E-Gitarre eine Oktave tiefer klingen lassen

Nennt sich 'Pitch Transposer' und ist Bestandteil vieler Effektgeräte. 
Kann man auch mit einem kleinen DSP oder einem mittleren MC selber 
bauen.

Dan schrieb:
> Was für ein DSP käme denn in Frage?

Jeder, der ein wenig Speicher verwalten kann, oder z.B. auch der STM32F4 
mit externem RAM. Da wird mit einer Geschwindigkeit in den Speicher 
Audio geschrieben und mit einer anderen Geschwindigkeit Audio aus dem 
Speicher gelesen.
Ich habe sowas auf meinem Experimentierboard für den alten TMS320C25 DSP 
Saurier mit 128kB RAM auch schon gemacht. Runter transponieren klingt 
brauchbar, hoch transponieren nicht so, weil die Kiste dann Samples 
auslassen muss.

Matthias S. schrieb:
> Runter transponieren klingt
> brauchbar, hoch transponieren nicht so, weil die Kiste dann Samples
> auslassen muss.

Musst du ja beim runtertransponieren auch (mal davon ausgehend, dass du 
Eingangssamples doppelst, um die Frequenz zu halbieren).

Besser klingt es vermutlich, wenn man im Frequenzbereich oktaviert 
(Samples->FFT->transponieren->IFFT->Samples).

Dan schrieb:
> Würde sich ein Nachbau lohnen? Würde gerne mal
> etwas mit einem DSP machen.

Ein Nachbau von meinem Board ist heute nicht mehr möglich. Erstens 
bekommt man den TMS320C25 gar nicht mehr (es sei denn, jemand findet 
noch einen alten C-Netz Tornister mit Spracherkennung) und ausserdem ist 
der externe ADC/DAC Chip ein Relikt aus der ISA Zeit - der AD1848. Der 
Boardcontroller ist ein noch erhältlicher ATMega16...
Da gibt es, wie oben erwähnt, bessere Boards. Auch z.B. Analog Devices 
und Freescale bieten für viele ihrer DSP LowCost Evaluation Boards an. 
Mit einem solchen Dings von TI mit dem TAS3108 wird meine Bassanlage 
angetrieben. Dieses Board gibts aber leider nicht mehr.

musicdsp.org war immer eine gute Anlaufadresse für Algorithmen usw., sie 
sind nun hier zu finden:
https://www.kvraudio.com/forum/

Victor schrieb:
> Eine FFT dauert aber lange, zu lange möglich, dass es zu viel
> Verzögerung gibt.

Sie ist außerdem nur ein Kompromiss, da sie Unschärfen einbringt (der 
begrenzten Koeffizienten wegen). Aber der Markt für DSPs, Plugins und 
dgl. ist ja nicht aus Spaß kommerziell relevant. Im anderen Fall 
dasselbe Sample doppelt auszugeben verzerrt aber noch deutlich stärker. 
Etwas Interpolation brauchts da schon, was im Zeitbereich aufwändiger 
ist. Aber der TO bezeichnete es ja als akzeptabel.

Mir ist gar nicht klar, warum die E-Gitarre so benutzt werden soll. 
Schlaffe Saiten sollte man doch allemal hinbringen und die Frequenz 
mechanisch eine Oktave nach unten bringen. Und einen Akkord zu 
transponieren ist wirklich nur eine Halbierung der Frequenz, ganz ohne 
Feinheiten wie das Komma (in der Musik)?

Victor schrieb:
> Eine FFT dauert aber lange, zu lange möglich, dass es zu viel
> Verzögerung gibt.

Der Prozessor muss halt schnell genug sein FFT und IFFT in Echtzeit 
hinzubekommen. Das Pitch-Shiften selbst benötigt nur minimal Rechenzeit.
Die Verzögerung hängt damit von der zu verarbeitenden Blockgröße ab.
Wenn man mal von 48 KHz Samplingrate und eine Blockgröße von 128 oder 
256 Samples ausgeht, entsteht ein Delay von 2.5 bzw. 5ms.
durchaus akzeptabel.

Weiterführende Literatur:
http://www.guitarpitchshifter.com/algorithm.html
http://blogs.zynaptiq.com/bernsee/pitch-shifting-using-the-ft/

> Signal -> [AD-Wandler 16bit] -> [AVR-µC] -> [DA-Wandler 16bit] -> zum Verstärker

> Aber was muss der AVR dann machen, um eine Oktave nach unten zu
 transponieren?

Der Prozessor muss ganz schrecklich viele 32bit Multiplikationen in 
kürzester Zeit machen. Dafür ist der AVR um Faktor 100 bis 1000 zu 
langsam.


Lies mal diese Bachelor Thesis zu dem Thema.

https://dspace.cvut.cz/bitstream/handle/10467/77279/F8-BP-2018-Onderka-Jan-thesis.pdf?sequence=-1&isAllowed=y

Dan schrieb:
> Geht das in dem Fall auch ohne FFA/T?

Damit es gut klingt, muss man schon ein wenig Aufwand treiben.
Der Algorithmus von Audacity ist schon gar nicht so schlecht.
Mit einfachem Sample-Auslassen kommt man da nicht weit (zu starke 
Artefakte).

