Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Gitarreneffekte selber bauen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Andi (chefdesigner)


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Ich spiele E-Gitarre und habe eine Reihe der sogenannten Bodentreter, 
von denen immer mehr auf DSP-Basis, also in Software arbeiten. Ich würde 
mir gerne selber einiges bauen, habe auch schon Plattformen im Auge. Was 
mir aber ein wenig fehlt, sind die Kenntnisse, wie man Verzerrer baut, 
also mathematisch formuliert, dass sie klingen wie klassische E-Gitarre.

Was ich gerne hätte, wären solche Klänge wie bei Carlos Santana, oder 
den opening Sound von Smoke on the Water.

Kennt jemand Bücher, Literatur oder Links zu der genauen 
Schaltungstechnik dahinter?

von Gerhard (Gast)


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Open Source Software Effektgeräte:

Folgendes läuft meines Wissens gut auf einem RasPi
https://guitarix.org

Hier ein Video mit "Santana-ähnlichem" Effekt:
https://www.youtube.com/watch?v=KEVs_P0Rglo&list=PLeRYlL4iVEr5BgF6-Lll6Baq-k5pgn17b&index=3

Oder ein Hardware-Effekt Gerät mit Guitarix als Basis:
https://www.youtube.com/watch?v=TTiUe1wKj1M

Oder ein Effektgerät mit PureData auch auf einem RsPi:
https://www.youtube.com/watch?v=bLcW70tcBX8

Oder wolltest du Effektgeräte in Hardware selber bauen?

Gerhard

von Andi (chefdesigner)


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Ich möchte schon eine eigene Hardware haben und die Effekte möglichst 
alle beisammen zum Kombinieren, aber vor allem um Eigenes zu kreieren. 
Dazu brauche ich die mathematischen Vorschriften / eine Schaltung der 
man das entnehmen kann. Viele ältere Sachen arbeiten noch in 
Analogtechnik mit OPs, Dioden und Allemmöglichen.

von dudu (Gast)


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von MaWin (Gast)


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Andreas F. schrieb:
> Was mir aber ein wenig fehlt, sind die Kenntnisse, wie man Verzerrer
> baut, also mathematisch formuliert, dass sie klingen wie klassische
> E-Gitarre.

Die Setups der Musiker sind komplexer als ein simples Vout=f(Vin).

Andreas F. schrieb:
> möchte schon eine eigene Hardware haben und die Effekte möglichst alle
> beisammen zum Kombinieren

Aber erforscht, die DSP Effektgeräte die viele Setups, darunter die von 
dir genannten, kombinieren gibt es fertig. Leider hab ich vergessen wie 
die Kiste heisst. Heute gibt es aber viele ähnliche, billiger.

von Mark S. (voltwide)


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Auch auf die Gefahr hin als Spielverderber zu gelten - meine 2cents:
Gitarrenequipement wird gerne überbewertet, besonders von Anfängern.
Das selbst bauen von Equipment ist ein Nebenschauplatz, in derselben 
Zeit Gitarre üben bringt einen eher ans Ziel.
Schreibt einer, der sein ganzes Leben über selbstgebaute Gitarrenamps 
gespielt hat und heute bei diesem Thema gähnen muß.

von min (Gast)


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Vielleicht wirst du hier fündig.
http://www.geofex.com/

von Zeno (Gast)


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Da gab es mal zwei Bücher im Militärverlag der DDR.
1. Schulze/Engel "Moderne Musikelektronik"
2. Engel "Musikelektronik"

Das zweite Buch habe ich selbst. Google mal nach diesen Büchern, die 
kann man noch antiquarisch erwerben - Preis liegt je nach Angebot zw. 30 
- 40€.
Ansonsten gab es immer mal wieder Beiträge zum Thema im Funkamateur und 
im Elekronischen Jahrbuch (Militärverlag).

Andreas F. schrieb:
> Was
> mir aber ein wenig fehlt, sind die Kenntnisse, wie man Verzerrer baut,
> also mathematisch formuliert, dass sie klingen wie klassische E-Gitarre.
Über die mathematischen Grundlagen dieser Geräte hat man sich früher 
eher wenig Gedanken gemacht. Verzerrer für Gitarren waren in aller Regel 
einfache Vorverstärker die übersteuert wurden. Zusätzlichen waren dann 
oftmals einfache Klangformungsstufen eingebaut.

von Steff (Gast)


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Hau einfach einen Dirac rein und schau was hinten raus kommt, dann 
kannst du es nachbauen

von chris (Gast)


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>Hau einfach einen Dirac rein und schau was hinten raus kommt, dann
>kannst du es nachbauen

Tatsächlich? Meinst Du, Gitarren und Verstärker sind LTI-Systeme?

von Fitzebutze (Gast)


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Ein richtig geiles Teil wäre auch der Kemper-Amp.

Weiss aber nicht, wie weit man da selber eingreifen kann. Nach meinem 
Wissensstand ist da noch ein guter alter 56k DSP drin.
Mit dem Blackfin BF533 hab ich mal auf einem EZkit ein paar Effekte 
portiert, ging aber nicht über Flanger/Chorus hinaus. Da gibt's aber ne 
Menge Code aus dem 56k-Pool.
Gab da auch mal irgend ein Projekt Rainbow o.ä. auf der Basis, das ist 
aber vermutlich in der Versenkung verschwunden.

von Andi (chefdesigner)


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MaWin schrieb:
> Die Setups der Musiker sind komplexer als ein simples Vout=f(Vin).

Das ist mir durchaus bewusst, aber alles, was irgendwie verbaut wird, 
muss sich ja auch nachbilden lassen und die DSP-Bodentreter arbeiten 
letztlich nur mit Software.


Fitzebutze schrieb:
> Ein richtig geiles Teil wäre auch der Kemper-Amp.
> Weiss aber nicht, wie weit man da selber eingreifen kann.
Vermutlich nicht, oder man muss das gesamte Gerät hacken. Muss aber 
nicht, die Algorithmen reichen.

von Felix N. (guitarsolo)


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Moin,

Es gibt ein Buch über das Thema auf Amazon. Einfach mal suchen nach 
Effektpedale selbst gebaut. Da geht's auch um Grundlagen der Elektronik 
und ums Experimentieren und wie ein overdrive und so gebaut wird...

von rbx (Gast)


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Andreas F. schrieb:
> Kennt jemand Bücher, Literatur oder Links zu der genauen
> Schaltungstechnik dahinter?

Diese Arbeit könnte weiterhelfen:
https://ccrma.stanford.edu/~dtyeh/papers/DavidYehThesissinglesided.pdf
(T: DIGITAL IMPLEMENTATION OF MUSICAL DISTORTION
CIRCUITS BY ANALYSIS AND SIMULATION )

von Felix N. (guitarsolo)


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Hier ist das Buch, welches ich meinte:
https://www.amazon.de/dp/B09WZMM31J

von Percy N. (vox_bovi)


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"Folgende drei Effektpedal-Typen werden in diesem Buch vorgestellt:

Booster
Overdrive
Distortion/Fuzz"

Wahnsinn!

von Sven D. (sven_la)


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Ich bin heute über diese Seite gestolpert 
https://www.electrosmash.com/mxr-distortion-plus-analysis dort wird ein 
Distortion Pedal mit Germaniumdioden analysiert mit jeder Menge 
Mathematik.
Auf dieser Homepage findest du die Analysen von verschiedenen Pedalen 
und Verstärkern.

von Cartman (Gast)


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> ein Distortion Pedal mit Germaniumdioden analysiert

Ja ohne "gute" Mathematik kein "guter" Sound.
Wer weiss schon, dass eine Besselfunktion 2. Ordnung beim
Verzerren nur Oberwellen der "guten" Sorte erzeugt.
Richtig, kaum einer bis keiner. Statt dessen wird ueber
den "Roehrensound" und "Germaniumdioden" blasphemiert.

Da der 56k hier ja schon oefter genannt wurde,
@TO:
Besorg dir halt ein antiquarisches 56002 Evalkit.
Das ist der schnellste Weg zum Erfolg!

Wenn die Mathematik um das Thema herum bei dir "sitzt",
kann man Effekte auch ganz problemlos in Assembler schreiben.
Falls du dann mehrere davon in ein Geraet konsolidieren willst,
nimmst du eben entsprechend viele 56002 oder siehst dich
nach etwas kraftvollerem wie einem FPGA um.

Und lass blos die Finger von solchen Bastelplattformen wir RPi.
Da hast du mehr mit der Umgebung zu kaempfen als mit der
Implementierung des eigentlichen Effekts.

von Zeno (Gast)


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@TO
Schau mal hier:

http://www.generalguitargadgets.com/effects-project

https://www.tube-town.net/cms/?DIY/LoV-Projekte

http://www.runoffgroove.com/articles.html

Gerade beim letzten Link gibt es mehr als genug Bauvorschläge.

Ansonsten gibt es hier 
https://www.musikding.de/Effektgeraete-Gitarre-Bausatz jede Menge 
Bausätze, deren Schaltpläne auch veröffentlich sind, man muß also keinen 
Bausatz kaufen.

Ist Google bei Dir kaputt das Du nix findest?

von rbx (Gast)


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Vielleicht noch ein grundsätzlicher Hinweis zum Analog-Sound und seiner 
Emulation.

Man kann z.B. einen ganz guten Overdrive-Effekt auch mit dem Eingang vom 
Minimoog, oder auch mit einem analogen Mischpult hinbekommen.

Beim analogen Minimoog kann man z.B.eine Basssequenz laufen lassen. Die 
Basssounds sind nie richtig gleich, sondern einer unterscheidet sich 
(sofern keine großen Stimmungsschwankungen auftreten) minimal oder etwas 
mehr ein wenig von anderen. Das ist ganz ähnlich auch bei Live-Musikern. 
Wenn ein Sound ständig gleich haargenau gleich klingt, stellt sich 
schnell Überhörung/Langeweile ein.
Analog gibt es solche Variationen auch im Sternensystem. Die 
Umlaufbahnen der Planeten oder Sterne lassen sich zwar gut berechnen. 
Aber haargenau gleich sind die (stets gleichen) Umlaufbahnen nicht.

https://de.wikipedia.org/wiki/Trajektorie_(Physik)

Früher gab es verschiedene Ansätze, wie physikalische Modelle, oder 
Simulation der analogen Bauteile im Schaltkreis oder die Simulation der 
Schaltkreise selber.

https://en.wikipedia.org/wiki/Physical_modelling_synthesis

https://www.amazona.de/green-box-yamaha-vp1-physical-modelling-legende/

von Percy N. (vox_bovi)


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rbx schrieb:
> Die Umlaufbahnen der Planeten oder Sterne lassen sich zwar gut
> berechnen. Aber haargenau gleich sind die (stets gleichen) Umlaufbahnen
> nicht.

Das wäre ja auch langweilig mit der Zeit.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Percy N. schrieb:
> Das wäre ja auch langweilig mit der Zeit.
.. und wäre auch nie zu erreichen, weil es keine Möglichkeit gibt, in 
einen solchen Zustand hineinzusteuern. Alles was sich dort hineinbewegt, 
hat Schwung oder Impuls und tendiert immer zum Ausbrechen. Auch 
Satelliten muss man bei erreichen der Umlaufbahn immer abbremsen. In der 
Natur ist das auch so: Es gibt kein statisches Gleichgewicht, von dem 
immer alle reden. Es gibt nur eine Zeit mit geringen Änderungen und 
scheinbar statischen Schwingungen. Generell tendieren Systeme immer in 
einer Art und Weise aus einander.

