Yamaha DX7 ist kein FM-Synthesizer?

N

Nachtschatten

..
bei einem artikel ueber ni kontour bin ich ueber folgenden abschnitt gestolpert.

Kontour basiert auf der Phasenmodulations-Synthese, wie sie von den Yamaha DX-Synthesizern benutzt wird bzw. wurde, denen bekanntlich bis heute fälschlicherweise die Frequenzmodulations-Synthese unterstellt wird. Vielen Dank noch mal an die damalige Marketingabteilung von Yamaha für diesen historischen Fauxpas. Bei der Phasenmodulation wird nicht die Frequenz der digitalen Wellenform, also die Geschwindigkeit mit der die Werte durchfahren werden moduliert, sondern die Phasenlage der Wellenform – also dort wo die Phase im Wellenformdurchlauf des Oszillators sich gerade befindet. Bei Sinus-Oszillatoren ergeben sich dadurch ähnliche Ergebnisse wie bei der Frequenzmodulation. Yamaha entschied sich aus Kostengründen bei der DX-Serie für die Phasenmodulation und gegen die Frequenzmodulation der GS-Serie. Und ja, die Phase Distortion-Synthese (Casio CZ- und VZ-Serie sowie U-he Bazille) ist der Phasenmodulations-Synthese ähnlich, aber dennoch wieder ein anderes Kapitel.
quelle:https://www.amazona.de/native-instruments-komplete-10-mit-kontour-polyplex/2/


ist es richtig dass der dx7 KEIN fm hat sondern pm?
 
Frequenzmodulation und Phasenmodulation ist das gleiche, nur ist das eine von einem anderen Standpunkt aus betrachtet als das andere.

Stelle es Dir so vor wie:
Du stehst am Straßenrand an einer einspurigen Straße und siehst zwei Autos aufeinander zu fahren, und sie bremsen dann (hoffentlich :) ): Ihrer Frequenz ändert sich für dich.
Die gleiche Situation aus einem der beiden Autos betrachtet bedeutet: die Relation (=Phase) zum anderen Fahrzeug ändert sich.
 
fanwander schrieb:
Frequenzmodulation und Phasenmodulation ist das gleiche, [...]
...sofern das modulierende Signal eine Sinusschwingung ist. (Wie im DX7.)
Modulation der Frequenz mit einer Rechteckschwingung ist das gleiche wie Modulation der Phase mit einer Dreieckschwingung.
 
Jens Groh schrieb:
...sofern das modulierende Signal eine Sinusschwingung ist. (Wie im DX7.)
Modulation der Frequenz mit einer Rechteckschwingung ist das gleiche wie Modulation der Phase mit einer Dreieckschwingung.
Pedant ;-)
 
Nachtschatten schrieb:
wenn beide verfahren das gleiche sind, dann ist dieser satz im artikel aber falsch.
Bei Sinus-Oszillatoren ergeben sich dadurch ähnliche Ergebnisse wie bei der Frequenzmodulation
Ja. In meiner Tüte Erbsen ist auch eine Erbse mehr drin, als draufsteht.
Amazona ist nicht das JAES. Wäre ein Medien-Zielgruppen-Mismatch
 
Ab Audiotempo ist das identisch, davor ist das ein prima Test ob das Signal dann Vibrato macht oder Phasing. So kann man's prüfen.

Aber in Fixed Mode und bei niedrigen Frequenzen bekommst du durchaus ein Vibrato gebaut.
 
Wir hatten die Diskussionen vor vielen Jahren mal und uns auf die Bezeichnung analoge und digitale FM (ne Zeit lang hatte ich afair sogar noch aka Phasenmodulation dazugeschrieben) geeinigt, sonst wirds mit der Zeit für Außenstehende was unübersichtlich und man muss dauernd den Erklärbär spielen ;-)

Hier ein paar Notizen (Zita aus div. Threads) zu dem Thema aus meiner Stoffsammlung:

FM vs. PM

Negative Frequenz wuerde bedeuten, dass du die Wellenform praktisch rueckwaerts spielen laesst, es macht aber durch die Symmetrie des Sinus keinen Unterschied ob du ihn stattdessen an der X-Achse spiegelst bzw. invertierst bzw. die Polaritaet aenderst oder einfach nur die Phase um 180 Grad verschiebst.
Ein Oszillator bei 0Hz verschiebt je nach Eingangsamplitude bzw. FM Mod-Level die Phase und erzeugt die Ausgangsamplitude, die er beim abspielen an dieser Position seiner Wellenform erzeugen wuerde ist also im im Prinzip nichts anderes als ein "flachgelegter Oszillators", dessen Phase sich nicht von alleine bewegt, sondern je nach anliegender Spannung, also nix anderes als ein Waveshaper. Der Unterschied zwischen Phasen- und Frequenzmodulation (nicht nur aber auch bei 0Hz) ist einfach nur, dass bei Frequenzmodulation der Oszillator bei gehalterne Spannung weiter laeuft, bei Phasenmodulation sich aber erst nach Aenderung der Modulationsspannung wieder bewegt, man kann also auch einfach einen Kondensator in den FM-Eingang schalten um aus FM eine Phasenmodulation zu machen, was dazu fuehrt, dass sich der Oszillator bei 0Hz wie ein ordentlicher Waveshaper verhaelt und nicht dauernd aus der Phase laueft...
Erhoeht man die Frequenz des Oszillators ueber 0Hz, laeuft die Phase des Shapers von rechts nach links, bei negativer Frequenz rein theoretisch in genau die entgegengesetzt Richtung, afaik bleiben die meisten Oszillatoren bei negativer Frequenz einfach nur stehen, zumindest bei den digitalen Synths.
Mit dem FM-Amount kann man den Bereich einschraenken, in dem sich die Phase des "flachgelegten Oszillators" bewegt. Also z.B. nur auf den Bereich in der Naehe der X-Achse beschraenken, wo der Sinus noch relativ Linear verlaeuft, wenn die angelegte Wellenform nicht ganz so extrem verbogen werden soll.

Wenn du bei der linearen FM den Traeger mit einem gleichbleibend konstanten Wert moduliert behält er die neue Tonhoehe, bei Phasenmodulation wird die Traegertonhoehe nur dann veraendert, wenn sich die Eingangswerte veraendern, bzw. sinken oder steigen, ansonsten faellt der Traeger auf seine urspruengliche Frequenz zurueck.

Macht bei 'nem Sinus keinen Unterschied, die Modulation ist afair einfach nur um 90 Grad Phasenverschoben, weil der Max/Min Wert des Sinnus die kleinste Steigung besitzten und die Achsenabschnitte die groesste und von daher beim Traeger die groesste Modualtionstiefe erzeugen. Interessanter ist es eine Pulswelle mit unterschiedlichen Pulsbreiten als Modulator zu verwenden, weil bei der P.Mod. die Pulsbreite der Modulators keine Wirkung auf den Traeger hat.

Naja, bei der FM macht das sehr wohl 'nen Unterschied, aber halt nicht bei der Phasenmodulation, wenn du verstanden hast warum das so ist, bist du dem Unterschied zwischen FM und PM schon ein ganzer Stueck naeher gekommen ;-)

Eigentlich ist das von den Frequenzverhaeltnissen abhaengig und an sich geht es nur darum besimmte Teile der Wellenform zu stauchen und andere zu strecken, je nach Frequenzverhaeltnis wirken dabei mal mehr und mal weniger Zyklen oder Teile der jeweiligen Wellenform mit. Daher erzielt man mit ganzen Frequenzverhaeltnissen in der Regel die besten Ergebnisse, weil sich die Wellenformen nicht bei jedem Durchlauf gegeneinander verschieben.
 
dbra schrieb:
fanwander schrieb:
Frequenzmodulation und Phasenmodulation ist das gleiche, nur ist das eine von einem anderen Standpunkt aus betrachtet als das andere.
Nein, ist es nicht. Bei der Frequenzmodulation wird ein Teil der Schwingung durchlaufen, bei der Phasenmodulation nicht.
Danke, find ich gut dass das endlich mal einer offen ausspricht :supi:
 
Wer das wirklich verstehen will und keine Lust auf selber-rechnen hat, hier hat es jemand sehr schön aufgeschrieben, Kapitel 4.3. Winkelmodulationen FM und PM:
https://home.zhaw.ch/~rur/ntm/unterlage ... anamod.pdf

Kernpunkt:
Die Momentanfrequenz des FM-Signals folgt dem Nachrichtensignal. Die Momentanfrequenz des PM Signals dagegen ist proportional zur Ableitung des Nachrichtensignals.