Boris O. schrieb:
> Mir ist gar nicht klar, warum die E-Gitarre so benutzt werden soll.
> Schlaffe Saiten sollte man doch allemal hinbringen und die Frequenz
> mechanisch eine Oktave nach unten bringen.
Das ist nicht so ganz richtig, weil die Schwingungen im Holz der 
Gitarren (vor allem eben auch der E-Gitarren!) auf ihren optimalen 
Frequenzbereich abgestimmt sind. Darin unterscheiden sich die Guten von 
der billigen Chinaware. Eine Saite so weit zu lockern, dass sie eine 
Oktave bringt, ist auch kaum hinzubekommen. Ist nicht wirklich gut zu 
spielen. Das wäre vielleicht mit schweren Basssaiten zu machen.

> Und einen Akkord zu transponieren ist wirklich nur eine Halbierung der
> Frequenz, ganz ohne Feinheiten wie das Komma (in der Musik)?

Das Komma muss man hier gar nicht bemühen, zumal Gitarren oft mit einem 
Stimmgerät gestimmt werden und nicht mehr wie früher partiell rein, weil 
die Musiker sich einen Ton geben lassen und dann nach Gehör stimmen. Das 
tun heute nur noch die Akustikmusiker, die z.B: die klassische spanische 
Gitarre spielen und dann hättest Du Recht.

Nein, es reicht schon, sich mal die Oberwellen anzusehen, die Saiten 
produzieren: Die sind nämlich nicht nur statisch an den Grundton 
gekoppelt sondern hängen mit den Schwebungen zusammen, welche sich auf 
Korpus und Hals ergeben und die passen dann eine Okatave tiefer nicht 
mehr dazu. Das Verhalten sie gänzlich anders. Akkorde funktionieren da 
nicht so richtig.

Hinzu kommt dass das Anschlagverhalten /die Transiente auch eine andere 
ist, wenn man den Ton einfach durch Verlangsamen nach unten bringt. Eine 
Frequenzmanipulation a la DCT muss schon her. Allerdings hat man dann 
auch all ihre Probleme!

Also Soloton oder gar Akkord sind solche Sachen nicht zu gebrauchen!

Der Grund, warum man einen Bass aus der E-Guit erzeugt ist einfach, 
einen tiefen tonalen Klangeinteil zu generieren, den man hinzu mischen 
kann um die Gitarre von unten her "anzudicken". Des Weiteren ist es so, 
dass die Amplitude, die der Bass bringt, zusätzlich zu der vorhandenen 
mitschwingt, also die absolute Amplitude rhythmisch zur Bassfrequenz in 
die Sättigungen der Begrenzer treibt. Das führt zu einem zusätzlichen 
aggressiven Klanganteil, der atonal ist, aber eine tonale Grundwelle 
hat. Der Zusatzbass ist dann zwar nicht dominant zu hören, setzt sich 
aber unterschwellig durch. Die Gitarre klingt massiver.

Um das zu erzeugen, braucht man aber keine FTT sondern nur eine 
geschickte Schaltung, die eine Lautstärkenanmassung schafft, das Signal 
auf die positive Halbebene bringt und dann eine simple mathematisch 
Operation macht - inklusive Halbwellenumschaltung. Dann etwas filtern 
und fertig ist ein Signal mit exakt der halben Frequenz - und zwar im 
Zeitbereich ohne Verzögerung. Hier ist das z.B. integriert:

Beitrag "VHDL-Effektgerät für Gitarre und andere Instrumente"

Joe F. schrieb:
> Der Algorithmus von Audacity ist schon gar nicht so schlecht.
Äh.... naja. Höre Dir mal die dynamische Frequenzmodulation von 
Samplitude an.

> Mit einfachem Sample-Auslassen kommt man da nicht weit (zu starke
> Artefakte).
.. was auch logisch ist, weil man dann einen idealen 
Interpolationsfilter bräuchte.

Helmut S. schrieb:
> Der Prozessor muss ganz schrecklich viele 32bit Multiplikationen in
> kürzester Zeit machen. Dafür ist der AVR um Faktor 100 bis 1000 zu
> langsam.

Hallo, und nicht zu Vergessen, dass das Instrument auch einen 
beachtlichen Dynamikumfang hat! Sprich: wenn du nicht nur zaghaft 
herumzupfen willst, dann sind weitere Massnahmen nötig, um den AD nicht 
andauernd zu übersteuern. Da ist dann nämlich auch Schluß mit der 
digitalen Verarbeitung... Wie Stanley Clarke wird sich das nimmer 
anhören :-) Habe das vor Jahrzehnten mal rein analog mit PLL-Teiler usw. 
versucht, aber das Ergebnis war sehr bescheiden. Vor allem die 
Einschwingzeiten waren gruselig. Für Musik ist das wahrscheinlich auch 
heute noch nicht zu brauchen, aber da bin ich nicht mehr auf dem 
Laufenden.
Trotzdem viel Spass und Erfolg mit deinem Projekt!
Gruß Rainer

Jürgen S. schrieb:
>> Mit einfachem Sample-Auslassen kommt man da nicht weit (zu starke
>> Artefakte).
> .. was auch logisch ist, weil man dann einen idealen
> Interpolationsfilter bräuchte.