Selbst stark gedämpfte Systeme tun das, die scheinbar von selber 
einschwingen und damit sind wir bei der Gitarre: Die meisten Emulationen 
auf der Basis von ungedämpften Schwingungen und Amplitudenmodulation - 
sie sind letztlich unnatürlich und leblos.

von Joerg W. (joergwolfram)


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Ich probiere derzeit einiges in die Richtung aus, je nach verfügbarer 
Zeit. Basis ist ein STM32L475, wobei ich erstmal die internen PGA, ADC 
und DAC verwende. Der ADC läuft über 64-fach Oversampling, um die 
Auflösung zu verbessern, beim DAC nutze ich dafür beide Kanäle parallel 
mit unterschiedlicher Gewichtung.

Das vom ADC erhaltene Eingangs-Signal wird via Integration von 
DC-Anteilen befreit und nach Long gewandelt. Danach geht es in die 
Effektkette, die momentan 4 frei belegbare Plätze hat.

Beim Verzerrer habe ich einmal einstellbares Gain + Clipping, aber auch 
mathematische Funktionen wie

y = 22400 * atan(x / 7680)

(per lookup-table realisiert) implementiert. Aber ohne einen Tiefpass 
dahinter klingt das alles eher "rauh". Bei den Filtern habe ich 
inzwischen gemerkt, dass 32 Bits wohl nicht ausreichen oder ich z^(-1) 
und z^(-2) begrenzen muss, was wiederum Störgeräusche mit sich bringt. 
Also werde ich als nächstes die Filter auf 64 Bits intern 
(Koeffizienten, Zustände) umstellen.

Jörg

von Cartman (Gast)


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> dass 32 Bits wohl nicht ausreichen

Das deutet eher auf Fehler in der ADC/DAC-Hardware oder
in der restlichen Implementation hin.
Selbst mit 16 bit DSPs und 16 bit Koeffizientenlaenge
der Filter, kann man vorzueglich klingende Effekte bauen.
Die 24 bit eines 56002 reichen auch gehobenen Anspruechen.

Die ADCs und DACs des STM32 haben doch nur 12 bit?
Du solltest vielleicht einen audiotauglichen Codec verwenden.

von Messtechniker (Gast)


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Cartman schrieb:
> ie ADCs und DACs des STM32 haben doch nur 12 bit?
Das würde ich auch empfohlen haben. Da bringen auch 64-fach oversampling 
nicht viel. Ein Faktor 8 geht statistisch in die Auflösung, ein weiterer 
Faktor 8 in das Spektrum. Bei richtiger Filterung und weißem Rauschen 
sollte es 3 < X < 6 Bit bringen. Das wären 15-18 Bit Auflösung. 
Eigentlich ausreichend für Audio weil das Spektrum eher Rosa ist, aber 
bei der Dynamik eines Gitarrensignals sicher zu wenig.

Wie stark lenkt ein Gitarrist eine Saite beim Zupfen aus? 1cm?
Wie stark schwingt die dann am Ende? 1mm?

von Cartman (Gast)


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> Das würde ich auch empfohlen haben.

Ja was denn? :)

Mit einem "antiquarischem" 56002 EVM haette der TO sich auf
*seine" Effekte konzentrieren koennen. Statt dessen wird mit
murksiger Hardware (AD/DA) ein voellig unnoetiges Problemfeld
eroeffnet.

Ein 56002 EVM hat einen 16 bit Codec und im mitgelieferten
Samplecode gibt es wirklich einfache Routinen um ihn zu
benutzen. Genau genommen braucht man nur zwei:
InitCodec und ReadWriteAudioData.
Letztere kuemmert sich "semiautomagisch" auch um die Samplerate.

Zur Nutzung muss man nichtmal das Datenblatt des Codecs lesen.

von Cartman (Gast)


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12 bit reichen bei vorverarbeitetem(!) Audiomaterial.
Viele Sampler (Roland, Dream) benutzen nur 12 bit fuer ihre
Sampledaten.
Fuer eine live gespielte Gitarre vielleicht doch etwas wenig.
Und das "Schoenrechnen" eines 12 bit AD bringt es auch nicht.

Mein DAT-Recorder benutzt z.B. einen 20 bit Wandler von denen
"nur" 16 bit aufs Band geschrieben werden.
Mit den unteren 4 bit wird dann noch eine quasi PWM versucht,
um das Rauschen weiter zu minimieren.
Das nennt sich dann "Super Bit Mapping".

von Joerg W. (joergwolfram)


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Ich habe meine Routinen generell so ausgelegt, dass sie mit 16 Bit 
(signed) arbeiten können, den STM32L4 hatte ich halt gerade rumliegen...

Bei 48KHz Sampling-Rate hat halt (lt. Octave) ein IIR 
Butterworth-Bandpass 2.Grades mit 2KHz Mittenfrequenz Koeffizienten von 
ungefähr -3,6 a(1) und 5,1 a(2), während die b(n) Werte eher Richtung 0 
gehen. Wenn ich jetzt die Koeffizienten mit 32768 skaliere, bekomme ich 
halt ggf. Überläufe bei Zwischenergebnissen, wenn ich mit weniger 
skaliere, werden die b(n)-Werte zu ungenau repräsentiert.

Das ist übrigens kein Problem heutiger Mikrocontroller, das ist schon 
länger bekannt und auch der 56xxx rechnet Zwischenergebnisse nicht nur 
mit 24 Bits:

"...
the data paths are 24 bits wide, providing 144 dB of dynamic range;
intermediate results held in the 56-bit accumulators can range over 336 
dB."


Ich sehe das momentan sowieso eher als Experimentierfeld und finde es 
interessant, dass mir ca. 30 Jahre nach dem 
Automatisierungstechnik-Studium wieder eine Z-Transformation "über den 
Weg läuft".

Jörg

von Cartman (Gast)


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Ein M3 ARM und erst recht ein M4 ARM haben durchaus Befehle
deren Resultat in 2 Register geschrieben wird.
Das sind mithin 64 bit.
1
  ldrd  r2,r3,[r0,#0]
2
  smull  r1,r2,r2,r3
3
  ldr  r1,[r0,#8]
4
  str  r3,[r0,#8]

Daran sollte es also nicht scheitern.
Ich zweifle nur daran, dass ein C-Compiler da immer
die passenden Zugriffssequenzn parat hat, obwohl ich
aus reiner Bequemlichkeit auch so etwas schon in C
geschrieben habe. Da war mit aber die Perfomance schlicht egal.
1
  tmp = (((long long)co * (long long)s1) >> 30) - s2;

Beim 56002 ist es halt bequemer, weil der 56 bit Akku
grundsaetzlich benutzt wird.

Wenn der/ein DSP nicht mehr reicht und ein FPGA das leicht
und viel besser kann, wird einem 56002 Assembler noch
wie ein sonntaeglicher Spaziergang vorkommen gegenueber VHDL.

von Georg (Gast)


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Tja, bei der Frage nach dem Sound von Charlos Sananta fällt mir doch 
glatt die alte Frage der Bassisten ein, „wie bekomme ich den Sound von 
Marcus Miller?“
.
.
.
.



…
Antwort:
Üben

Aber trotzdem danke für die eigentliche Fragestellung und die sinnvolle 
Betrachtung mit Besselfunktionen…

Grüße Georg

von Mark S. (voltwide)


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Georg schrieb:
> Frage nach dem Sound von Charlos Sananta fällt
Wenns weiter nichts ist: Einfach nur so spielen wie Carlos Santana, die 
Technik drumherum ist ein weit überschätzter Nebenschauplatz.

: Bearbeitet durch User
von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Cartman schrieb:
> 12 bit reichen bei vorverarbeitetem(!) Audiomaterial.
> Viele Sampler (Roland, Dream) benutzen nur 12 bit fuer ihre
> Sampledaten.
Alte Sampler taten das und die neueren verwenden aus gutem Grund 
hochauflösenderes Material. Gerade das ist ein wesentlicher Erfolg für 
die Softwaresampler auf Windows-Basis: Ausreichend RAM, 32 
Bit-Verarbeitung, etc.

> Fuer eine live gespielte Gitarre vielleicht doch etwas wenig.
> Und das "Schoenrechnen" eines 12 bit AD bringt es auch nicht.
Das Problem mit niedrig auflösenden ADCs ist nicht nur das Rauschen, 
sondern auch die Lineariät. Mit Überabtastung ist das nicht beliebig 
klein zu kriegen und die NL ist ab einem gewissen Punkt selbst mit 
selbst erstellter Kalibierung nicht mehr zu beseitigen.

> Mein DAT-Recorder benutzt z.B. einen 20 bit Wandler von denen
> "nur" 16 bit aufs Band geschrieben werden.
Das gilt aber nicht generell. DAT-Recorder wie wir sie in den 90ern 
benutzten, schrieben volle 20Bit auf das Band - schon deshalb, damit man 
hinterher noch Pegeln und echte 16 Bit rausbekommen konnte. Es gab 
natürlich MODI mit eingeschränkter Auflösung und auch Bandbreite, z.B 
einen 30ksps-Modus.

> Mit den unteren 4 bit wird dann noch eine quasi PWM versucht,
> um das Rauschen weiter zu minimieren.
> Das nennt sich dann "Super Bit Mapping".
Allgemein nennt sich das Dithern und es ist eine Pulsdichtemodulation.

Das wurde und wird praktisch bei jedem Vorgang angewendet, bei dem Bits 
reduziert werden, um unschöne Spektralanteile zu vermeiden, welche durch 
einfaches Runden entstehen würden. Man macht sich dabei auch das 
ungleichmäßig verteilte Spektrum bei Audio zunutze, das nach oben hin 
ausläuft.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Cartman schrieb:
> Wenn der/ein DSP nicht mehr reicht und ein FPGA das leicht
> und viel besser kann, wird einem 56002 Assembler noch
> wie ein sonntaeglicher Spaziergang vorkommen gegenueber VHDL.

Vom Code sicher, aber was das Programmieren eines Algorithmus angeht, 
kommt es ein bisschen darauf an, was man tun will. So manche Dinge gehen 
eben im FPGA durchaus einfacher, weil man die Parallelität hat und sich 
bestimmte Verrenkungen sparen kann. Habe ja ursprünglich auch mal mit C 
und DSP angefangen. Der hier hat z.B. so eine 563xx Motorla-CPU:
http://www.96khz.org/htm/chameleonsynth.htm

Mark S. schrieb:
> Georg schrieb:
>> Frage nach dem Sound von Charlos Sananta fällt
> Wenns weiter nichts ist: Einfach nur so spielen wie Carlos Santana, die
> Technik drumherum ist ein weit überschätzter Nebenschauplatz.
Den Sound so hinzubekommen, ist aber schon eine Herausforderung. Gerade 
bei den klassischen Songs aus den 1970ern und 1980ern, die exzessiv mit 
Effektgeräten gearbeitet haben, wurden meistens analoge Geräte 
eingesetzt, die nicht nur speziell eingestellt, sondern vereinzelt auch 
noch modifiziert worden waren. Das nachzubauen ist nicht so ganz 
trivial.