Sieht man ja schon an der Formel: y(t) = a·cos(2πft+φ). Bei FM wird das f (für Frequenz) moduliert, bei PM das φ (für Phase). t ist die Zeit, a die Amplitude.

Für nicht Insider: JAES = Journal of the Audio Engineering Society. Andere Organe, wo man den Unterschied besser kennt, wenn man was veröffentlicht: Acta Acustica united with Acustica oder Journal of the Acoustical Society of America (JASA)
 
also ist der dx7 doch kein fm-synth, sondern ein pm-synth. das ist sehr aehnlich aber nicht gleich.
 
dbra schrieb:
Ja, hatten wir hier auch schonmal. Ich wollte es auch erst nicht glauben, habe dann aber endlich verstanden, wie die Klangsynthese in meinem PSS-680 funktioniert.
Jetzt weißt Du endlich auch wofür PSS steht: "PhaseSynthesisSynthesizer". :lollo:
 
Nachtschatten schrieb:
bei einem artikel ueber ni kontour bin ich ueber folgenden abschnitt gestolpert.

Kontour basiert auf der Phasenmodulations-Synthese, wie sie von den Yamaha DX-Synthesizern benutzt wird bzw. wurde, denen bekanntlich bis heute fälschlicherweise die Frequenzmodulations-Synthese unterstellt wird. Vielen Dank noch mal an die damalige Marketingabteilung von Yamaha für diesen historischen Fauxpas. Bei der Phasenmodulation wird nicht die Frequenz der digitalen Wellenform, also die Geschwindigkeit mit der die Werte durchfahren werden moduliert, sondern die Phasenlage der Wellenform – also dort wo die Phase im Wellenformdurchlauf des Oszillators sich gerade befindet. Bei Sinus-Oszillatoren ergeben sich dadurch ähnliche Ergebnisse wie bei der Frequenzmodulation. Yamaha entschied sich aus Kostengründen bei der DX-Serie für die Phasenmodulation und gegen die Frequenzmodulation der GS-Serie. Und ja, die Phase Distortion-Synthese (Casio CZ- und VZ-Serie sowie U-he Bazille) ist der Phasenmodulations-Synthese ähnlich, aber dennoch wieder ein anderes Kapitel.
quelle:https://www.amazona.de/native-instruments-komplete-10-mit-kontour-polyplex/2/


ist es richtig dass der dx7 KEIN fm hat sondern pm?

Da ich derjenige bin, der den Artikel für Amazona "verbrochen" hat, möchte ich mich in diese Diskussion auch noch einschalten:

Die Aussagen von Florian und Mic wundern mich sehr. Der DX7 benutzt im Grunde genommen die Phasenmodulation und keine Frequenzmodulation. Mir wäre das theoretisch auch schnuppe, wenn die klanglichen Resultate zwischen Phasenmodulation und (da gibt es jetzt auch noch verschiedene Arten der) Frequenzmodulation nicht unterschiedlich wären. Im Falle einer Sinuswelle (welche der DX7 auch nur besitzt), wurde hier mehrmals darauf hingewiesen, dass die Unterschiede nicht vorhanden sind - dies bezieht sich aber nicht auf lineare FM, sondern auf Frequenzmodulation die im poitiven Bereich logarithmisch und im negativen Bereich linear arbeitet. Ein FM-Synthesizer mit linearer FM klingt anders als ein Synthesizer mit Phasenmodulation.
Darüber hinaus bezieht sich die Aussage mit der Sinuswelle "wo es doch egal ist" auf eine einfache Carrier & Modulator-Struktur. Der DX7 besitzt aber 6 Operatoren deren Verschaltung wiederum klangliche Ergebnisse hervorbringen, die sich von einem Synthesizer, der die Frequenz des Carriers im poitiven Bereich logarithmisch und im negativen Bereich linear moduliert, unterscheiden.

Ich höre von allen Seiten beim Thema FM & PM ständig etwas anderes und bin deshalb auch sehr gespannt über die Kritik meiner hier gemachten Aussagen.
 
Scaramouchè schrieb:
Im Falle einer Sinuswelle (welche der DX7 auch nur besitzt), wurde hier mehrmals darauf hingewiesen, dass die Unterschiede nicht vorhanden sind - dies bezieht sich aber nicht auf lineare FM, sondern auf Frequenzmodulation die im poitiven Bereich logarithmisch und im negativen Bereich linear arbeitet.