Wobei ich auch irgendwo mal über einen Ansatz (im Zeitbereich) 
gestolpert bin, der quasi die Frequenz der Grundwelle herausfindet, und 
dann die Blockgröße ständig so anpasst, dass die Grundwelle genau ein 
mal reinpasst.
Auf die Weise kann man zumindest die Verzerrungen der Grundwelle (beim 
Aneinandersetzen der heruntertransponierten Blöcke) minimieren.
Alles natürlich unter der Voraussetzung, dass diese Frequenz auch hörbar 
dominiert.

Jürgen S. schrieb:
>> Der Algorithmus von Audacity ist schon gar nicht so schlecht.
> Äh.... naja. Höre Dir mal die dynamische Frequenzmodulation von
> Samplitude an.

Ich meinte damit auch eigentlich eher, wenn TO mit dem recht komplexen 
Verfahren von Audacity schon halb unzufrieden ist, wird es mit 
einfacheren Methoden nicht besser...
Dass Audacity da weit unter dem Machbaren liegt ist ausser Frage.

Joe F. schrieb:
> Dass Audacity da weit unter dem Machbaren liegt ist ausser Frage.

Also...sicher??? Ich bin es nicht. Wenn man nur die digitale Kette 
betrachtet, dann geht da vielleicht allerhand durch, aber "in Echt"? 
Aber wie gesagt, bin nicht mehr auf dem Laufenden.
Gruß Rainer

Joe F. schrieb:
> Auf die Weise kann man zumindest die Verzerrungen der Grundwelle (beim
> Aneinandersetzen der heruntertransponierten Blöcke) minimieren.
> Alles natürlich unter der Voraussetzung, dass diese Frequenz auch hörbar
> dominiert.

Nu mal ins Unreine gedacht...es geht bei Musik immer auch um "unreine" 
Verzerrungen. Ein Flötenton mit vielleicht 4KHz produziert jede Menge 
"Freq *2", hat aber auch 3F oder 5F, deshalb ist er eine Flöte... und 
die sollen natürlich genau so rüberkommen! Mach das mal...und in 
Echtzeit. Und ich gehe natürlich von einer "perfekten" Tansposition 
aus!!! Mag sein, dass das kein Mensch interessiert, aber dennoch.
Gruß Rainer

Jürgen S. schrieb:
> Boris O. schrieb:
>> Und einen Akkord zu transponieren ist wirklich nur eine Halbierung der
>> Frequenz, ganz ohne Feinheiten wie das Komma (in der Musik)?
>
> Das Komma muss man hier gar nicht bemühen, zumal Gitarren oft mit einem
> Stimmgerät gestimmt werden und nicht mehr wie früher partiell rein,

Sorry, dass kann ich nicht nachvollziehen.
Nach meinem bisherigen Verständnis ist gerade die Oktave dasjenige 
Intervall, um das sich jede beliebige diatonische Skala transponieren 
lässt, ohne dass das Komma zum Tragen käme - abgesehen von 
Intervalländerungen an den Enden der Skala bei gespreizter Stimmung. 
Dies sollte gelten unabhängig davon, ob nun rein, nach Werckmeister oder 
sonstwie temperiert gestimmt wird, Hauptsache, in jeder Oktave 
wiederholt sich die Abfolge der Intervalle, egal ob akustische oder 
elektrische Instrumente gestimmt werden und unabhängig ob nach absolutem 
Gehör, Stimmgabel, Pfeifensatz oder Stimmgerät gestimmt wird.

Falls ich da etwas falsch verstanden haben sollte, bitte ich um 
Aufklärung.

Hallo, na da bin ich aber gespannt. Schick' uns mal ein paar Ergebnisse!
Gruß Rainer

Dan schrieb:
> Ach, alles so kompliziert...
>
> Ich habs mir überlegt, ich bringe das Gitarrensignal einfach auf
> TTL-Pegel und schalte einen Binärteiler nach, dann wird der Sound eben
> ein bisschen fuzzy ;-)

DAS gibt's als Gitarren Bodentreter doch schon lange..
WIMRE:
Tiefpass
FF
Tiefpass
Mischer (mit org.)
Pegel

(Hüllkurve anpassen ??)

Hi,
Mit PC geht das Tonhöhenverschieben durch Variation der Samplingrate. 
Das kann fast jedes Audiobearbeitungsprogramm.
Aber das ist dann nicht mehr live.

die absolut preiswerteste Lösung:
https://www.conrad.de/de/stimmenverzerrer-bausatz-velleman-mk171-9-vdc-190883.html

Da das "Monster" auswählen. Stimme - oder die gesamte eingespeiste NF - 
wird nach unten verschoben.