>Charlos Sananta
Heisst der neuerdings so?

von Cartman (Gast)


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> DAT-Recorder wie wir sie in den 90ern
> benutzten, schrieben volle 20Bit auf das Band - schon deshalb, damit man
> hinterher noch Pegeln und echte 16 Bit rausbekommen konnte.

Das waren dann aber keine (DAT-)Consumergeraete.
Und sicher auch nicht auf denen abspielbar.
Insoweit ist deine Aussage auch nutzlos, weil sie auf
Geraetetechnik abzielt, die allein schon vom Preisrahmen
kommerzieller Nutzung vorbehalten war.

http://www.hifi-classic.net/review/sony-dtc-60es-537.html


> und die neueren verwenden aus gutem Grund
> hochauflösenderes Material

Und der gute Grund waere Windows?
Es sind recht wenige Instrumente denen die bessere Aufloesung
wirklich hoerbar gut tut. Also so etwas wie Konzertfluegel etc.
Einem geloopten A mit -1 dB FS hoert man da keinen Unterschied an,
ob das A mit 12 bit, 16 bit, 24 bit oder 32 bit FP aus der Tabelle
kommt.
Ich wuerde deswegen meine 12 bit Geraete auch keineswegs weniger
benutzen.
Bei den VST-Instrumenten scheint es ja der Trend zu sein
gigabyteweise Samples hineinzupacken und fuer die herstellenden 
Softwarefirmen der einfachste Weg auf dem Markt praesent zu bleiben.
Was natuerlich nicht gerade innovativ ist.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Cartman schrieb:
> Und der gute Grund waere Windows?
Der Grund ist die grundsätzlich bessere Qualität, die man mittels 
dedizierten Interpolationsverfahren aus höher aufgelösten Samples 
gewinnen kann, welche Dank der PCs ja entsprechend speicherbar und 
abrufbar sind. Diese  haben bekanntlich klassische Sampler komplett 
abgelöst. Seit etwa 2005 fährt man mit einem eigenen PC statt einem 
Sampler bei gleicher Qualität billiger (mit einem extra PC wohlgemerkt) 
und spätestens mit den 64Bit-CPUs ist die Qualität absolut besser, als 
bei klassischen Samplern, weil spektrale Interpolationen in Echtzeit 
möglich sind und diese sogar, während der PC noch als DAW arbeitet, d.h. 
der Sampler ist als plugin eingearbeitet, was ihn nochmal billiger 
macht.

> Insoweit ist deine Aussage auch nutzlos, weil sie auf
> Geraetetechnik abzielt,
Die Aussage ist keineswegs "nutzlos", sondern beschreibt genau das 
Problem: Die Consumer-Billig-Dinger orientieren sich an einer anderen 
Klientel. Im Übrigen haben die genau das Problem ständig gut gepegelt 
werden zu müssen, um hinreichende Qualität speichern zu können. Es hat 
schon seinen Grund, warum es gute und weniger gute Technik gibt:

Cartman schrieb:
> Einem geloopten A mit -1 dB FS hoert man da keinen Unterschied an,
> ob das A mit 12 bit, 16 bit, 24 bit oder 32 bit FP aus der Tabelle
> kommt.

Da widerspreche ich ausdrücklich! Es lässt sich leicht akustisch zeigen, 
wie groß die Unterschiede sind, wenn man ein gutes Sample beim Abspielen 
unterschiedlich dezimiert. Es lässt sich im Übrigen auch mathematisch 
quantisieren, welche Spektralanteile mit welchen Amplituden entstehen.

Dass da manch einer beim Probehören keinen Unterschied erkannt haben 
will, liegt oft daran, dass:

- das urspüngliche Sample gar nicht derart hochauflösend war und nur 
umformatiert wurde, um es kompatibel zum Sampler zu machen
- es schon 5mal umgearbeitet und verhunzt wurde
- die Abspiel-Ausstattung, speziell die Lautsprecher, nichts taugen, um 
Unterschiede überhaupt zu transportieren
- das Gehör des Nutzers durch ständiges Hören von Konservenmusik- 
besonders durch oberwellenverarmtes MP3s, derart abgestumpft ist, dass 
man Qualität nicht mehr erkennt.

Besonders Punkt 3 greift mehr und mehr um sich. Wann man sich so 
manchmal Tonproduktionen anhört, was einem da als Geige ets verkauft 
wird, erinnert immer mehr an Bontempi!

Wenn man mit wenigen Bits auskommen will, muss man Samples überblenden, 
weil insbesondere die Transiente eine sehr hohe Dynamik hat. Ausgehend 
von 100% Aussteuerung am Beginn des Anreißens einer Saite klingt diese 
sehr schnell auf wenige Prozente ab und der bleibende Sustainklang ist 
überwiegend Ergebnis von Reflektionen der Schwingen aus den 
unterschiedlichen Ecken des Instruments, die die Energien austauschen. 
Will man das in ein Sample integrieren sind 16 Bit schon nicht wirklich 
ausreichend.

von Cartman (Gast)


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> Die Consumer-Billig-Dinger orientieren sich an einer anderen
> Klientel.

Ein nicht unbetraechtlicher Teil der CDs weist mehr oder weniger
Clipping auf, scheint also von "Hausfrauen" am "Kuechentisch"
mit "Consumer-Billig-Dingern" gemastert worden zu sein.

Auf der anderen Seite, wer mit -4 bit unter FS mit 20 bit
aufzeichnet, und meint dass da dann noch 16 bit drin sind,
ist genauso ein handwerklicher Pfuscher.
Weil an den gesamten 20 bit von unten das Rauschen doch
schon heftig zehrt und er sich genau das in seinen Mix holt.

Der oben referenzierte DTC-60ES war uebrigens eins sicher
nicht: billig. Das weiss ich aus eigener Erfahrung.

> Da widerspreche ich ausdrücklich!
Das steht dir frei.

> Ich wuerde deswegen meine 12 bit Geraete auch keineswegs weniger
> benutzen.
Eben weil sie nicht nach "Bontempi" klingen.
Ich habe freilich aber auch Sampler mit hoeherer Aufloesung.
Aber es eben nicht so, dass deren Instrumente automatisch
einen "besseren" oder "authentischeren" Klang haetten.

von rbx (Gast)


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Jürgen S. schrieb:
> Will man das in ein Sample integrieren sind 16 Bit schon nicht wirklich
> ausreichend.

Ganz abgesehen davon, meistens auch viel zu rudimentäre 
Nachbearbeitungsmöglichkeiten - falls überhaupt.

Auf der anderen Seite gab es diese spannenden Filtertabellen beim Yamaha 
TX16W.
So interessant die waren - besonders musikalisch waren die eigentlich 
nicht.

Bei dem Typhoon OS wurde die Musikalität des Filters überarbeitet. Der 
Entwickler hatte auch was dazu geschrieben, ungefähr "..versucht, das 
beste draus zu machen.."
Das ist ihm gut gelungen - vor dem Hintergrund der Musikalität auf jeden 
Fall.
Darüberhinaus ist das Nachbearbeiten bei 12 Bit schon noch einfacher - 
jedenfalls von der Datengröße her, und hier waren auch Kompromisse 
gefragt (beim Loopen z.B.).

Beim Original OS konnte man aber alle möglichen Samples aus der Liste 
auf einer Taste/als Wellenform überlagern - so dass man schnell ein paar 
gute Soundmischungen als Grundlage zusammen hatte.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Cartman schrieb:
> Ein nicht unbetraechtlicher Teil der CDs weist mehr oder weniger
> Clipping auf, scheint also von "Hausfrauen" am "Kuechentisch"
> mit "Consumer-Billig-Dingern" gemastert worden zu sein.
Das ist richtig, widerspricht aber nicht dem, was ich einwarf. Mithin 
ist das Clipping, dass die CDs scheinbar aufweisen, Ergebnis eines 
Limiters, also eines "weichen" Clippers und gemacht wird es, um laut zu 
sein. Siehe "loudness war". Wir entfernen uns aber vom Thema.

Cartman schrieb:
> Der oben referenzierte DTC-60ES war uebrigens eins sicher
> nicht: billig. Das weiss ich aus eigener Erfahrung.
Eben und das war er, weil diese Aufzeichnungsqualität damals teuer war, 
man es eben aber brauchte. Und dies eben, weil mit nur 16 Bit 
Speicherung nichts anzufangen war. Genau genommen sind selbst 16 Bit 
Endergebnis auf CD nicht geeignet, weil die Dynamik nicht rein passt. 
Bei klassischen Konzerten sind die Unterschiede von Maximal- und 
Minimalpegel im Bereich Faktor 10-15, d.h man hat für einen ppp-Passage 
gerade mal die hier diskutierten 12 Bit, die aber müssen das komplette 
Spektrum abdecken und nicht etwa nur einen Gitarrenton mit reduziertem 
Oberwellenspektrum.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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rbx schrieb:
> Darüberhinaus ist das Nachbearbeiten bei 12 Bit schon noch einfacher -
Das war vielleicht mal so. Ich sehe keinen wesentlichen Vorteil 
gegenüber 16 Bit, weil diese 3/4 a) nicht viel ausmachen und man b) noch 
jederzeit verlustfrei komprimieren könnte, wodurch der Faktor 
statistisch auf die Wurzel (3/4) zusammenpurzelt.

Zu dem Thema Samples abschließend noch 2 Dinge: 12 Bit für ein Sample 
sind erheblich mehr, als 12 Bit für die Aufnahme, denn

a) man setzt Musik in der Regel aus mehreren Samples zusammen, wodurch 
sich die Qualität addiert. Theoretisch bekommt man mit 16 Musikspuren 
schon einen peak mit 16 Bit. Praktisch sind es etwas zwischen 30-50 
Spuren, die die Amplitude und damit die effektive Auflösung um 4-5 Bit 
steigern.

b) man hat durch eine gewichtete Überlagerung jederzeit die Möglichkeit, 
den Einschwingvorgang mit hohen Amplituden / Spektralanteilen mit 
anderem Pegel abzuspielen, als den späteren Sustainteil, wie oben schon 
mal angedeutet.

Generell bleibt aber das Problem, das selbst per Dithering vorbereitete 
Samples bei modifizierten Abspielgeschwindigkeiten Probleme bereiten, 
weil das Dithern / Runden zu einem Fehlspektrum führt, das nicht mehr 
weggefiltert werden kann, weil die zufällig generierten spektralen 
Komponenten nicht von denen zu unterscheiden sind, die im Originalklang 
enthalten sein müss(t)en.

-----------------------

Wir waren mit den "12 Bit" aber eigentlich deshalb zugange, weil damit 
aufgezeichnet werden soll, und dabei hat man eben das Problem der sich 
stark ändernden Amplitude bei Gitarren. Wenn man so einen Vorgang in EIN 
Sample packen will (also nicht Methode "b" von oben) dann braucht man 
Faktor 10 mehr, als das, womit man den Sustainteil abspielen will. Ein 
gut eingepegelter Wandler mit 16 Bit Auflösung (und Analogqualität!) ist 
da das Mindeste.

von chris_ (Gast)


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von Jürgen S. (engineer)
>a) man setzt Musik in der Regel aus mehreren Samples zusammen, wodurch
>sich die Qualität addiert.

