereo 
Version.  Das dürfte die deutlich einfachere Version sein (Masse / Audio 
/ Midi).

Autor: Car-Audio-Mann (Gast)
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gromit schrieb:
> Bei meinen Recherchen habe ich noch nichts in der Richtung gefunden.
Wir haben schon ganz andere Signale ins analoge Audio eingekoppelt und 
wieder rausgefiltert. Das ist aber alles nicht offen publiziert und ich 
bin da auch nicht mehr beruflich tätig.

Falls hier aber jemand noch liest und sich für das Thema interessiert:

Ich arbeite gerade an einem privaten Projekt, mit dem dgitale Signale 
über Spoundkarten übertragen werden können und dies in voller 
Bandbreite.

Würde gfs noch Mitstreiter suchen.

Autor: Raymund H. (raymund_h)
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Wollte man es per AM zum Audio addiert machen, so erforderte es eine 
recht hohe Trägerfrequenz von z.B. 300KHz, damit die Faltung des 
bandbegrenzten seriellen Signals mit dem Träger nicht zu stark ins 
Audioband kommt.

Das serielle Signal oder der modulierte Träger müssten Bandbegrenzt 
werden.

Nehmen wir an das serielle Signal hat maximal 16KHz mit Oberwellen für 
50% Rechteck, so ist die 17. Oberwelle davon 272KHz bei -24Db und sollte 
gegenüber dem Normalpegel Audio z.B. -70Db sein.

Wenn man jetzt den Träger -20Db unter dem Nominalaudiopegel ansetzt, so 
muss das Modulationssignal bei 280Khz um 70-24-29 = -26Db gedämpft 
werden.

Ein einfacher RC-Tiefpass mit Grenzfrequenz 20KHz ist also ausreichend, 
alternativ ein breitbandiger Schwingkreis.

Die Modulation kann einen 300KHz rechteck-Träger mit dem digitalen 
seriellen Signal via Und-Gatter verknüpfen. Dann bietet sich ein 
Schwingkreis post-filter statt dem RC Tiefpass für das Seriellsignal an, 
um Oberwellen des Trägers zu begrenzen. Zusätzlich könnte ein einfacher, 
zusätzlicher Hochpass nach dem UND-Gatter sinnvoll sein wegen dem 
ungewollten DC-Anteil durch die UND-Verknüpfung.

Bevor Audio und Träger zusammengeführt werden, sollte auch das 
Audiosignal mit einem Tiefpass 1. oder 2. Ordnung auf 20KHz begrenzt 
werden, damit Oberwellen darin die Filteranforderungen im Empfänger 
nicht unnötig erhöhen.

Auf der Empfängerseite reicht ein Tiefpass 2. oder 3. Ordnung auf 20KHz 
um das Audiosignal von der Modulation weit genug zu befreien.

Der Empfang des 300KHz Trägers kann mit einem LC-Schwingkreis, -3Db 
bandbreite 50KHz realisiert werden, danach folgt ein 
Verstärker/Hüllkurvendemodulator und ein Komparator um das serielle 
Signal zu rekonstruieren.

Ist ein gewisser Aufwand, doch billig und kompakt zu realisieren.

: Bearbeitet durch User
Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Dann müsste nach meinem Verständis aber die Übertragungsstrecke 300kHz 
Bandbreite haben, oder sehe ich das falsch?

Autor: Raymund H. (raymund_h)
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Andi F. schrieb:
> Dann müsste nach meinem Verständis aber die Übertragungsstrecke 300kHz
> Bandbreite haben, oder sehe ich das falsch?

Eher so ca. 500KHz, wegen der Seitenbänder des Trägers.

Autor: MIDIMAN (Gast)
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Zusätzlich zum existenten Signal wird das nichts werden fürchte ich. 
Einfach einen zweiten Kanal aufmachen. Über Google hatte ich das mal 
gefunden, aber nicht selber probiert:

http://www.96khz.org/oldpages/midiasaudio.htm

Das geht dann mit der normalen Audiobandbreite.

Es gibt von ESI inzwischen ein System, das MIDI standardmässig als Audio 
sendet. Die machen es aber voll digital.

Autor: M.G. (Gast)
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Interessant, weiss jemand ob sowas gemacht wird? Sieht ein bischen aus 
wie PAM, oder?

Autor: Clemens L. (c_l)
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M.G. schrieb:
> weiss jemand ob sowas gemacht wird?

Nicht oft; die einzigen verbreiteten Verfahren sind halt MIDI-über-DIN 
und MIDI-über-USB.

Wenn es dir auf Interoperabilität nicht ankommt, kannst du etwas 
proprietäres kaufen, oder genausogut selbst etwas konstruieren.

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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MIDIMAN schrieb:
> Das geht dann mit der normalen Audiobandbreite.

Das ist der springende Punkt. Mit 20kHz bekommst Du gerade mal ein 
"Rechteck" von 10kHz gut hin und das ist schon langsamer, als MIDI. 
Braucht also schon mehrere Kanäle, um das übertreffen.

Da wir aber inzwischen im Zeitalter von USB angekommen sind, macht das 
kaum noch Sinn.

Die MIDI-Treiberei über USB hat - gerade in Windows - zwar ihre Latenz, 
aber bis man mit geringer Bandbreite einige MIDI-Kommandos verschickt 
hat, vergehen auch gerne Hunderte Millisekunden.

: Bearbeitet durch User
Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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kommt drauf an. Wenn nur eine Audioleitung liegt, kann man darüber auch 
MIDI versenden. Man braucht auch nicht unbedingt ein gutes Rechteck. Mit 
SV dahint geht da einiges! Schon beim C64 und der Datasette haben wir 
das 10-fache dessen übertragen, was eigentlich möglich war.