Die anderen Threads sind etwas weitschweifiger. Nur zur Info.
Stichworte: Oktavverschieber
Eimerkettenspeicher

Beitrag "Tonhöhenverschieber mit Eimerkettenspeicher"
(Achtung, die Freilaufdioden im Schaltbild sind verpolt gezeichnet.)

ciao
gustav

...wie gesagt, ich möchte Ergebnisse sehen/hören.
Gruß Rainer

Hallo, und das ding mit dem Eimerkettensp. bringts auch nicht wirklich. 
Da gibt es auch erhebliche Latenzen und die sind abhängig vom Input! Ich 
glaube ohne "moderne" Dig-Technik wird das nix. Und da brauchst du 
"himmlische" Abtastraten! Also kein effes "24-Bit-3xx-Samplingrate. Da 
mußt du richtig in die Vollen!
Ich bin gespannt!!
Gruß Rainer

Michael W. schrieb:
> Hier mal die 'relevanten' Daten eines DigiTech Whammy DT, soweit sie die
> Bedienungsanleitung hergibt. Und ja, ich besitze ein solches Gerät :-)

Hi Michael, du magst diese Gerät besitzen und sogar auch benutzen. Aber 
was hört man??? Meine Erfahrung mit Effektgeräten ist immer eher 
negativ. Und eine Oktave "runter" mit allen relevanten Obertönen ist 
sehr sportlich! Aber das mag in der Session dann gar keine Rolle mehr 
spielen, weil die Musiker gelernt haben, was aus dem Kasten kommt und 
das einarbeiten. Was hier natürlich eine ganz neue Situation erzeugt!
Gruß Rainer

Rainer V. schrieb:
> Meine Erfahrung mit Effektgeräten ist immer eher negativ.

Es gibt einen Unterschied zwischen "ich will meine Gitarre eine Oktave 
tiefer klingen lassen" und "ich will eine beliebiges Signal, mit allen 
Obertönen, ohne jegliche Verzerrungen und Klangeinbußen um eine Oktave 
nach unten versetzen".

Reinhard Mey sang mal von "ein Stück Musik von Hand gemacht" und "halt 
ein Stück Musik aus Fleisch und Blut, meinetwegen auch mal mit 'nem 
kleinen Fehler das tut gut". Wenn schon die Töne nicht perfekt sitzen, 
muss es auch der Klang nicht - hier geht es ja vermutlich nicht um eine 
Profi-Studioaufnahme.

Rainer V. schrieb:
> ...wie gesagt, ich möchte Ergebnisse sehen/hören.
> Gruß Rainer

OK,
habe mal die Mandoline mit Sinus auf Frequenz ca."e2" moduliert.
Dann kommen auch "Basstöne".
Natürlich hinterher noch Flanger und Verzögerung reingemischt.
Die Modulation ist aber gleichzeitig und exakt zeitsynchron mit der 
Aufnahme, also echt live und bei dem Primitiv-Analogringmodulator eben 
auch ohne irgendeine Latenz.
Für Überraschungseffekt gedacht.

viel Spass!

ciao
gustav

P.S.:Man braucht vielleicht noch einen passablen "Funktionsgenerator" 
dazu, der mir einen halbwegs "sauberen" Sinus liefert.  Der preiswerte 
"Voltkraft" tut es auch. Interessante Effekte auch beim Wobbeln.

Dan schrieb:
> irgendwie nach Bali!

Eben. Genau das ist ja das Manko. Die Oktaven werden nicht exakt 
halbiert. Hier noch ein Link zu einem ähnlichen Thema.

Beitrag "Tonhöhenverschieber mit Eimerkettenspeicher"


Dan schrieb:
> Ich habs mir überlegt, ich bringe das Gitarrensignal einfach auf
> TTL-Pegel und schalte einen Binärteiler nach, dann wird der Sound eben
> ein bisschen fuzzy ;-)

Das klingt etwas zu piepsig, wie der Sound aus einem gewöhnlichem 
Rechteckgenerator.

Karl B. schrieb:
> Für Überraschungseffekt gedacht.

Dan schrieb:
> klingt sehr cool, irgendwie nach Bali!

Man hört sehr gut, wie die hinzugefügten unharmonischen Frequenzen den 
Klang sofort metallisch, blechern klingen lassen.
Genau dies möchten hochwertige Algorithmen gerne vermeiden... ;-)

Percy N. schrieb:
>> Das Komma muss man hier gar nicht bemühen, zumal Gitarren oft mit einem
>> Stimmgerät gestimmt werden und nicht mehr wie früher partiell rein,
>
> Sorry, dass kann ich nicht nachvollziehen.
> Nach meinem bisherigen Verständnis ist gerade die Oktave dasjenige
> Intervall, um das sich jede beliebige diatonische Skala transponieren
> lässt, ohne dass das Komma zum Tragen käme

Hm, jetzt wird es etwas kompliziert, also machen wir es ganz langsam:

Ja, zunächst ist es richtig: In dem Fall fiele das Argument weg (soweit 
es nicht ohnehin durch eine gleichstufige Stimmung schon weggefallen 
war), weil es da kein Kommaproblem gibt - die Konstellation bleibt für 
die Tonart erhalten.

Aber:

Ich wollte ja gar nicht darauf abheben, sondern den Aspekt einbringen, 
dass schon die Oberwellen, die ja auf den ersten Blick scheinbar 
problemfrei mit transponiert würden und damit kein Problem darstellen 
sollten, eben doch ein Problem darstellen:

Da gibt es viele Punkte wie z.B. das energetische Ausklingen der 
Transiente auf der Saite. Das hat viel mit Ausbreitungsgeschwindigkeit 
des Schall in der Saite, der Druckübertragung auf den Steg, die Länge 
der Saite und sonstige geometrische Dingen zu tun, die sich nicht 
ändern, wenn man tiefer spielt. Schiebt man aber den Frequenzverlauf 
nach unten, wird deren zeitlicher Verlauf mit verschoben (verlängert) 
was zu unnatürlichem Klang führt. Sozusagen die umgekehrte Mickey Mouse 
bei der Gitarre, also "Big Brother"-Stimme. Da stimmt nichts mehr.