Das ist eine interessante Formulierung. Wenn man viele schlechte 
Qualitäten addiert, wird's eine gute Qualität ;-)

von Messtechniker (Gast)


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Das gilt aber so nur für Sinusschwingungen, oder?
Ich meine, ein Ton mit 50Hz in 10Bit + ein weiterer mit 5000Hz in 
ebenfalls 10 Bit, sind maximal 11 Bit Amplitude. Für ein Gemisch, bei 
dem die Frequenzen enger beisammen sind, sehe ich das anders:
400 Hz + 500 Hz ergeben eine heftige Interferenz und erreichen während 
es Tones eventuell gar nicht die völlige Addition.

von Cartman (Gast)


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> Wenn man viele schlechte Qualitäten addiert

Wenn man einige zehn bis hundert emulierte SIDs arbeiten laesst,
klingt das durchaus interessant.
Ich hoffe du weisst was ein SID ist.
Es muessen auch "emulierte" SIDs sein.
Das Original ist viel zu ungenau steuerbar.

> ist das Clipping, dass die CDs scheinbar aufweisen, Ergebnis eines
> Limiters

Eher nicht, wenn man sich das im Audioeditor ansieht.
Da wird "hart" an den Poller gefahren.

von zoink (Gast)


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von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Cartman schrieb:
> Eher nicht, wenn man sich das im Audioeditor ansieht.
> Da wird "hart" an den Poller gefahren.

Da war aber dann ein richtiger Amateuer dran. Richtig ist, die 
Limitierung so zu setzen, dass die maximale Steilheit nicht 
überschritten wird, welche dann die Bandlimitierung für die sich 
bildenen Oberwellen definiert. Das macht man i.d.R. mit einem guten 
Softkompressor, wenn er das kann - oder klassisch "analog" mit einem 
schnellen Kompresser und Bandfilter + gefiltertem Signal in der 
sidechain.

Übrigens ist genau so eine Schaltung ein recht oft eingesetzer -> 
Gitarreneffekt, womit wir ganz elegant wieder beim Thema wären.

chris_ schrieb:
> Das ist eine interessante Formulierung. Wenn man viele schlechte
> Qualitäten addiert, wird's eine gute Qualität ;-)
Die Qualität wird nicht wirklich besser, es ist nur eben so, dass bei 
komplexem Frequenzgefüge in einem Musikstück jede einzelne Frequenz eine 
sehr viel geringere Auflösung hat, als die 16 Bit mit der abgespielt 
werden. Deshalb gilt auch:

Messtechniker schrieb:
> Für ein Gemisch, bei
> dem die Frequenzen enger beisammen sind, sehe ich das anders:
> 400 Hz + 500 Hz ergeben eine heftige Interferenz und erreichen während
> es Tones eventuell gar nicht die völlige Addition.
Man muss alle Fälle statistisch betrachen:
Je nach Phase addieren sich dieselben Wellenanteile eines Dreiklangs 
unterschiedlich und brauchen eine andere maximale Amplitude und 
Auflösung. Deshalb sind viele Samples, die sich aus wenigen 
Klanganteilen zusammensetzen, spektral bearbeitet, um die Auflösung 
auszulasten.

So oder so bleibt der Umstand, dass jedes Sample sein eigenes Spektrum 
hat und sich die Oberwellen zu allenmöglichen Konstellationen addieren 
könnten - jeweils zwischen totaler Auslöschung und totaler Addition. Das 
kann man jetzt für alle erdenklichen Klänge untersuchen. Erfahrungsgemäß 
entwickelt sich die Gesamtlautstärke mit der Zahl der Tracks bei 
gleicher Pegelung ungefähr wurzelförmig.

Wenn man jetzt als Beispiel 8 Geigen mit ähnlichem Ton mit je 16 Bit 
Auflösung mischt, erhält man Aussteuerungen von über 18 Bit (statt 
theoretischer 19). Bei 64 Geigen sind es aber nicht nochmal gut 2 Bit 
mehr, sondern nur knapp 2 und damit insgesamt gut 20. Bei 512 Geigen 
(das kann mein Synthesizer) kriegt man keinesfalls 22 Bit zusammen und 
schon gar nicht die theoretischen 25. Bei unterschiedlichen Samples mit 
abweichenden Spektren ist es nochmal anders.

von chris_ (Gast)


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>Messtechniker schrieb:
>> Für ein Gemisch, bei
>> dem die Frequenzen enger beisammen sind, sehe ich das anders:
>> 400 Hz + 500 Hz ergeben eine heftige Interferenz und erreichen während
>> es Tones eventuell gar nicht die völlige Addition.
Jürgen S. schrieb
>Man muss alle Fälle statistisch betrachen:
>Je nach Phase addieren sich dieselben Wellenanteile eines Dreiklangs
>unterschiedlich und brauchen eine andere maximale Amplitude und
>Auflösung. Deshalb sind viele Samples, die sich aus wenigen
>Klanganteilen zusammensetzen, spektral bearbeitet, um die Auflösung
>auszulasten.
So einfach ist es eh nicht: Bei MP3 wird eine psychoakustisches Hörmodel 
verwendet, bei dem einer von zwei Tönen vollständig weggelassen wird, 
wenn er etwas leiser ist, weil man den dann nicht mehr hört. Die 
einfache Argumentation über die Addition von Bits reicht also für die 
Beschreibung der Wirkung auf das Gehör nicht aus.

http://docplayer.org/38266200-Mp3-grundlagen-psychoakustik.html

von Percy N. (vox_bovi)


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Was ist eigentlich so schwierig daran, auch nur halbwegs vernünftig zu 
zitieren?

von Messtechniker (Gast)


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Percy N. schrieb:
> Was ist eigentlich so schwierig daran, auch nur halbwegs vernünftig zu
> zitieren?
Wen meinst du mit deinem Zitat? Meinen Beitrag wohl nicht, oder?

von Messtechniker (Gast)


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chris_ schrieb:
> über die Addition von Bits reicht also für die
> Beschreibung der Wirkung auf das Gehör nicht aus.
Gehör ist eine ganz andere Sache. Egal ob ein Klang in einem 
Frequenzsalat gehört werden kann, oder nicht - er ist enthalten.

In meinem Beispiel hatte ich darauf abgezielt, wieso die Auflösung sich 
verbessert, wenn zwei Signalquellen gleicher Amplitude und Auflösung 
addiert werden. Das ist mal definitiv so, dass 10 Bit + 10 Bit immer 11 
Bit sind. Das Gleiche gilt für 3 Quellen mit 10 Bit + 10 Bit + 11 Bit, 
also 25% + 25% + 50%. Die haben dann eine Signalgüte von 12 Bit. Diese 
ist durch das unterste Bit / digit und dessen Fehler definiert. Es ist 
deshelb egal, ob es mit den Phasen und Frequenzen so passt, dass es 
irgendwo eine Addition zu 100% gibt. Deshalb frage ich micht, wie das 
hier funktionieren soll:

Jürgen S. schrieb:
> Deshalb sind viele Samples, die sich aus wenigen
> Klanganteilen zusammensetzen, spektral bearbeitet, um die Auflösung
> auszulasten.
Dann müssten die Quellen in einer noch viel höheren Auflösung vorliegen, 
damit man sie nach der Bearbeitung hochskalieren kann, bevor sie auf die 
festgelegte Auflösung quantisiert werden.

Wie auch immer, wäre das ein tontechnischer Spezialfall. Allgemein sehe 
ich nach wie vor das Problem, wenn die Frequenzen zu nahe beieiander 
liegen. In der Musik spielen die Instrumente bekanntlich nicht 
irgendwelche Noten, sondern quasi immer dieselbe (zu einem Zeitpunkt).

Dann werden 4 gleichzeitig tönende Gitarren ganz sicher nicht die 4 
fache Amplitude erreichen, was du ja auch beschreibst. Was aber 
vergessen wird, ist daß sie sich aber auch teilweise auslöschen, d.h. 
Teile der Klänge haben kurzfristig die gleiche Frequenz und verschwinden 
und dabei wird der Fehler meiner Ansicht nach größer. Jede einzelne 
Gitarre hat ihr eigenes Störspektrum, dass sich  absolut zu dem der 
anderen addiert.

von Percy N. (vox_bovi)


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Messtechniker schrieb:
> Wen meinst du mit deinem Zitat? Meinen Beitrag wohl nicht, oder?

Nein, ich meinte den, der u.a. Dich zu zitieren versucht.

Auf dem Handy sind die Zitate in eine Ebene zusamnengerutscht; ich sehe 
gerade, dass die,Desktopansicht funktioniert.

: Bearbeitet durch User
von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Messtechniker schrieb:
> Dann müssten die Quellen in einer noch viel höheren Auflösung vorliegen,
> ... bevor sie auf die festgelegte Auflösung quantisiert werden.
Ja und das wir auch genau so gemacht, daher hatte ich weiter oben auch 
schon angemerkt, dass aufgenommene 12 Bit nicht zwingend dem 
entsprechen, was man mit (präparierten) 12 bit Samples erzielen kann 
(weil das als Beispiel eingeworfen wurde).

> Wie auch immer, wäre das ein tontechnischer Spezialfall.
Nun ja, kommt drauf an. Die Skalierung wird eigentlich immer maximiert 
und dann dem Sample mitgegeben, wie "laut" es ist. Das macht man auch in 
anderen Bereichen der Wellenformerzeugung so. Jedes Sample hat 
Eigenschaften wie Amplitude, RMS und Energieinhalt, worauf man sie 
optimieren kann.

> Allgemein sehe ich nach wie vor das Problem, wenn die Frequenzen
> zu nahe beieinander liegen.
Da kann ich nicht mitgehen. Es ist aus meiner Sicht egal, welche 
Frequenzen ich mische oder betrachte. Die Fehler der Samples mischen 
sich genau so statistisch, wie die guten Anteile es tun. Nach meiner 
Auffassung muss man alle Kombinationen von Frequenzgemischen durchgehen, 
dann hat man den Raum komplett abgetastet. Im Spezialfall sieht es 
natürlich anders aus: 2x genau das gleiche Sample addiert bringt keine 
Änderung im S/N Verhältnis.

> 4 gleichzeitig tönende Gitarren ganz sicher nicht die 4
> fache Amplitude erreichen, was du ja auch beschreibst. Was aber
> vergessen wird, ist daß sie sich aber auch teilweise auslöschen, d.h.
> Teile der Klänge haben kurzfristig die gleiche Frequenz und verschwinden
> und dabei wird der Fehler meiner Ansicht nach größer.
Die Auslöschung von Oberwellen ist ein Grund, warum mit zunehmender Zahl 
der Spuren die Amplitude nicht so steigt, wie es statistisch erwartbar 
ist. Da das dan passiert, wenn die Anteile in Gegenphase sind, kann / 
solle sich auch der Fehler auslöschen, je nachdem, wie die anderen 
Frequenzanteile anhalten waren, die mit zur Rundungsentscheidung 
beigetragen haben. Das kann theoretisch zum doppelten Fehler werden. Es 
kann aber auch zu Null werden, wenn sich diese Komponente weglöscht und 
dies auch dann, wenn die Gutkomponente es nicht tut. Es gibt also die 
beiden Extreme:

A + B = 2 A  deren Fehler F(A) + F(B) = 0 sowie
A + B = 0  und dafür F(A) + F(B) = 2 x F(A)

Diese beiden Extreme für das Nutzsignal und das Fehlersignal bilden 4 
Ecken in einem Wahrscheinlichkeitsfeld. Daraus müsste man den 
wahrscheinlichsten Fehler berechnen. Das hatte ich mal irgendwann mit 
einer SQL-Abfrage durchsimuliert und auch berechnet. Ich meine es kommt 
Wurzel (0,707) wegen 2-Achsen heraus. Bei der Amplitude sind es 
ebenfalls zwischen 0 ... 2 -> Wurzel (1,41). Macht Faktor 1,41 
Verbesserung für 2 Wellen im statistischen Mittel.