Autor: S. R. (svenska)
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Sender: Generiere eine Trägerfrequenz von z.B. 300 kHz und mische 
(multipliziere) die mit deinen MIDI-Daten zum MIDI-Signal. Audio kommt 
durch einen Tiefpass, das MIDI-Signal durch einen Hochpass (besser 
Bandpass) auf dein Audiokabel.

Empfänger: Das Kabel wird gesplittet in Audiosignal (Tiefpass) und 
MIDI-Signal (Hochpass). Letzteres wird erst durch eine Diode 
demoduliert, passend verstärkt und durch einen Schmitt-Trigger wieder zu 
den MIDI-Daten digitalisiert.

Das wäre dann ASK (digitale AM). Mit höheren Modulationen sparst du 
analoge Bandbreite, die sind aber komplizierter. Ein moderner 
Mikrocontroller kann das auch in Software machen. Hängt eher damit 
zusammen, wie sehr du dich in die Thematik einarbeiten willst. :-)

Nachtrag: Ein Audiokabel dürfte die Kombination aus Audio und 
aufmodulierten MIDI-Daten eher problemlos übertragen; das lebt ja alles 
deutlich unter einem MHz.

: Bearbeitet durch User
Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Das haut leider nur hin, wenn man ein reines Kabel betrachtet, wobei 
auch die schon relevante Dämpfung haben, oberhalb von 20kHz. (Nein, kein 
Gerücht, sondern gemessene Fakten).

Es geht aber deshalb nicht, weil reale Audiostrecken immer irgendwo 
Verstärker drin haben und die immer auch bandbegrenzt sind. Sonst könnte 
man es ja auch auch voll digital machen und Audio parallel mit MIDI auf 
einer Leistung übertragen, wie beim MIDI via S/PDIF:

http://www.96khz.org/htm/midiviaspdif.htm

Autor: S. R. (svenska)
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Jürgen S. schrieb:
> Es geht aber deshalb nicht, weil reale Audiostrecken immer irgendwo
> Verstärker drin haben und die immer auch bandbegrenzt sind.

Zwischen portabler Gitarre und stationärer Technik (Gitarrenverstärker 
und MIDI-Decoder) reicht es. Zumindest lese ich den Ursprungspost so.

Autor: 2⁵ (Gast)
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Jürgen S. schrieb:
> Schon beim C64 und der Datasette haben wir
> das 10-fache dessen übertragen, was eigentlich möglich war.

Witzbold. Das 10-fach von 300 bit/s reicht hier auch nicht!

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Nixcheck schrieb:
> MIDI liegt mit 31250 Bits pro Sekunde also relativ nah am hörbaren
> Bereich.

Mit den damit MAXIMAL erzeugbaren knapp 16kHz liegt es bei den Meisten 
mitten drin. Ich würde von 3-16kHz ausgehen - ohne Oberwellen.


Nixcheck schrieb:
> Das dürfte die deutlich einfachere Version sein (Masse / Audio
> / Midi).

Womit man über die gemeinsame Masse diese 3-16kHz auch im Audiosignal 
hat.


Ich würde eine einfache FM wählen. Umschaltbarer Binärteiler oder so.
(Oder DDS-Chip z.B. AD9833)
Filtern, wie gehabt.

Im Empfänger auf 10,7MHz hochmischen (SA612) und dann einen sti-no 
FM-Demodulator nach Applikation.


Gruß

Jobst

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Leute  habt ihr euch schon mal Gedanken gemacht , wie hoch die 
Verstärkung eines Gitarrenverstärkers bei verzerrten Sound sein kann?

Die Eingangsempfindlichkeit kann durchaus  im µV Bereich liegen.

Der Verstärker hat dann eine Verstärkung von 100db und mehr.

Wie soll denn die Filter aussehen, das ein Midisignal von sagen wir mal 
nur 1VSS  bei 10µV Eingangsempfindlichkeit nicht mehr zu hören sind?

Wenn nur der cleane Sound einer Akustikgitarre zu übertragen wäre, 
könnte das mit einen großen Fragezeichen eventuell noch klappen.

Aber bei einer normalen E-Gitarre? Vergesst es einfach und nimmt 
getrenntes Kabel für Midi.

Ralph Berres

Autor: Dogbert (Gast)
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Ralph B. schrieb:
> Vergesst es einfach und nimmt
> getrenntes Kabel für Midi.

Vergesst doch einfach die Mobilkommunikation und nehmt Kabel.

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Ralph B. schrieb:
> Aber bei einer normalen E-Gitarre? Vergesst es einfach und nimmt
> getrenntes Kabel für Midi.

Ich glaube, es ging doch darum, überhaupt MIDI als Aúdio zu übertragen 
und nicht darum, es zusätzlich also gleichzeitig zu machen, oder?

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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2⁵ schrieb:
> Jürgen S. schrieb:
>> Schon beim C64 und der Datasette haben wir
>> das 10-fache dessen übertragen, was eigentlich möglich war.
>
> Witzbold. Das 10-fach von 300 bit/s reicht hier auch nicht!

Das war nur als Beispiel gedacht, daß die scheinbare 
Bandbreitenbegrenzung infolge des Erfordernisses "Rechtecksignale 
transportieren" nicht so hart ist, wie sie scheint. Die 10x300 Baud 
erforderten ja 3kHz auf der Cassette und da gab es kaum noch headroom 
für die Oberwellen des Rechtecks.

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