Es gibt zwar die Option, die Frequenzen vom Formanten und damit dem 
zeitlichen Verlauf der EQ-Kurve zu trennen und die verschobenen 
Frequenzen erneut mit diesen Informationen zu falten, aber dann landet 
man wieder bei dem Thema FFT und deren Möglichkeiten bei Audio haben wir 
hier schon exzessiv totdisktutiert.

Ja, dass hier keine Formaten diskutiert wurden, hat mich auch gewundert, 
ich wollte aber nicht zu weit ausholen.

Das waren jetzt die technischen Aspekte. Bezüglich des 
Diskussionsaspektes "Komma" ist es also so, wie Du vermutest, dass man 
konkret mit einem Faktor 2 bedenkenlos schieben kann und hat in 
derselben Tonart ein stimmige Skala. Schiebt man mit einem anderen 
Faktor, geht es in eine andere Tonart und die gespielten Töne stimmen 
nicht mehr, auch wenn man sie zur originalen Tonart richtig greift.

Es gibt aber einige Einschränkungen und damit ein paar musikalischen 
Details:

Akustikmusiker stimmen / spielen Saiten durchaus passend zum Stück 
leicht an den eigentlichen Noten vorbei, um etwas Ausdruck 
hineinzulegen. Man kann eine Verschleppung, Verdüsterung oder Schwäche 
musikalisch durch niedergestimmte oder fallende Noten unterstreichen und 
umgekehrt durch höher gestimmte oder nach oben ziehende Noten ein 
Strahlen, Scheinen und Dominanz vermitteln. Bei einigen Musikern beachte 
ich, dass sie bei subjektiv gespielten hohen Tönen mit zudem weiter 
hochgestimmten Saiten spielen, weil ähnliche Effekte wirken, wie beim 
gehörten Diskanten im Klavier. Dort stimmen die Obertöne nicht perfekt 
und der Stimmer intoniert das Instrument mit einer Spreizung. Die Töne 
sind höher, als sie sein sollten. Dasselbe findet man unten im Bass: Die 
Töne sind tiefer, als sie mathematisch sein sollten. Dort spielt bis zu 
einem gewissen Punkt auch das menschliche Gehör eine Rolle, welches 
doppelt so hohe Töne nicht perfekt als doppelt so hoch empfindet.

Hat man also eine Gitarre mit bestimmter Vorstimmung und addiert man die 
Spieltechnik (Portamento, blue Notes, oder was auch immer), dann bekommt 
man alles andere, als einen mathematisch perfekten Frequenzverlauf. Den 
kann man dann nicht einfach eine ganze Okatave verschieben. Das passt 
nicht mehr, weil der eingefügte relative Offset nicht mehr passt. Diese 
Detail-Betrachtung der Frequenzen und Offsets kann man auch fürs Vibrato 
bei statischen Tonhöhen anstellen. Auch dessen Tempo passt nicht mehr.

Auf solche Effekte stößt man, wenn man mit wavetables und Samples 
arbeitet und versucht, neue Wellen mit neuen Tonhöhen zu fabrizieren und 
das Startsample schon zu komplex ist. Das ist so gut wie nicht 
hinzubekommen und auch nicht von den technischen Randbedingungen und 
heutigen Möglichkeiten abhängig. Das ist ein Prinzipproblem und ein 
Hauptgrund warum viele Akustikmusiker mit guten Ohren sich an Samples / 
E-Piano etc stören.

Kommen wir jetzt zum Problem des E-Bass:

Eine Gitarre, die man tontechnisch nach der Aufnahme eine Oktave tiefer 
schiebt, wird - wie oben dargestellt-, niemals zu einem guten Bass. Man 
muss es also in Echtzeit machen, damit der Gitarrist ein feedback hat 
und man muss die Gitarre dann auch entsprechend im Detail stimmen und 
geeignet spielen. Das ist von der Sache her auf den ersten Blick 
möglich, hat aber wieder seine Tücken:

Dabei kommt dann wieder das Verhältnis Oberton zu Grundton zum Tragen. 
Nimmt man mal einen echten Bass, dann liegt dessen Ton so gut wie nie 
auf dem echten Ton. Das kann man sehen, wenn er in z.B. C die Dominante 
G nach unten spielt, ist die Frequenz etwas tiefer, als G, wenn er für 
das G nach oben geht, spielt er es etwas höher. Vom Griff her ist es 
zwar nicht der Fall, aber vom zeitlichen Griffverlauf und der 
Feinstimmung, vor allem wenn er den Ton irgendwo Hinsacken lässt, spielt 
er subjektiv anders. Das sind im Einzelfall nur 10-20 Cent, aber sie 
sind mess- und hörbar.