> Jede einzelne Gitarre hat ihr eigenes Störspektrum, dass sich absolut zu dem der 
anderen addiert.
Über alle Kombis gesehen aber eben statistisch und damit teilweise 
auslöschend. Wie genau sich das abbildet, hängt ja von der Aussteuerung 
und der Vorbereitung des Samples ab.

von Andi (chefdesigner)


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Joerg W. schrieb:
> y = 22400 * atan(x / 7680)

Eine Frage: Woher kommt diese Formel? Warum gerade ARCTAN?

von Joerg W. (joergwolfram)


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Ich hatte mal verschiedene Funktionen ausprobiert, um automatisch 
Lookup-Tabellen für die Übertragungsfunktionen erstellen zu können. Und 
da war halt auch das dabei ;-)

Jörg

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Joerg W. schrieb:
> Ich hatte mal verschiedene Funktionen ausprobiert, um automatisch
> Lookup-Tabellen für die Übertragungsfunktionen erstellen zu können.

hm, ATAN ist ja nun nicht gerade sehr rechenfreundlich. Bietet auch 
klanglich nicht unbedingt wesentlich andere Komponenten als andere 
Verzerrer wie Wurzel z.B.

Für Musik würde ich mit wenigen weiteren Oberwellen anfangen, z.B. mit 
solchen krummlinigen Kennlinien:
http://www.96khz.org/oldpages/parametricsaturation.htm

Die haben in der ersten Stufe nur X2 und X3, also die Oktave und die 
Quinte in der Oktave. Da bei Gitarren die Oberwellen auch anfänglich in 
der 3. 5. und 7. liegen wegen der dreiecksförmigen Elongation ergibt 
sich daraus schon genug "gefaltetes" Obst!

von Joerg W. (joergwolfram)


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Danke für den Hinweis und Link, ich habe das mal implementiert (Der 
Code-Link funtioniert leider nicht) und es klingt ein ganzes Stück 
besser/angenehmer als meine ATAN-Geschichte. Was wiederum extensive 
Filterei hinterher erspart.

Was mir dabei aufgefallen ist, an der Grenze zwischen linear und 
verzerrt wird der Ton plötzlich "rau". Das wird wohl auch daran liegen, 
dass meine ADC-Lösung (PGA + 12 Bit ADC mit Oversampling im STM32L475) 
letztendlich doch ungeeignet ist und an der Stelle im Wesentlichen 
zunächst das Rauschen verzerrt wird.

Jörg

von oly (Gast)


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Joerg W. schrieb:
> PGA + 12 Bit ADC

Audioausgabe mit 12 Bit? Da fehlt gegenüber modernen Geräten die Hälfte 
- logarythmisch gesehen. D.h. du bist um Faktor 4000 zu grob. Die 
Quantisierung selber dürfte den Löwenanteil des Verzerrereffekts 
ausmachen.

Joerg W. schrieb:
> Das vom ADC erhaltene Eingangs-Signal wird via Integration von
> DC-Anteilen befreit und nach Long gewandelt.
Woher kommen dort DC-Anteile?

Meine Gitarre liefert nur AC.

von Percy N. (vox_bovi)


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oly schrieb:
> Meine Gitarre liefert nur AC.

Und was sagt Dein ADC dazu?

von Joerg W. (joergwolfram)


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oly schrieb:
> Woher kommen dort DC-Anteile?

Ich nutze den internen OPV im PGA-Modus und kopple das Eingangssignal 
kapazitiv auf einen Spannungsteiler, den ich auf 50% ADC ohne 
Eingangssignal abgleiche. Weil das aber alles andere als perfekt ist, 
bleibt ein kleiner Offset, den ich dann mit relativ großer Zeitkonstante 
kompensiere.

Auf der Ausgabeseite nutze ich beide DAC-Kanäle parallel mit 
unterschiedlicher "Gewichtung", um einen höhere Auflösung zu erhalten. 
Das funktioniert eigentlich ganz gut.

Jörg

von master (Gast)


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Mark S. schrieb:
> Gitarre üben bringt einen eher ans Ziel.
Gitarre üben bringt einen an das Ziel Effekte zu bauen...? Steile These.

von Percy N. (vox_bovi)


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master schrieb:
> Mark S. schrieb:
>
>> Gitarre üben bringt einen eher ans Ziel.
>
> Gitarre üben bringt einen an das Ziel Effekte zu bauen...? Steile These.

In der Tat,  und warscheinlich genau deshalb stand da auch etwas 
anderes.  Ja, die deutsche Prache kann manchen vor Schwierigkeiten 
stellen ...

von Kai D. (robokai)


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Joerg W. schrieb:
> im PGA-Modus
Was ist ein "PGA"-Modus?

von Joerg W. (joergwolfram)


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Der STM32L475 hat Opamps drin und die lassen sich in einem "PGA-Mode" 
mit unterschiedlichen fixen Verstärkungen betreiben.

Programmable Gain Amplifier mode auf Seite 691 im Reference Manual

Jörg

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Das haben eigentlich viele ADCs und Schaltungen mit Vorverstärkern.
Interessant wird es, wenn man die Modi zwischendrin in der 
Signalübertragung umschaltet.

von Andi (chefdesigner)


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master schrieb:
> Mark S. schrieb:
>> Gitarre üben bringt einen eher ans Ziel.
> Gitarre üben bringt einen an das Ziel Effekte zu bauen...? Steile These.

anders herum: Gitarrenüben und An Effekten herumdrehen bringt einen 
dahin, Songs zu schreiben, da beides inspirierend ist. Mit Effekten wie 
Echos kann man schöne Harmonien generieren. Ein Beispiel wäre "Nautilus" 
von Willy Astor.

von Rolf S. (audiorolf)


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Cartman schrieb:
> Wer weiss schon, dass eine Besselfunktion 2. Ordnung beim
> Verzerren nur Oberwellen der "guten" Sorte erzeugt.
Wieso ist das deiner Ansicht so und was sind den "Oberwellen der guten 
Sorte"?

von Percy N. (vox_bovi)


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Rolf S. schrieb:
> Wieso ist das deiner Ansicht so und was sind den "Oberwellen der guten
> Sorte"?

Was, außer selbstgefälliger Warmluft erwartest Du von jemandem, der sich 
diese Frage sofort selbst mit

Cartman schrieb:
> Richtig, kaum einer bis keiner.
> ... blasphemiert

beantwortet?

von Stefan W. (stefan_w234)


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oly schrieb:
> Meine Gitarre liefert nur AC.

Dann musst du dir ne bessere kaufen. Die von Angus Young kann AC und DC.

SCNR

von Mann Fred (Gast)


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Stefan W. schrieb:
> Dann musst du dir ne bessere kaufen. Die von Angus Young kann AC und DC.
Der ist gar nicht so schlecht, finde ich.

Aber dazu eine ernste Frage:

Liefern Gitarren wirklich auch DC, also einen offset?

Der Tonabnehmer dürfte AC liefern und spätestens der Gitarreneingang 
kann nur AC, wenn ich richtig liege. Gibt es Elektrogitarren mit 
eingebautem Verstärker, die eventuell was anderes bringen?

Joerg W. schrieb:
> Ich nutze den internen OPV im PGA-Modus und kopple das Eingangssignal
> kapazitiv auf einen Spannungsteiler, den ich auf 50% ADC ohne
> Eingangssignal abgleiche. Weil das aber alles andere als perfekt ist,
> bleibt ein kleiner Offset, den ich dann mit relativ großer Zeitkonstante
> kompensiere.
Wieso wird das gemacht?

Wenn ein DC-Verstärker genutzt wird, dann wird der notwendige Offset am 
OPV intern beaufschlagt. Selbst, wenn das nicht symmetrisch liegt, also 
z.V. auf 6V bei einem OP von 0...10V, funktioniert es bei 
Eingangsspannungen <4V perfekt, wenn der OP linear ist. Am Ausgang 
einfach wieder kapazitiv ankoppeln.

von Jack V. (jackv)


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Manni T. schrieb:
> Gibt es Elektrogitarren mit
> eingebautem Verstärker, die eventuell was anderes bringen?

Es gibt aktive Pickups, aber auch die sollten das übliche Ausgangssignal 
liefern – schließlich ist der Rest der Kette darauf ausgelegt.

von Michael B. (laberkopp)


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Manni T. schrieb:
> Liefern Gitarren wirklich auch DC,

Nein, natürlich nicht.

Jack V. schrieb:
> Es gibt aktive Pickups,

Ja, aber selbst deren Ausgang wird kondensatorgekoppelt sein.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Michael B. schrieb:
> Ja, aber selbst deren Ausgang wird kondensatorgekoppelt sein.
Die Frage die sich stellt ist, welche untere Grenzfrequenz daraus 
jeweils resultiert. Das hat dann auch durchaus Auswirkungen auf die 
nachfolgenden Effektgeräte, insbesondere, wenn es Limiter oder andere 
direkt amplitudenabhängige Effekte sind.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Hier ein Beispiel dafür: 3. und 5.Oberwelle als Annäherung an ein 
Rechteck. Die analoge Schaltung (und auch die digitale Nachbildung) 
erfordern eine exakte, relative Amplitude im Bezug auf die Grundwelle, 
weil die Harmonischen sonst zu groß oder zu klein ausfallen und es 
Einbrüche oder Höcker gibt. Letztere führen dann noch weiter zu 
Übersteuerungen. Ein relevant großer Offsetfehler verhindert eine genaue 
Amplitude, bezogen auf die "lokale" Sinuswelle, die als Grundwelle 
herangezogen wird.

Zum Bild: Links sind Grund- und Oberwelle (auch die 7.!) und rechts die 
erzeugte Rechteckwelle sowie deren 1. und 2. Ableitung. Eine moderat 
eingemischte 3. verschiebt den Sinusklang des Rohsignals in Richtung der 
ersten Klänge "run to the hills" von Iron Maiden, die 5. macht sie 
brilliant und die 7. gibt einen Zerrklang ...

A. F. schrieb:
> Was ich gerne hätte, wären solche Klänge wie bei Carlos Santana
... wie in "Samba Pa Ti".

von Michael B. (laberkopp)


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J. S. schrieb:
> Die Frage die sich stellt ist, welche untere Grenzfrequenz daraus
> jeweils resultiert

Deutlich unter 20Hz, oft 1Hz.

Schliesslich will man auch nicht einen ewig langen Einschaltplopp

von Motopick (motopick)


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> Deutlich unter 20Hz, oft 1Hz.

