Polyphoner Synthesizer (Mindestens zwei Stimmen)

Moin,

In der Elrad 10/1981 ist der Anfang einer Bauanleitung fuer den 
Polysynth. Da ist wahrscheinlich sowas drinnnen, wie du suchst - aber 
das war ein riesiges Logikgrab - sicher >30 TTL oder CMOS Chips. Das 
willst du heutzutage nicht wirklich nachbauen.
Nimm einen µController, der die Tasten abfragt und am besten schon DCOs 
in Software statt wandernden VCOs mit driftenden Logarithmierern hat.

Gruss
WK

ElektronikEckart schrieb:
> Ich möchte einen Synthesizer bauen, der 2(+)stimmig ist. Er soll über
> zwölf Taster angesteuert werden, die die Spannungen eines
> Spannungsteilers auf den Oszillator schalten (1 Volt pro Oktave = etwa
> 0.8333 Volt pro Note).

Wohl nicht. Bei einem mehrstimmigen Synthesizer wird man in der Praxis 
keine analoge Klaviatur verwenden, sondern eine digitale. Schließlich 
muß man das gleichzeitige Drücken mehrerer Tasten (bzw. gedrückt halten 
einer Taste und Drücken einer weiteren) erkennen können.

> Beim Drücken einer beliebigen Taste soll die Spannung am Eingang des
> ersten Oszillators angelegt werden.
> Drückt man eine zweite Taste, soll diese Spannung zum Eingang des
> nächsten Oszillators geschickt werden.

Ja. So würde man das wohl machen. Jeder zweite Tastenanschlag wird zum 
jeweils anderen Oszillator geschickt. Eine etwas cleverere Strategie 
würde den Oszillator als nächstes verwenden, dessen Taste zuerst 
losgelassen wurde. Stell dir dazu einfach folgendes vor:

1. Taste 1 wird angeschlagen und gehalten -> geht an Oszillator 1
2. Taste 2 wird angeschlagen und sofort wieder losgelassen -> geht an 
Oszillator 2
3. Taste 3 wird angeschlagen (Taste 1 ist immer noch gedrückt) -> soll 
die nun auf Oszillator 1 gehen oder doch besser auf Oszillator 2?

Falls deine Frage jetzt war, wie man das macht: mit einem Computer. 
Passend zum Namen dieses Forums z.B. mit einem µC. Der muß einerseits 
die Klaviatur abfragen können und andererseits zwei Oszillatoren (und 
vermutlich Hüllkurvengeneratoren für Filter und VCA) ansteuern können.

Oder man macht die Klangerzeugung gleich komplett in Software. Das 
skaliert dann ohne zusätzliche Hardware auch auf mehr als 2 Stimmen (am 
Ende nur eine Frage der Taktfrequenz).

Noch cleverer ist es, wenn man Tastaturabfrage und Klangerzeugung trennt 
und als Schnittstelle dazwischen Midi verwendet. Dann kann man fertige 
Midi-Klaviaturen benutzen. Oder den Synthesizer vom PC steuern.

Die entsprechenden Algorithmen nennt man '2-Key Rollover' oder (bei z.B. 
PC Tastaturen) 'N-Key Rollover'.
Dieses kleine aber wichtige Stückchen Software ist in jedem 
Tasturcontroller drin.

Axel S. schrieb:
> Oder man macht die Klangerzeugung gleich komplett in Software.

Frevel! Da kannst du auch gleich ein Midikeyboard an den PC anschließen 
und irgendeine Synthie-Emulation benutzen. Das ist aber nicht das 
Gleiche. Ein analoger Synthie lebt gerade von der Unvollkommenheit 
seiner Klangerzeugung.
Es spricht aber nichts dagegen, die logischen Funktionen, z.B. 
Tastaturauswertung, mit einem µC zu erledigen. VCOs, Filter usw. würde 
ich aber rein analog aufbauen. Ja, das ist ein immenser Aufwand, aber 
jetzt auch nicht unlösbar. Im Netz gibt es unter dem Suchbegriff "diy 
synth" jede Menge Lesestoff zum Thema, u.a. hier:

http://www.analog-synth.de/

Icke ®. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Oder man macht die Klangerzeugung gleich komplett in Software.
>
> Frevel!
> VCOs, Filter usw. würde
> ich ... rein analog aufbauen. Ja, das ist ein immenser Aufwand, aber
> jetzt auch nicht unlösbar.

Ein Purist würde das machen. Der TE ist offensichtlich kein solcher, 
sondern ein Einsteiger in das Thema.

IMNSHO sollte er die Finger von Polyphonie lassen und lieber einen 
monophonen Synthesizer im Moog-Style bauen. 2-stimmig polyphon ist 
ohnehin Quatsch. Viele Akkorde haben 3 Töne, man will also wenigstens 6 
Stimmen für ein echt polyphon spielbares Instrument haben. Je mehr, 
desto besser natürlich.

> Es spricht aber nichts dagegen, die logischen Funktionen, z.B.
> Tastaturauswertung, mit einem µC zu erledigen.

"Es spricht nichts dagegen"? Du beliebst wohl zu scherzen. Ein µC bzw. 
irgendein anderer Microcomputer ist die einzig praktikable Möglichkeit, 
das zu tun.