D.h. der Bassist spielt und stimmt an dem echten Ton vorbei, sodass es 
akustisch ins Stück passt. Maßgeblich dafür ist aber nicht so sehr der 
Grundton, sondern vor allem die Oberwellen und die Modifikationen der 
Effektgeräte. Die hohen Wellenanteile bestimmen den Startklang, weil sie 
früh zuhören sind und sich dominant in den Mix drängen. Der tiefere 
Anteil das Grundtons kommt später, wirkt akustisch weniger tief, muss 
daher tiefer sein und wird zudem noch durch die Hüllkurve stärker 
moduliert. Schaut man sich das in der FFT an, kommt do kaum die Frequenz 
heraus, die man tatsächlich wahrnimmt.

Der Bassist spielt also aus mehreren Gründen einen Kompromiss was den 
Tonverlauf angeht und dies mehr, als ein normaler Gitarrist. Hinzu 
kommt, dass sein Instrument dafür auch gebaut ist. Je nachdem wie die 
Hölzer wirken, die verbaut sind (was ein Wissenschaft für sich ist) 
dämpfen die höhere Anteile gezielt stärker oder auch nicht, was starken 
Einfluss auf den Klang hat. Eine Gitarre einfach runterzudrehen, Saiten 
schlaff zu spannen ist nicht einmal die halbe Wahrheit.

Deshalb gelingt es z.B. auch nicht, aus einer Geige eine Bratsche zu 
machen oder aus einem Cello einen Kontrabass.

Rainer V. schrieb:
> Ein Flötenton mit vielleicht 4KHz
Das wäre eine sehr kleine Flöte, die solche Töne produziert :-)
Das ist mehr ein gesprochenes "ch".

Und hohe Frequenzen sind auch nicht so das Problem beim den FFTs. Es 
sind in der Tat die Bässe. Eine Welle komplett zu prozessieren, um 
herauszubekommen, welche Frequenz sie hat, ist schon zu viel, denn dann 
ist man schnell bei der 30ms Echogrenze.

Rainer V. schrieb:
> Hallo, und nicht zu Vergessen, dass das Instrument auch einen
> beachtlichen Dynamikumfang hat!
Naja, mit einem 24 Bit DAC sollte es schon möglich sein :-)
Der Unterschied von fff und ppp sind bei Rock-Musik nur etwa 30dB. 
Nehmen wir noch 20dB Dynamik und 10dB headroom. Macht noch 8 bit Dynamik 
bei moderater Aussteuerung.  Aber welcher Gitarrist spielt pp oder ppp? 
:-)

S. R. schrieb:
> Wenn schon die Töne nicht perfekt sitzen,
> muss es auch der Klang nicht - hier geht es ja vermutlich nicht um eine
> Profi-Studioaufnahme.

Naja, mit DER Argumentation kann man natürlich alles entschuldigen :-)

In der Musik geht es IMHO durchaus um Klang und um Feinheiten und zwar 
um feinste Feinheiten! Man darf bei solchen Liedermacherstückchen nicht 
vergessen, dass das nur ein Instrument ist, das begleitend zur Sprache 
spielt und man Abweichungen nicht als störend hört. Daher ist das 
Gitarrengeklimper als Begleitung kein Massstab.

In einem Kontext einer Band ist es nötig, dass die Frequenzverläufe der 
einzelnen Instrumente perfekt passen, weil alles mit allem anderen 
interferiert und Schwebungen bildet. Das gilt um so mehr, wenn zwei 
ähnliche Instrumente klingen. Die müssen entweder perfekt harmonisch 
passen, oder komplementär spielen. Bei Gitarren fällt mir da ZZ-Top ein. 
Die klingen so gut, weil sie sich frequenztechnisch weitgehend aus dem 
Wege gehen.

Das war ja sehr ausführlich, Dank dafür!

Bei mir bleiben zwei Fragen:

1. Lassen sich Formaten "in erster Näherung" zB durch einen 
parametrischen Eq verschieben?

2. Welchen Klangcharakter haben 7- und  8-saitige  e-Gitarren? Bedenke: 
Nach unten ist keineswegs bei der Quarte Schluss!

Percy N. schrieb:
> 1. Lassen sich Formaten "in erster Näherung" zB durch einen
> parametrischen Eq verschieben
Natürlich, nur muss man den 3D-Verlauf kennen und nachbilden. Das 
braucht ein Kennlinienfeld. Und man muss sehr hoch überabtasten und die 
einzelnen Signale resynthetisieren. Da gibt es eben Artefakte. Es ist 
dann einfacher das mit einer iFFT zu machen und gut zu filtern.

> 2. Welchen Klangcharakter haben 7- und  8-saitige  e-Gitarren?
Je mehr Saiten, desto mehr wirken die Energieübertragungen zwischen den 
Saiten. Eine nicht gespielte Saite ist - auch wenn sie gemutet wird - 
immer noch da und überträgt sehr viel Spannung durchs System. Das führt 
dazu, dass der Halz vorzugsweise mit diesen Teilfrequenzen schwingt und 
tordiert. Dessen Schwinungen übertragen sich wieder auf die Saiten und 
deren Spannungen, also auch auf die angespielte. Das Ganze ist deshalb 
kompliziert, weil die Saitenspannungen longitudinal verlaufen, sie aber 
transversal schwingen. Da wird ständig Energie von der einen in die 
andere Richtung umgesetzt. Man überlege sich z.B. mal mit welcher 
Frequenz eine Saitenbefestigung schwingt, wenn die Saite mit z.B. 100Hz 
zieht. Welche Frequenzen davon überleben und resonieren im Holz und 
Korpus und wann kommen wie wo wieder an, um Saiten anzuregen und wie tun 
sie das? Sie tun es z.B. so, dass sie hochfrequente Schwingungen 
longitudinal in die Saite emitieren, während tieffrequente die Saite 
entlasten und damit mit der halben Frequenz anregen.