Har har har. Dussel! ;)

Eine untere Grenzfrequenz von 1 Hz, fuehrt zu einem
mindestens 1 s langen Einschwingvorgang.
Fuer eine Gitarre reichen eigentlich Werte > 50 Hz.
Ist ja kein Bass. :)

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Motopick schrieb:
> Eine untere Grenzfrequenz von 1 Hz, fuehrt zu einem
> mindestens 1 s langen Einschwingvorgang.
> Fuer eine Gitarre reichen eigentlich Werte > 50 Hz.

1s geht in der Tat nicht. Allerdings sind 50Hz deutlich zu hoch, weil 
eine simple AC-Kopplung einen sehr flachen Frequenzgang hat. Damit 
würden auch 200Hz-Frequenzen noch durch den Ausgleich betroffen sein und 
einen falschen Offset "sehen". Günstig sind Werte im Bereich 10-20Hz und 
damit >=1 Oktave Abstand nach oben zur untersten Nutzfrequenz und 
trotzdem noch schnell genug, um im Bereich des Spiels (3-5 schnelle 
Noten pro Sekunde) mitzuhalten, d.h. die Symmetrierung ist schneller, 
als die Neuanregung durch eine Note.

Gleichwohl ist das immer subjektiv und hat Einfluss auf den Klang:

Unten die Kurve ist langsamer ausgeglichen, daher "schlägt" die 
Amplitude länger und einseitiger gegen den Begrenzer.

von Andi (chefdesigner)


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Motopick schrieb:
> Fuer eine Gitarre reichen eigentlich Werte > 50 Hz.
> Ist ja kein Bass. :)

Auch "normale" Gitarren produzieren Frequenzanteile unter 50Hz. Ist 
deutlich auf dem Analyzer zu sein.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Vor allem Bass-Gitarren.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Knut B. schrieb:
> Vor allem Bass-Gitarren.

... und Subbass-Gitarren erst :-)

von Motopick (motopick)


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> Auch "normale" Gitarren produzieren Frequenzanteile unter 50Hz. Ist
> deutlich auf dem Analyzer zu sein.

Davon bleibt bei einem ueblichen "Gitarrenkofferverstaerker" blos
nicht viel uebrig. Die sind naemlich, auch ueblicherweise, mit nach
hinten "offenen" Lautsprechersystemen gesegnet.
Und die verwendeten Lautsprecherchassis sind auch nicht so die
"guten" Tieftoener...

Bei in den Signalweg eingeschleiften Effektgeraeten, stoeren
Anteile < 50 Hz auch wohl eher die Funktion, als zum Klang beizutragen.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Motopick schrieb:
> Und die verwendeten Lautsprecherchassis sind auch nicht so die
> "guten" Tieftoener...

ja, aber einige produzieren inzwischen auch einen psychedelischen 
Subbass als Ersatz (Oberwellen, die das Gehirn täuschen). Da geht schon 
einiges.

Hier noch ein Beispiel zum eigentlichen Thema "Selberbauen":

Es handelt sich um eine Implementierung in meinem Synth auf der Basis 
einer Idee Elektor 301 Schaltungen "dynamischer Verzerrer".

Das Eingangssignal wird auf 6V verstärkt und über 2 Dioden auf jeweils 
einen Kondensator geführt, der sich über einen R entladen kann. Damit 
entstehen 2 Referenzspannungen in der Größenordnung der aktuellen 
Amplitude. (hellblau)

Über ein Poti wird ein Spannungslevel eingestellt - hier 50% (dunkles 
blau), das als Referenz fungiert. Über 2 Komparatoren wird ein Limiter 
realisiert der die Diodenspannungen verfolgt und auf die Referenz 
begrenzt. Diese werden verodert (orange). Damit ist Signal bandbegrenzt 
verzerrt und folgt in etwa der Eingangsamplitude. Anders als bei einem 
statischen Begrenzer sind so auch die geringen Amplituden am Ende des 
Klangs in ähnlicher Weise verzerrt wie am Anfang. Alternativ kann man 
die Signale auch direkt über den Dioden  abgreifen, verstärken und 
zusammenführen. Dann hat man in etwa ein Rechteck konstanter Amplitude.

An der Stelle muss erwähnt werden, dass man für die "OPs" wegen ihrer 
Bandbrenzung einen IIR-Filter braucht und ein realistisches Diodenmodell 
nehmen sollte, also nicht einfach abschneiden, weil es sonst zu schnell 
mächtig klirrt.

von Andi (chefdesigner)


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Wer kennt noch mehr?

von Larius (Gast)


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Cartman schrieb:
> Ein nicht unbetraechtlicher Teil der CDs weist mehr oder weniger
> Clipping auf,

Was nicht unbedingt so schlimm klingt, wie es aussieht: Der 
Analogverstärker im CD-Player kann diesen Clip nicht so eckig 
wiedergeben und rundet das ab.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Das Clipping erzeugt aber Oberwellen, die bis ans Ende des Hörbaren 
gehen, weil diese Frequenzen ja immer vom Analogpfad übertragen werden.

----

Hier noch ein Gitarreneffekt aus der Kiste: (ganz ohne Cipping)

Es ist die Simulation für einen Verzerrer, den ich mit der Chameleon 
programmiert hatte und der auch später in VHDL übersetzt wurde. (Core 
erhältlich). Auch das ist eine uralte Schaltung aus den 1980ern, die 
auch auf Ideen aus ELO- / Elektor-Literatur basiert.

- Gitarrensignal mit Tiefpass filtern, damit Rauschen erledigt, 
geschätzt GF bei 4-5kHz. Das ist Punkt A.
- nachfolgenden Tiefpass mit etwas geringerer GF bei knapp 1kHz. Das ist 
Punkt B.
- Differenzverstärker zwischen A und B liefert eine digitale Information 
über steigende und fallende Kurve. Im DSP kann man das ähnlich machen, 
z.B. mit 2 IIR-Filtern. Der 2. ist immer hinterher mit der Phase und 
Amplitude sodass das sicher ist.
- Dann kommt ein Schmitt-Trigger, in SW als Hysterese. Dieser verhindert 
ein falsches Erkennen. Das ist dann Punkt C

Nun kommt meine Modifikation:
- Ein JK-Filter, das die Frequenz halbiert und Punkt D liefert.
- Beide Signale C und D (statt nur einem) getrennt auf einen OP als 
einstellbarer Verstärker,
- von dort einen 2R+R-Summierer und von dort auf einen OP-als Mischer = 
Multiplizierer
- weiter auf einen Mischer als Addierer.

Das so zugemischte Signal hat sowohl tiefere als auch höhere 
Frequenzanteile und wird bis zu 100% zuaddiert. In der Elektronik 
bestand das Problem, den Multiplizierer gut zu bauen, aus Musikersicht 
ist das ein VCA - in SW natürlich piece of cake.

Im Bild sind die beiden digitalen Differenziationssignale und in rot die 
erzeugte Welle die aus dem Mischer kommt. Je nach Verhältnis von 1. und 
2. Filterwelle bildet sich eine andere Störung. Die Zumischung zu 
Original ist hier 100% -> 1:1. in Lila.

In SW ist das so präzise, dass bei bestimmen Verhältnissen eine 
Teilauslöschung geschieht. Macht man nun den Parameter für die 
Mischungsverhältnisse der DIFF-Wellen spannungsgesteuert, kann man 
dieses wieder durch einen LFO oder die Hüllkurve des Signals steuern. 
Der Klang verändert sich dann direkt linear mit dem Tonverlauf.

von Rolf S. (audiorolf)


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chris_ schrieb:
> Bei MP3 wird eine psychoakustisches Hörmodel
> verwendet, bei dem einer von zwei Tönen vollständig weggelassen wird,
> wenn er etwas leiser ist, weil man den dann nicht mehr hört.

... weil gerne behauptet wird, dass man ihn nicht mehr hört. 
Richtigerweise ist es aber so, dass durch das Weglassen Information 
verloren geht, die anderer Stelle fehlt.

Steff schrieb:
> Hau einfach einen Dirac rein und schau was hinten raus kommt, dann
> kannst du es nachbauen
Ganz sicher nicht. Aus nur einer Impulsantwort kann man nicht das 
gesamte Systemverhalten bestimmen. Solange sich das System linear 
verhält, kommt etwas anderes heraus, als wenn es beginnt, unlinear zu 
werden.

von Rbx (rcx)


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Rolf S. schrieb:
> Richtigerweise ist es aber so, dass durch das Weglassen Information
> verloren geht, die anderer Stelle fehlt.

Hinsichtlich der Ausgangsfrage oben:

Andi F. schrieb:
> Was ich gerne hätte, wären solche Klänge wie bei Carlos Santana, oder
> den opening Sound von Smoke on the Water.

Der fette Sound bei Smoke on the Water kommt nicht allein von der 
E-Gitarre, sondern zusammen mit einer ebenfalls sehr gut klingenden 
verzerrten Orgel + gewissermaßen viel Spaß am Spielen mit hoher 
Ausdruckskunst.

Bei Carlos Santana spielt auf jeden Fall auch die überdurchschnittlich 
hohe Spielkunst und die Musikalität hinein. Man sollte sich die 
zugehörigen Sounds nicht unabhängig davon denken.
Das war ja bei Kraftwerk ganz ähnlich, die waren schon musikalisch sehr 
erfahren/talentiert unterwegs und hatten verfügbare Techniken / 
Technikerhilfen bis in die "Überhöhung" musikalisch ausreizen können.

In einem Keyboards-Heft gab es mal ein Interview mit einem Tontechniker 
der meinte mal sowas wie "Du möchtest so einen Bass(Sound) wie den von X 
im Mix haben?" Es wäre für mich kein Problem, wir könnten X auch einfach 
herholen, und den Basspart spielen lassen.
Der Witz dahinter war, dass man sich auch zutrauen sollte, etwas eigenes 
zu machen, zu entdecken, zu feiern..

Ich hatte selber auch lange herumgerätselt, wie Human League diesen 
fetten Bass-Sound bei Being Boiled hinbekommen hatte.
Dank YT konnte man feststellen, dass dieser Basssound direkt mit einem 
bestimmten Korg-Synthesizer zu tun hatte.
Es kommt noch schlimmer:
Ein anderer guter Song lebt praktisch aus einem (Bass-)"Sample" eines 
alten Analog-Drumcomputers heraus.

Wenn wir hier im Forum so viele Röhrenexperten haben - wäre es da nicht 
schöner, was gutes (und pflegeleichtes) mit Röhren zu machen?

von Michael B. (laberkopp)


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Rbx schrieb:
> Wenn wir hier im Forum so viele Röhrenexperten haben - wäre es da nicht
> schöner, was gutes (und pflegeleichtes) mit Röhren zu machen?

Natürlich nicht. Ein DSP macht heute alles auf Knopfdruck.

Denn JA: viele Sounds hatten damals ganz speziell was mit der (damals 
neu) verfügbaren Hardware zu tun. Wer nicht dutzende teurer Vintage 
Setups kaufen will, fährt mit Emulation per DSP billiger und besser.

Und NEIN: Einfach ein Effektgerät nach Schaltplan nachzubauen führt 
nicht zum  Ziel: du weisst trotzdem nicht, ob dein Nachbau so 
funktioniert wie das Original, manche lebten einfach von schlechtem 
Aufbau weil Verstärkerstufen schwangen oder lange Zuleitungen 
Spannungsabfall brachten.

von Heinrich K. (minrich)


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Er hat schwangen gesagt!

von 900ss (900ss)


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Heinrich K. schrieb:
> Er hat schwangen gesagt!