Gibts dazu einen konkreten Synthesizer und wie sieht seine Reaktion bei Feedback aus? Die Definition ist mir ehrlich gesagt zu schwammig, irgendwie müssen die Auslenkungen (anders als bei PM) ja so gewählt werden, dass sich die Flächen über und unter der X-Achse aufheben, da es ansonsten zu einer Verschiebungen der Trägerfrequenz kommt. Wobei ich da doch eher der Praktiker und weniger der Mathematiker bin...
 
Scaramouchè schrieb:
Ich höre von allen Seiten beim Thema FM & PM ständig etwas anderes und bin deshalb auch sehr gespannt über die Kritik meiner hier gemachten Aussagen.

Dann versuch ich es mal mit den Geschichten aus 1001 Operator. Es wird da wohl die eine oder andere Formel geben, ich versuche es aber auch "in Sprache" auszudrücken.

Zuerst muss man leider durch die langweilige Begriffsklärung durch:
- Frequenz ist, wie oft sich die gleiche Welle pro Sekunde wiederholt.
- Pitch (=Tonhöhe) sind die normalen Noten. Die Frequenz ändert sich exponentiell mit der Note, d.h. 1 Oktave höher heißt doppelte Frequenz, 2 Oktaven höher vierfache Frequenz, 3 Oktaven höher achtfache Frequenz, etc.
- Phase beschreibt, wo man gerade in dem Wellendurchgang ist. Die Frequenz beschreibt somit, wie schnell sich die Phase ändert. Wenn wir z.B. einen Sinus haben (in Mathe sin (f*2*pi*t) mit pi "magische Konstante", ca. 3,14, f Frequenz und t Zeit), dann ist die Phase f*2*pi*t, also proportional zum Produkt aus Frequenz und Zeit.

Auf alten Analogkisten konnte man bereits das tun, was man heute als exponentielle FM oder Pitchmodulation bezeichnet. Das Heißt die Tonhöhe wird in Audiogeschwindigkeit moduliert. Das Problem an dieser Modulation ist, dass es kaum möglich ist, dass Ding stimmstabil zu spielen, drum ist exponentielle FM hauptsächlich für Effekt-Sachen interessant.

Der nächste Schritt (zu vernünftig spielbaren FM Sounds) wäre lineare FM, das heißt, die Frequenz f wird moduliert (z.B. mit einem weiten Sinus, dann wird f zu f*(1+A*sin(k*2*pi*t) mit A als Modulationsamplitude und Modulationsfrequenz k). Dass klingt schon ganz gut und ist oft auch stimmstabil (wenn auch negative Frequenzen gehen, was zumindest digital kein Problem ist und auch Analog mit ein bisschen getrickse geht).

Es gibt hierbei jedoch das Problem, dass sich Modulatoren mit DC-Offset, also deren zeitliches Mittel nicht Null ist, auf die Tonhöhe des Trägers auswirken. Unangenehmerweise treten solche DC-Offsets jedoch immer auf, wenn man Feedback nutzt oder wenn man einen Träger nutzt, dessen Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Modulators ist (also Modulator:Träger ist 1:1, 1:2,..).

Um dieses Problem zu umschiffen kann man einen Hochpassfilter zwischen Modulator und Träger bzw. in den Feedback-Pfad hängen oder das Modulationssignal differenzieren (im einfachsten Fall jeweils das vorangehenden Sample vom aktuellen Sample abziehen, um das Modulationssignal zu bestimmen). Das Differenzieren wirkt dabei wie ein etwas seltsamer Hochpass, d.h. es betont die hochfrequenten Signalanteile. Für ein Sinussignal (sin (f*2*pi*t)) ist die Zeitableitung z.b. ein Cosinus (also ein um 90° phasenverschobener Sinus), dessen Amplitude mit der Frequenz des abgeleiteten Sinus skaliert (f*2*pi*cos(f*2*pi*t)). Die Skalierung mit der Frequenz lässt sich auch so erklären, dass die Ableitung die Steigung des Signals beschreibt und die maximale Steigung bei höherfrequenten Signalen größer ist.

Die Phasenmodulation der klassischen FM Synthies funktioniert erst mal etwas anders. Statt der Frequenz wird die Phase moduliert. Man hat als Ausgangssignal somit z.B.

out= sin (2*pi*t*f*t + A*sin (2*pi*k*t)).

bei linearer FM wäre es hingegen

out= sin (2*pi*t*f*t*(1+ A*sin (2*pi*k*t))).