Ich kann mir vorstellen, dass eine Gitarre mit mehre Saiten immer mehr 
in Richtung einer Zitter oder einer Harfe klingt, was die Komplexität 
des Klangverlaufs angeht.

Jürgen S. schrieb:
> Percy N. schrieb:
>> 1. Lassen sich Formaten "in erster Näherung" zB durch einen
>> parametrischen Eq verschieben
> Natürlich, nur muss man den 3D-Verlauf kennen und nachbilden. Das
> braucht ein Kennlinienfeld. Und man muss sehr hoch überabtasten und die
> einzelnen Signale resynthetisieren. Da gibt es eben Artefakte. Es ist
> dann einfacher das mit einer iFFT zu machen und gut zu filtern.
>
Mit einem parametrischen Equalizer? Ich staune!
Es gab eine Zeit, da wurde durch geeignete Beschaltung die 
Resonanzüberhöhung des PU verschoben und in der Amplitude modifiziert. 
Zum Ruhm der Einen und zum Staunen der Anderen.

>> 2. Welchen Klangcharakter haben 7- und  8-saitige  e-Gitarren?
> Je mehr Saiten, desto mehr wirken die Energieübertragungen zwischen den
> Saiten. Eine nicht gespielte Saite ist - auch wenn sie gemutet wird -
> immer noch da und überträgt sehr viel Spannung durchs System. Das führt
> dazu, dass der Halz vorzugsweise mit diesen Teilfrequenzen schwingt und
> tordiert. Dessen Schwinungen übertragen sich wieder auf die Saiten und
> deren Spannungen, also auch auf die angespielte. Das Ganze ist deshalb
> kompliziert, weil die Saitenspannungen longitudinal verlaufen, sie aber
> transversal schwingen.

Die schwingen durchaus auch longitudinal, vgl Zollner.

> Da wird ständig Energie von der einen in die
> andere Richtung umgesetzt. Man überlege sich z.B. mal mit welcher
> Frequenz eine Saitenbefestigung schwingt, wenn die Saite mit z.B. 100Hz
> zieht. Welche Frequenzen davon überleben und resonieren im Holz und
> Korpus und wann kommen wie wo wieder an, um Saiten anzuregen und wie tun
> sie das? Sie tun es z.B. so, dass sie hochfrequente Schwingungen
> longitudinal in die Saite emitieren, während tieffrequente die Saite
> entlasten und damit mit der halben Frequenz anregen.
>
> Ich kann mir vorstellen, dass eine Gitarre mit mehre Saiten immer mehr
> in Richtung einer Zitter oder einer Harfe klingt, was die Komplexität
> des Klangverlaufs angeht.

Das würde eine Erklärung liefern, falls "vielsaitige" Gitarren noch 
weniger nach Bass klingen als normale.

Hi,
noch einmal zurück:
Karl B. schrieb:
> Da herrscht immer noch ein kleines Missverständnis:
> Bei "reiner" Ringmodulation, also NF-Eingang mit Sinuston gemischt,
> erhält man zwei Komponenten, eine um den Betrag der Differenzen zu den
> jeweiligen NF-Frequenzen tiefere und einen höheren Anteil, also immer
> zwei Komponenten, im Idealfalle soll das Eingangssignal selbst und der
> modulierende Sinuston um ca. 40 dB abgesenkt werden, also die
> Eingangssignale verschwunden sein.
> Oder andersherum: werden Sinustöne im ganzzahligen Frequenzverhältnis
> gemischt, erhält man immer den nächsten Ton in der Naturtonreihe als
> Mischprodukt.

Beim Mandolinenstück oben habe ich vornehmlich Quinte und Quarte bzw. 
Oktav gespielt, die sind aber schon "temperiert", nicht exakt rein 
gestimmt  - mit ganzzahligem Frequenzverhältnis. Dann später noch 
übersteuert, um einen Distortion-Effekt hinzubekommen. Der Witz der 
temperierten Stimmung ist ja, dass die Kombinationstöne dem Reihengesetz 
folgen, nicht irgenwie mal zu hoch mal zu tief liegen. In sehr hohen 
Lagen merkt man, dass sie aber nicht mit dem System (gerade im Bass) 
zusammenfallen.
Bei Keller- oder Werckmeisterstimmung stimmt das so nicht.
Gerade im Bass sind dann die Kombinationstöne entweder überhaupt nicht 
oder stärker zu hören, je nachdem, was dem jeweiligen Komponisten 
vorschwebte, und welches Stück in welcher Besetzung er gerade spielt.
Wurde oben schon ausführlicher darauf eingegangen.