Wie witzig du wieder bist....

von Rbx (rcx)


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Michael B. schrieb:
> Einfach ein Effektgerät nach Schaltplan nachzubauen führt
> nicht zum  Ziel:
Welches Ziel denn? Belanglose 0815-Mucke, oder lieber etwas 
einzigartiges?
So ein Minimoog klingt total geil, braucht nicht viel Anleitung, hat 
aber ein sehr gutes Manual, und man hat schnell die wichtigsten 
Handgriffe zusammen.
Digitaltechnik und Filter sind natürlich auch toll - prinzipiell ist die 
Mathe und das Know How dahinter doch noch eine Menge "Holz" - da ist so 
ein gut klingender Röhrenschaltplan für den Anfang schneller 
zusammengestellt.

Grundsätzlich kann man bei der Audio-Digitaltechnik auch erstmal mit der 
Mathe anfangen.
(https://www.amazona.de/workshop-casio-czvz-und-die-grundlagen-der-phase-distortion-synthesis/)

So um die 2 Jahre sollte man schon einplanen, wenn man einsteigen 
möchte.
Außerdem empfehlen sich Musikinstrumenten-Lernkurse, denn gerade weil 
die Digitaltechnik in Richtung Beliebigkeit tendiert, muss man das mit 
Spielwitz und "Groove" ausgleichen können.

von Andi (chefdesigner)


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Rbx schrieb:
> Wenn wir hier im Forum so viele Röhrenexperten haben - wäre es da nicht
> schöner, was gutes (und pflegeleichtes) mit Röhren zu machen?

Wir Gitarristen haben ja überwiegend Röhrenverstärker. Mir geht es um 
das erweitern des Spektrums der Klänge mit Software, die ich selber 
erstellen und ausbauen kann.

von Rbx (rcx)


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Andi F. schrieb:
> Mir geht es um
> das erweitern des Spektrums der Klänge mit Software, die ich selber
> erstellen und ausbauen kann.

Verstehe ich, Röhrenamps sind ja auch vielmehr 70er Jahre Hip. Der Bezug 
darauf ist eher Forenbezogen gemeint. Ein neuer Coversong auf der Liste, 
oder ein vertiefen in spielerische Ausdrucksstärke ist allerdings auch 
hervorragend dafür geeignet, das Ausdruckspotential und die 
Klangvielfalt zu verbessern.

Unabhängig davon: der Thread ist ja zufälligerweise auch schon 2 Jahre 
alt, was hast du inzwischen gelernt?
Falls du immer noch Einstiegsprobleme hast, würde ich diese beiden 
Videos empfehlen:
(sind natürlich nur Vorschläge, ein Uni-Studium wäre noch besser)

Learn Audio DSP 1: Getting started with Octave and making a sine 
oscillator
https://www.youtube.com/watch?v=tx_cjBjZ2zM

Running DSP Algorithms on Arm Cortex M Processors
https://www.youtube.com/watch?v=PKdwQwBIv48

von Bernd G. (Gast)


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Rbx schrieb:
> Verstehe ich, Röhrenamps sind ja auch vielmehr 70er Jahre Hip.

Da täusch dich mal nicht! Es gibt immer noch Hersteller, die echte 
Analogtechnik bauen.

von Rbx (rcx)


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Bernd schrieb:
> Da täusch dich mal nicht! Es gibt immer noch Hersteller, die echte
> Analogtechnik bauen.

Weiß ich doch. Wäre das anders, hätte ich auch was von Transistoren 
schreiben können ;)

Ich habe auch ein DSP-Gerät, mit vielen Emulationsmöglichkeiten. Die 
sind interessant, aber eigentlich noch lange nicht so reizvoll, wie eine 
Transistor-Bodentreter-Overdrive-Session mit dem Minimoog.
Gitarre spiele ich auch lieber die Akustische, die lenkt einen nicht so 
ab ;)

von Mark S. (voltwide)


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Andi F. schrieb:
> Wir Gitarristen haben ja überwiegend Röhrenverstärker

Kühne Behauptung, einfach mal von Dir auf den Rest der Welt geschlossen?

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Wenn ich mir die Verteilung der Amps beim großen T so ansehe, dann kann 
man vermuten, dass die meisten heute Transistor-Verstärker benutzen, 
vorwiegend auch den Preisen geschuldet. Man bekommt ja mittlerweile 
schon vollständige Combos mit AMP, Gehäuse und sogar digitalen Effekten 
für 199,-. Das dürfte dann die große breite Palette der Musiker 
bedienen. Das ist nicht anders, als bei den Synth.  Billige Teile sind 
am weitesten verbreitet. Was deren Qualität angeht, kann ich wenig 
sagen. Bin kein Gitarrist.

Was ich auf Bühnen real sehe ist, aber durchaus "amtlich" = 
"traditionell". Je bekannter und erfolgreicher eine Band, desto weniger 
muss man aufs Geld schauen. Da haben die auch tatsächlich das Teuerste 
vom Teueren, als DSP-gesteuerte Röhrentechnik im Einsatz. Auch die 
PA-Verleiher, die ich kenne, welche Festivals und andere Events 
ausstatten, haben Röhren-AMPs im pool.

Ich selbst würde sicher auch mehr investieren, als nur 500,- .. 700,-, 
was auf den Shopseiten der Durchschnittspreis zu sein scheint. Eine gute 
Gitarre liegt bei 2-3k aufwäerts und ein Gitarrist hat nicht nur ein 
Exemplar im pool! Da sollten es schon möglich sein, 1k in eine Combo zu 
investieren.

von Andi (chefdesigner)


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Rbx schrieb:
> was hast du inzwischen gelernt?

Dass es enorm schwierig ist, an konkrete Algorithmen heranzukommen.

von Jack V. (jackv)


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Andi F. schrieb:
> Dass es enorm schwierig ist, an konkrete Algorithmen heranzukommen.

Gibt genug Open Source Software, in denen konkrete Algorithmen verwendet 
werden. Die darf man gerne für seine Zwecke hernehmen. Guitarix wäre ein 
recht prominentes Beispiel.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Jack V. schrieb:
> Guitarix
arbeitet aber mit https://faust.grame.fr/ und das muss auch erst einmal 
verstanden werden. Ob man da einfach die Algos herausziehen und in 
Microcontroller-C herauszuziehen kann, wage ich zu bezweiffeln. Dann 
eher PURE-Data oder gleich direkt Python. Das ist naheliegender, denke 
ich.

Die Programmiersprache vereinfacht auch nur die Umsetzung und liefert 
noch keine Ergebnisse! Man muss ja berücksichtigen, dass die klangliche 
Wirkungen eines Algorithmus immer an seine Parameter und deren Nutzung 
gebunden ist. Man muss aus musikalischer Sicht erst einmal verstehen, 
was da passiert und wie man es einsetzen muss. Das ergibt sich nicht 
direkt aus dem Code und es ergibt sich schon gar nicht aus der 
lediglichen Nutzung des Codes, gleichgültig, ob er einfach kopiert und 
eingesetzt- oder ungefährt nachprogrammiert.

Das Zielführendste, um zu neuen Klängen zu kommen, ist das Verständnis 
um die Wirkung von Oberwellen und Tansienten und sich dann zu überlegen, 
wie eine Schaltung aussehen muss, um diese zu produzieren und zu 
beeinflussen. Die Gitarre liefert ja eine Menge an Frequenzen und 
Verläufen, die man erst einmal analysieren muss, um zu mehr, als nur zu 
einem Signal zu kommen, dass man als stream pauschal dauerhaft in den 
Verzerrer schickt. Alles, was man mit so einer linearen chain machen 
kann, ist bereits in ausreichender Menge gemacht und getan und in Hülle 
und Fülle vorhanden.

Auch bei der Beschreibung von Guitarix (Kompressor, Equalizer etc) 
entdecke  ich absolut nichts, was es nicht schon seit 30 Jahren überall 
gibt. Gute Gitarreneffekte hast du heute ja sogar schon in vielen 
Keyboards, die einen Audioeingang haben, den sich damit traktieren.

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Mal ein paar Ideen aus der Trickkiste:

Man entnimmt dem Gitarrensignal durch z.B. Gleichrichtung eine 
Hüllkurveninformation, durch RMS-Bewertung eine Leistungsinformation und 
durch FFT eine Frequenzverschiebung während der ersten Zehntel. Diese 3 
Informationen werden aufgearbeitet, limitiert, tranformiert und an 3 
unterschiedlichen Stellen in der chain benutzt, z.B. Lautstärkeregelung, 
Filtersteuerung, und Einblendung von Effekten, oder die Steuerung deren 
Parameter. Erst damit ergibt sich richtige Dynamik.

So einen Ansatz hatte ich u.a. hier beschrieben:
Beitrag "Re: Gitarreneffekte selber bauen"

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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J. S. schrieb:
> Jack V. schrieb:
>> Guitarix
> arbeitet aber mit https://faust.grame.fr/ und das muss auch erst einmal
> verstanden werden.

Wie jede andere Sprache auch. Abgesehen davon war Guitarix nur ein 
Beispiel – nahezu alle LADSPA- und LVM2-Plugins sind offen und 
einsehbar. Ohne Vorwissen wird’s alles nix, aber man kann halt nicht 
direkt behaupten, dass es „enorm schwierig“ wäre, an die Informationen 
zu kommen.

J. S. schrieb:
> Auch bei der Beschreibung von Guitarix (Kompressor, Equalizer etc)
> entdecke  ich absolut nichts, was es nicht schon seit 30 Jahren überall
> gibt.

Die Sache mit den Impulse Responses, bzw. dem Faltungshall, hat sich 
beispielsweise in den letzten zehn, fünfzehn Jahren erst verbreitet. 
Ansonsten: ja – Ziel von Guitarix ist’s, die alten Sachen digital 
nachzubilden. Also im Grunde das, was gefragt war, oder?

: Bearbeitet durch User
von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Jack V. schrieb:
> ie Sache mit den Impulse Repsonses, bzw. dem Faltungshall, hat sich
> beispielsweise in den letzten zehn, fünfzehn Jahren erst verbreitet.

SEK'D Samplitude nutzte das bereits in den 1990ern. Ich hatte das in der 
ersten Version, die ich mit meiner PRODIF 1998 erworben hatte, schon 
drin. Das war seinerzeit der große neue Hype, das in den Heimstudios zu 
machen, aber eben schon damals nicht mehr neu. Es gab professionelle 
Geräte u.a. von SONY für die Studiotechnik, die mit Convolution Reverb 
arbeiten - halt für enormes Geld.

Heute geht das natürlich mit Intel-CPUs im Handsteichm aber der Hype um 
CR hat sich inzwischen auch ziemlich gelegt, weil die Theorie an drei 
Grundproblemen krankt:

1) Der Hall ist nur sinnvoll auf trockene Signale anzuwenden, die also 
noch keine Reflektionen haben, weil sonst unkontrollierare Doppelechos 
entstehen, die den Eindruck zerstören zu etwas völlig anderem führen. 
Viele Reflektionen der falschen Art führen sofort zu Matsch, der sich 
auch einfacher und billiger herstellen und leicht übertrffen lässt.