Ich halte deinen Einwand aber generell für wenig tragfähig. Mittlerweile 
gibt es äußerst leistungsfähige Hardware - schnelle CPU, gute DAC - die 
am Ende bessere Audioqualität ergeben als die alte Analogtechnik. 
Außerdem ist sie auch besser verfügbar als die Bauteile in klassischen 
Synthesizer-Konzepten. Schon OTA werden zunehmend rar, von spezifischen 
IC für VCF oder VCA ganz zu schweigen.

Wenn die Klangerzeugung in Software stattfindet, kann man auch ganz 
einfach mal ein neues Konzept ausprobieren. "Ein dritter oder vierter 
Oszillator pro Stimme? Aber gerne doch". Und wenn man mag, kann man 
gerne auch die "unzulänglichkeiten" analoger Syntesizer simulieren, 
indem man z.B. die einzelnen Stimmen etwas gegeneinander verstimmt.

ElektronikEckart schrieb:
> etwa 0.8333 Volt
Der war echt gut: "etwa" ein zehntel Promille genau...  :-D
Oder andersrum: du findest solche Bauteile gar nicht. Und du brauchst 
sie auch gar nicht. Das Gehör hört 1 % Ungenauigkeit nur nach 
ausgiebiger Übung.

Axel S. schrieb:
> IMNSHO sollte er die Finger von Polyphonie lassen und lieber einen
> monophonen Synthesizer im Moog-Style bauen.
Und danach kann er 3 dieser Synthesizer bauen und diese mit einer 
geeigneten Tastatur ansteuern.

Auch die Schaltpläne des legendären Korg MS-20 sind mittlerweile leicht 
im Internet zu finden. Dank der Klinkenbuchsen als Patches kann man dann 
leicht 2 oder 16 von diesen Kisten zusammenschalten. Sollte mit heutigen 
OpAmps sogar richtig Spass machen und gut klingen.

Norbert schrieb:
> (1 Volt pro Oktave = etwa
>> 0.8333 Volt pro Note).
>
> Sicher? Steigen die Frequenzen nicht um 2^(1/12)?

Naja, wenn 1V/Oktave vorgegeben ist, ist ja klar, das 0,833V nie die 
Spannung von Ton zu Ton sein können - ein unbedeutender Rundungsfehler 
:-P

12te Wurzel aus 2 ist schon richtig.

Axel S. schrieb:
> Ein µC bzw.
> irgendein anderer Microcomputer ist die einzig praktikable Möglichkeit,
> das zu tun.

Polyphone Synthesizer gab es auch schon, bevor Mikrocontroller 
verbreitet waren. Eine reine Frage des Aufwandes. Natürlich wäre es 
heutzutage Quatsch, die reinen Steuerungsfunktionen mit klassischem TTL 
aufzubauen.

> Mittlerweile
> gibt es äußerst leistungsfähige Hardware - schnelle CPU, gute DAC - die
> am Ende bessere Audioqualität ergeben als die alte Analogtechnik.

Dem widerspreche ich. Für kurzlebigen 0815 Pop lasse ich das Argument 
gelten. Aber für anspruchsvolle Produktionen besteht in der Szene nach 
wie vor große Nachfrage nach analoger Technik, die eben ihren ganz 
eigenen, digital kaum nachbildbaren Sound mitbringt. Behringer hat 
gerade erst einen neuen Synthie vorgestellt, dessen klanggebende 
Komponenten analog arbeiten und dessen Steuerung zeitgemäß digital 
erfolgt:

https://www.youtube.com/watch?v=uYI3Y2O5UYA

Du kannst mittlerweile ein komplettes Orchester inklusive Gesangsstimmen 
digital erzeugen. Aber ob das trotz seiner Perfektion "besser" klingt? 
Nicht ohne Grund spielen weiterhin echte Musiker mit echten Instrumenten 
und sehr viele Leute mögen es.

Das gehört zwar eher in den "Was hört ihr für Musik" Thread, aber an 
dieser Stelle fällt mir das hier ein:
Schöner alter analoger Synthisound aus meiner frühesten Jugend.

https://www.youtube.com/watch?v=SdvZa46xb3M

Höre ich heute noch gern.

Icke ®. schrieb:
> Aber für anspruchsvolle Produktionen besteht in der Szene nach wie vor
> große Nachfrage nach analoger Technik, die eben ihren ganz eigenen,
> digital kaum nachbildbaren Sound mitbringt.
Aber die selbe Szene möchte auch mitten in der lärmumwogten Stadtwohnung 
die vollen 96dB Dynamikumfang einer CD heraushören (können). Oder sie 
sieht auch Vorteile bei solch anachronistischen Datenträgern wie 
Schallplatten (ich habe aus Nostalgiegründen auch noch welche mit Musik 
drauf, die es nie auf CD oder MP3 geschafft hat, aber "herausragend 
klingen" geht anders). Und mir als Bassisten war dieser Analogfimmel der 
Gitarristen schon immer irgendwie suspekt. Ich brauche einen stabilen 
Hals, der sich nicht verstimmt (SKC, Frame oder Status), dazu ein 
Verstärker mit sinnvoller Klangeinstellung und fertig.

Matthias S. schrieb:
> 12te Wurzel aus 2 ist schon richtig.
1,05946309436 ist der Faktor, mit dem die Frequenz eines Tons 
multipliziert werden muss, um den Halbton drüber zu bekommen. Aber der 
Spannungsunterschied bei einem 1V/Oktave-Manual ist 1V/12Halbtöne = 
83mV/Halbton. Und diese Schritte sind vollkommen linear und werden 
addiert. Der Logarithmus kommt "automatisch" durch die Aussage "pro 
Oktave"...