Suche aber noch ein Stück raus, wo andere Tonfolgen gespielt werden.
Da wird es grausig. Ringmodulator wurde bei der Hörspielproduktion 
früher ja auch häufig immer da eingesetzt, wo der Ton besonders 
psychodelisch sein sollte.
So auch beim Film "die Brücke", gleich in den paar ersten Minuten, um 
den Alptraum der Rekruten zu untermalen.

Ferner wollte man früher die Akustk verbessern  mit sog. Frequency 
Shiftern. Beispiel "Bios Bahnhof" in der Wagenhalle in Frechen.
Rückkopplungspfeifen sollte das dann unterdrücken helfen.

Das ist aber nicht das, was dem TO vorschwebt.


ciao
gustav

Karl B. schrieb:
> Suche aber noch ein Stück raus, wo andere Tonfolgen gespielt werden.
> Da wird es grausig. Ringmodulator wurde bei der Hörspielproduktion
> früher ja auch häufig immer da eingesetzt, wo der Ton besonders
> psychodelisch sein sollte.

Jo,
hat etwas gedauert.
Das ist alles mit primitivsten Mitteln in den 1980-er Jahren von mir mit 
zwei Kassettenrekordern, einem Ringmodulator, einem Sinusgenerator und 
einem Selbstbaugerät hergestellt worden, mit dem man "AM" und "FM" 
machen konnte. Also im Prinzip so etwas wie ein Minianalogsynthesizer. 
Die Orgel noch mit TOS und die Ablaufsteuerung, sowie 
Gesamtstimmungsveränderung mit Kapazitätsdioden mit TTL 74141 und Quasi 
R2R Netzwerk.
So, das war das Geheimnis.
Wollte das Ganze noch einmal "digital" herstellen, aber:
was mir nur auffällt, dass die Ringmodulation zum Beispiel mit Audacity 
uberhaupt nicht dem entspricht, was ich mir unter "echter" 
Ringmodulation vorstelle.
Das Problem scheint softwaremäßig so einfach nicht lösbar wie auf dem 
analogen Wege, eben, alle Frequenzen um den Differenzbetrag zu 
verschieben, auch die Oberwellen. Nach Additiostheoreme.
Im Prinzip ist das Ergebnis der hier verwendeten Ringmodulation eine 
Zweiseitenbandmodulation mit vermindertem Träger.
Viel Spass,
wenn es auch ein wenig in Richtung Offtopic geht...sorry.

ciao
gustav

Mamas Liebling schrieb:
> Noch einmal: Ich hatte vor etlichen Jahren für einen Gitarristen eine
> Schaltung auf Basis des PLL-Schaltkreises CD4046 für einen Gitarristen...

Hallo, das habe ich auch schon mal gesagt. Allerdings war ich mit dem 
Ergebnis nicht wirklich zufrieden. Natürlich habe ich keinerlei 
Unterlagen mehr...
Gruß Rainer

Percy N. schrieb:
> Mit einem parametrischen Equalizer? Ich staune!
In "erster Näherung" wie Du beschrieben hast.

> Die schwingen durchaus auch longitudinal, vgl Zollner.
Klar, das müssen sie auch, weil sonst an den Rändern keine Kraft 
übertragen werden könnte. Da stecken dann auch die ganzen Oberwellen und 
unausgeglichenen Impulse der Aufhängung mit drin. Diese übertragen sich 
zur Mitte mitten zeitlich zunehmend auf transversale Schwingungen.

Sagen wir es mal ganz genau: Die Summe der Kaftvektoren muss ja Null 
ergeben, wobei da auch die Beschleunigungen in Richtung der Saite 
auftreten. Bei Geigen sind die besonders groß gegenüber der Grundwelle.

Uwe Borchert schrieb:
> Bzgl einer Hardwarelösung hatte ich da auch etwas nachgedacht. Eine FFT
> muss ja nicht den gesamten Audiobereich abdecken. Spätestens bei 1 kHz
> wird es für diese Zwecke doch uninteressant?
Leider nicht. Die FFT und iFFT gelinkt überhaupt nur, wenn die 
entsprechenden Oberwellen mit übertragen werden, damit es auch nach 
Harmonika klingt und nicht nur nach Sinus. Die Harmonika wird teilweise 
Frequenzen bis ans Ende des Spektrums liefern.

Zudem müssen auch die Transienten und Schwebungen übertragen werden, 
also das Ausmaß der Änderung der Grund- und Oberwellen und das sind eben 
auch wieder weitere Oberwellen. Das lässt sich nur schwer von einander 
trennen und in die reinen Töne und Frequenzen übertragen, um sie dann 
isoliert von den anderen Informationen neu zu generieren, mit neuen 
Oberwellen sozusagen.

Es gibt dazu Ansätze, wie die Variophrase von Roland, aber:

pumuggl schrieb:
> Weil saemtliche Phrasierungen in der Tonlage werden von so einer
> Mimik weggebuegelt.
Genau so ist es.

Man muss das Spektrum schon weitgehend voll erfassen und neu generieren 
und auch dann hat man noch starke Artefakte.

Richtig gut geht es nur mit einer sehr sehr fein aufgelösten FFT, 
vorheriger Bandtrennung und damit ausreichend schnellem Verhalten vor 
allem in den Oberwellen. Das erfordert aber richtig Rechenleistung.