2a) Die nötige Zerlegung in Einzelfrequenzen und das Wiederkombinieren 
mittels (i)FFT, bzw das Falten zu fortgesetzten Reflektionen erfolgt nur 
unvollständig, weil eine FFT immer eine Festerung drin hat, die 
Artefakte macht. Diese sind gerade beim Hall, der eine zeitliche 
Ausdehnung braucvt und hat, ziemlich eklatant und fatatl. Es braucht 
also eine sehr hohe Auflösung der FFT mit Rechenzeit.

2b) Das gleiche gilt für die Erzeugung der Impulse-Files: Das 
Analysieren per FFT erfordert eine geschickte Fensterung, die zu einem 
oft faulen Kompromiss führt.

Tut und hat man 1 + 2, stellt sich die Frage, wie man sie aufnehmen 
soll: Ein Mikrofon erwischt immer auch Reflektionen im Raum. D.h. sowohl 
bei der Erstellung des Materials für die IR-Files also auch bei der 
Gewinnung des Materials, das später mal bearbeitet werden soll, gibt es 
Fehlinformationen. Dies summieren sich und stellen die Methode direkt 
infrage.

Es kommt dann noch ein Aspekt hinzu:

Ein Mikro erwischt allemöglichen Richtungen im Raum und bewertet diese 
Frequenzen je nach Richtung. Das führt dazu dass die IR-Files nur dann 
anwendbar sind, wenn man das Szenario einer solchen Mikrofonanordung 1:1 
nach stellen will. Soweit die Methode also überhaupt funktioniert, 
klappt sie nur mit diesen Randbedingungen. Das will man aber eigentlich 
in der Regel nicht, weil die Mikroaufstellung an den Klangkörper 
angepasst wird. D.h. der Tonmann variiert die Mikropositionen und 
Richtungen passend zum Orchester. Nur dafür passt das dann optimal.

Man könnte daher zwar theoretisch, wie es in einem bekannten 
Werbeneispiel heißt, die IR der Westmister Cathedral nutzen, um den 
eigenen Chor dort hin zu verfrachten und die Aufnahme dann genau so 
klingen zu lassen. Das würde insoweit klappen, wenn der eigene Chor 
ähnlich steht, wie der, der dort aufgezeichnet worden wäre, geht aber 
nicht, weil man den eigenen Chor nur mit Distanzmikrofonie aufgezeichnet 
bekommt und in jedem Raum daher Echos drin sind, die das Ganze 
konterkarieren. Funktionieren würde es nur in einem schalltoten Raum, wo 
Sänger aber wiederum nicht singen können, weil die Stimme nicht trägt.

Im Produktionen verwenden wir CR daher meist für generische trocken 
Signale aus Synthesizern. Für Gitarren wäre das gut nutzbar - allerdings 
muss der Raumklang einer Gitarre zum Rest passen, was auch wieder Fragen 
nach dem Nutzen aufwirft.

von Jack V. (jackv)


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J. S. schrieb:
> SEK'D Samplitude nutzte das bereits in den 1990ern.

In den von mir genutzten Versionen von Samplitude anfang der 2000er 
war’s irgendwie nicht drin …

Aber ich schrieb schon recht bewusst: „hat sich verbreitet“ statt „wurde 
erfunden“. Das geschah nicht zuletzt aus den Gründen, die du ja selbst 
mit deinen Punkten unter 2) anführst, erst deutlich nach den Neunzigern. 
Zu 1) ist zu sagen, dass man genau das „trockene“ Signal im Kontext 
dieses Threads vorliegen hat.

Letztlich verstehe ich allerdings deinen Roman zu diesem Punkt gerade 
nicht: Faltungshall ist nicht im Scope dieses Threads und wurde von mir 
nur als Beispiel gebracht, dass in Guitarix durchaus auch aktueller Kram 
drin ist.

Vielleicht erinnerst du dich: es ging darum, dass jemand was mit 
Gitarreneffekten machen wollte. Meine von dir oben aufgegriffene Aussage 
bezog sich ausschließlich auf die Behauptung des TE, dass es „enorm 
schwierig“ wäre, an solche Algorithmen zu kommen – ist es halt nicht per 
se; die sind, wie du selbst ja auch schreibst, schon lange bekannt, und 
liegen bei den FOSS-Sachen im Quellcode vor.

Dass man damit ohne Vorkenntnisse wenig anfangen kann, steht auf einem 
anderen Blatt. Nämlich auf dem, auf dem auch steht, dass man diese 
Vorkenntisse nunmal sowieso braucht, wenn man auf diese Weise eigene 
Effekte bauen will – und das daher überhaupt kein Problem darstellen 
sollte.

Worauf möchtest du also hinaus?

: Bearbeitet durch User
von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Jack V. schrieb:
> In den von mir genutzten Versionen von Samplitude anfang der 2000er
> war’s irgendwie nicht drin …
(PRO-)Version?

Jack V. schrieb:
> Worauf möchtest du also hinaus?
... dass das Benutzen der von dir beispielhaft erwähnten 
Convolution-Effekte - besonders in Sachen Hall - zwar für Gitarren 
passen könnte, aber nicht unkritisch angewendet werden kann. Gründe habe 
ich genannt.

Jack V. schrieb:
> Vielleicht erinnerst du dich: es ging darum, dass jemand was mit
> Gitarreneffekten machen wollte.
Ganz dunkel, ja. :-) Daher mein Kommentar zum a) Hall generell und warum 
es bei einem Gitarrensignal Sinn machen könnte und b) zum Thema 
Selberbauen. Das mit dem Selberbauen von CONF-Algos ist nicht so trivial 
wie es die Theorie suggeriert und generell sehe ich bei den LIBs und 
BlockBuilding-Anwendungen nicht so recht den idealen Zugang zum 
Selberbauen. Ein Handbuch für Tontechnik/ Audiotechnik und speziell der 
Gitarrenelektronik scheint mir besser geeignet.

Jack V. schrieb:
> Letztlich verstehe ich allerdings deinen Roman zu diesem Punkt gerade
> nicht: Faltungshall ist nicht im Scope dieses Threads und wurde von mir
> nur als Beispiel gebracht,
In dem Moment, indem du ihn als Antwort auf die Frage nach Effekten 
beispielhaft erwähnst, ist er "im scope". Mit Faltung kann man ja noch 
wesentlich mehr tun, als nur verhallen. Soweit er es deiner Auffasung 
nach nicht ist, muss ich sofort die Frage stellen, wieso du das 
anschneidest, denn du wirst ja damit OT. :-)

Um es mal OT zu machen: Faltungen kann man auch quer und diagonal über 
Frequenzen betreiben. Das Ergebnis ist von der Strategie ähnlich dem 
Ansatz, den ich weiter oben gepostet habe, nämlich Informationen aus 
Anteilen des Spektralverlaufes zu extrahieren und anderweitig zu nutzen 
- es passiert halt dann abstrahiert im Frequenzbereich. Da braucht es 
aber dann nochmal mal Grundverständnis musikalisch-technischer Art.

: Bearbeitet durch User
von Jack V. (jackv)


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J. S. schrieb:
> Soweit er es deiner Auffasung
> nach nicht ist, muss ich sofort die Frage stellen, wieso du das
> anschneidest, denn du wirst ja damit OT. :-)

Wenn du meinen nebenläufigen, beispielhaften Hinweis auf Möglichkeit der 
Verwendung von IRs in Guitarix als Vorwand für deine ausschweifenden 
OT-Posts hier anführst, dann entschuldige ich mich hiermit beim TE in 
aller Form für die bloße Erwähnung dieser Funktionalität des Programms. 
Das hab ich nicht gewollt.

Wobei ich allerdings bleibe, weil’s halt On-Topic ist: die Algorithmen 
für Gitarreneffekte sind nicht „enorm schwierig“ zu beschaffen, sondern 
liegen in vielfältigsten Varianten im Quelltext vor, wobei Guitarix eine 
gute Anlaufstelle ist. Entsprechend bin ich gespannt, was der TE daraus 
macht.

: Bearbeitet durch User
von Rolf S. (audiorolf)


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A. F. schrieb:
> Rbx schrieb:
>> was hast du inzwischen gelernt?
>
> Dass es enorm schwierig ist, an konkrete Algorithmen heranzukommen.

Wie wäre es, die Gitarrenboxen aufzuschrauben und die Technik 
nachzuprogrammieren? Mehr als einige OPs und Dioden sind da ohnehin 
nicht drin.

von Rbx (rcx)


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Rolf S. schrieb:
> Wie wäre es, die Gitarrenboxen aufzuschrauben und die Technik
> nachzuprogrammieren? Mehr als einige OPs und Dioden sind da ohnehin
> nicht drin.

So einfach ist das nicht. Bei den Synthesizern hatten die digitalen 
üblicherweise auf Filterübersteuerungen, perkussive Resonanzpeaks oder 
auch einfache Inputs verzichtet.
Wenn man allerdings brauchbares (Algo-/Code-)Material hat, kann man 
durchaus bei der Emulation konkrete Schaltungsbauteile und Setups mit in 
die Emulation nehmen.

https://github.com/topics/guitar-effects
https://github.com/lucaong/guitarstack
https://www.reddit.com/r/DSP/comments/avgiil/want_to_make_digital_guitar_effect_pedals_where/
https://ses.library.usyd.edu.au/bitstream/handle/2123/7624/DESC9115_DAS_Assign02_310106370.pdf
https://ccrma.stanford.edu/~orchi/Documents/DAFx.pdf
https://www.ti.com/lit/ml/sprp499/sprp499.pdf
https://hackaday.com/2023/08/23/guitar-distortion-with-diodes-in-code-not-hardware/
..
..

von Katrin I. (Gast)


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Ließe sich denn eine Schaltung nicht einfach in pSPICE nachbauen und die 
Netzliste zusammen mit den Formen irgendwie extrahieren?

Oder geht das mit MATLAB?

von Michael B. (laberkopp)


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Rolf S. schrieb:
> Wie wäre es, die Gitarrenboxen aufzuschrauben und die Technik
> nachzuprogrammieren? Mehr als einige OPs und Dioden sind da ohnehin
> nicht drin.

Was hast du daran nicht verstanden, dass man manche Boxen eben NICHT so 
einfach nachbauen kann, weil ihr Klang sich aus Defiziten der 
verwendeten Bauteilen und Nebeneffekten im Aufbau (Zuleitungswiderstand, 
Einkopplungen, Oszillationen..) ergibt die aus dem Schaltplan und 
Simulationsmodellen nicht erkennbar sind ?

Man kann aber originale alte Effektgeräte nachmessen und versuchen 
mathematisch zu simulieren. Das wird halt um so schwieriger, je mehr 
sich gegenseitig beeinflussende Knöpfe sie haben.

K. F. schrieb:
> Ließe sich denn eine Schaltung nicht einfach in pSPICE nachbauen
> und die Netzliste zusammen mit den Formen irgendwie extrahieren?

Nein. Oder zumindest nur bei manchen.

von Andi (chefdesigner)


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Rbx schrieb:
> Wenn man allerdings brauchbares (Algo-/Code-)Material hat, kann man
> durchaus bei der Emulation konkrete Schaltungsbauteile und Setups mit in
> die Emulation nehmen.

Den links gehe ich mal hinterher und sehe es mir an. Danke.

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