Wie kommt nun also Yamaha zu dem "historischen Fauxpas", das als FM zu bezeichnen?

Wenn man das ganze durchrechnet (da bräuchte man jetzt Integrale und so, das lass ich mal lieber), kommt man zu dem Ergebnis, dass es bis auf unterschiedliche Modulationsphasen und Modulationsamplituden absolut egal ist, ob man differentielle FM oder Phasenmodulation nimmt. Mathematisch ist das Ergebnis bis auf zwei leicht anpassbare Parameter identisch.

Ob man also differentielle FM oder Phasenmodulation nimmt ist hauptsächlich eine Implementationsfrage. Da das Ergebnis gleich ist, ist es meines Erachtens auch OK, wenn man FM zu der DX7 Synthese sagt.

Bisschen lang geworden, aber ich hoffe es hilft...

p.s.: Lineare FM kann "wärmer" klingen als Phasenmodulation/differentielle FM. Das kommt von der Höhenbetonung beim differenzieren.
 
Frequenz, Phasen oder Amplituden modulation ist doch wurst
bei der Geschwindigkeit macht alles beeep? :kaffee:
 
:)

https://youtu.be/t8hTsh3CFSw?t=1m36s

Dass FM auf dem Etikett steht, hat ganz sicher Gründe. Und garantiert sind die Yamahas damals nicht doof gewesen, als man sich für FM statt PM entschied. Gerade bei Patenten sind Juristen mit im Geschäft, vielleicht hat's damit was zu tun. Als Musiker kann einem das wirklicn total wurscht sein. Es sei denn, man ist auf eine spezielle Weise gestrickt.

pedanteng6exdtk3ro.jpg
 
ich frag mich auch warum AM so stiefmütterlich behandelt wird
RM machen viele, aber AM kenn ich nur von EMS

selbst langweiliges rauschen find ich mit AM plötzlich hörenswert
irgendein quatsch sample modulieren lohnt sich auch total :kaffee:
(ob mit RM oder AM)

warum gibts da so wenig?
 
Bei Elektron gibts das. Bei der MD gibts für jeden Kanal einmal AM und beim Octatrack is das in einen der Effekte eingebaut (ob Filter oder LoFi weis ich nicht auswendig). Bei der MD machts auf jeden Fall auch viel Sinn und ich nutze es gerne. Beim OT hab ich das wiederum noch nie benutzt
 
AM = Ich meine mich zu erinnern, die Monomachine kann das auch - und da kann man das aufs keytracking mappen - müsste nachher mal schauen ob das beim analog keys auch geht.
 
qrx schrieb:
ich frag mich auch warum AM so stiefmütterlich behandelt wird
RM machen viele, aber AM kenn ich nur von EMS

Der Unterschied ist marginal, sobald du einen der beiden Oszillatoren wieder zum Signal mischst wird AM aus der RM.
 
FM, PM, AM und RM Vielleicht solltet Ihr das alles einfach mal ausprobieren, damit Ihr die doch sehr deutlich erkennbaren Unterschiede hören lernt, schon mit einem Smartphone-App wie Jasuto seid Ihr mit ein paar schrammeligen Euro dabei - Learning by doing, daran ist nichts verkehrt. Durch ein Oszilloskop gejagt, könnt Ihr die Unterschiede dann auch noch sehen.
Ihr könnt natürlich auch noch ein paar mehr Euro berappen und meinen Workshop zur Einführung in die elektronische Musik / Modularsynthese mit Jasuto am 2. und 3. April besuchen, siehe http://www.phonographie.org/?p=1146
 
trabouliste schrieb:
FM, PM, AM und RM Vielleicht solltet Ihr das alles einfach mal ausprobieren, damit Ihr die doch sehr deutlich erkennbaren Unterschiede hören lernt

Jetzt würde mich schon interessieren, wen du mit "ihr" meinst. Auch wenn Förmlichkeiten immer wieder mal diskutiert werden, sind wir hier eigentlich beim "Du". ;-)

Wenn sowieso schon darüber spekuliert wird, wer was machen sollte, könnte ich mir vorstellen, dass du den hier mehrfach verlinkten Artikel ansehen solltest, der für Sinuswellen die Äquivalenz von PM und FM zeigt. Echt lesenswert.
 


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