FM: Sub-Audio-Träger und die Folgen

NickLimegrove

NickLimegrove

Flexiganer
Hallo ihr Lieben,

bekanntlich gilt in der FM-Synthese das (auf den ersten Blick etwas paradoxe) Prinzip, dass ohne Träger zwar nichts zu hören ist, dass aber der Träger selbst nicht zwangsläufig im hörbaren Bereich liegen muss. Man kann ihn auch nach unterhalb der Hörschwelle verlegen und erst über die Modulation hörbar machen. Minimalbeispiel:

Code:
OP2 (m)
f: ratio 1x
output: 75% o.ä.

|
V

OP1 (c)
f: fix 1 Hz
output: 100%

Im Vergleich mit dem noch einfacheren Fall, bei dem auch der Träger auf ›1x‹ gestellt ist, ist die Klangfarbe auf den ersten Blick sehr ähnlich. Im Falle des Sub-Audio-Trägers kriegt man aber schöne Schwebungen mit rein, die den Sound etwas lebendiger machen, ohne dass man hierzu den LFO nutzen müsste (weil die Seitenbänder, z.B. bei einem Grundton von 100 Hz, nicht einfach 100, 200, 300... Hz sind, sondern 99, 101, 199, 201, 299, 301 und sich periodisch auslöschen).

Soweit, so bekannt (Chowning, Massey...). Das Problem aber, und hier fängt die eigentliche Frage an: der 1-Hz-Träger läuft dabei natürlich dauerhaft mit; man hört zwar nur die Seitenbänder, aber die bringen ihn ja nicht zum Verschwinden. Man hat also im Mix möglicherweise ›untenrum‹ ein andauerndes niederfrequentes Gewaber (jenachdem, wie der konkrete Patch beschaffen ist, der dieses Prinzip nutzt). Man hört es natürlich nicht, aber der Pegel kann beträchtlich sein. Hier sehr schön zu sehen die 1 Hz (Gesamtlänge 30 sec).


https://soundcloud.com/nicklimegrove/tr ... er/s-6s7ub


Was ›macht‹ so etwas mit einem Mix? Die 1 Hz werden von den Systemen, durch die sie laufen, ja durchaus wahrgenommen, erscheinen auf Pegelanzeigen, bringen Kompressoren zum Ausschlagen, lassen bestimmt auch verlustbehaftete Audio-Encoder nicht unbeeindruckt, und ans Thema Vinylschnitt will ich gar nicht erst denken.

Oder ist das alles halb so wild; muss man sich da keinen Kopf machen? Wenn doch, wie wird damit im Allgemeinen umgegangen?

Danke für jeden Hinweis!
-- Nils
 

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Hochpassfilter.

Du hast ja dasselbe Problem wenn Du um Schwebung zu erzielen einfach bei einem harmonischen Ton
C und M leicht verstimmst also sagen wir C: 100 Hz, M: 100.1 Hz dann hast Du noch ein evtl ungewolltes Seitenband bei -0.1 Hz bzw 0.1 Hz

Du hast dabei ähnliche aber andere Verstimmung durch die Spiegelung 100 Hz - 300.3 Hz dann |-200.2 Hz| dh Du bekommst ein Band bei 200.2 und bei 200.1 (100 + 100.1) zB

Das nur falls das nicht eh klar ist, dh evtl ungewollte Seitenbänder unter dem Gewolten Grundton hat man in beiden Fällen
je nach Modulationstiefe immer wenn M nicht ganzzahlig zu C


Dein Code ist aber jetzt übrigens irgendwie usntimmig, vorher waren es doch 100 Hz Modulator
jetzt "1x" aber das wäre 1 Hz, du meinst entweder Ratio 100, also 100 Hz, oder eben 100 Hz fix
 
Die selben Gedanken könntest du dir bei 'ner LFO-Modulation der Filterfrequenz und/oder der Pulsbreite machen. Der Effekt ist vergleichbar oder sogar identisch, wenn man auf diese Weise PWM auf 'nem FM-Synth nachbildet.
 
ja nach dem. Oder?

Bei der Pulsbreite hast Du ein wanderndes Notch aber keine zusätzlichen Frequenzbänder, oder?
Allerdings könnte man das auch als FM von 2 Sägezahnschwingungen betrachten (die aber gegenläufig sind)
Hm.

In meinem Beispiel hast Du jedenfalls das erste also laute Seitenband bei -0.1 Hz, und das ist ungewollt.
Wenn ich es rausfilter hab ich immer noch die Schwebungen von 0.1 Hz Differenz im gewollten Bereich.

Das sollte schon ein sinnvoller Unterschied sein.
 
evtl ungewollte Seitenbänder unter dem Gewolten Grundton hat man in beiden Fällen

das stimmt natürlich; ungewollte Seitenbänder kriegt man, wenn man nicht aufpasst, mehr als einem lieb ist :)

Dein Beispiel ist von beiden wahrscheinlich das ›harmlosere‹, denn dort sind diese Sub-Audio-Seitenbänder in ihrer Intensität ja abhängig von der Intensität des Modulators. Wenn sich der Modulator abschwächt (per Hüllkurve etc.), wird auch das böse Seitenband schwächer, weil es ja aus dem Zusammenspiel von C und M entsteht. In dem, was ich beschreibe, ist diese tiefe Frequenz aber immer präsent, solange C läuft, egal, was M macht.

Habe den Code nochmal geändert, damit klarer ist, dass der eine Op als ratio und der andere als fix eingestellt ist (wobei es natürlich im Prinzip egal ist, 1 Hz und 100 Hz, oder was auch immer, gingen genauso).

Tja, Lösungen... an Hochpass habe ich auch sofort gedacht. Da wäre dann die Frage: auf den ganzen Mix, also warten bis zum Mastering? Sicher eher nicht... Auf die einzelne Spur? Sicher schlauer, würde mich nur vor das Problem stellen, dass ich ein solches Filter (in Hardware) überhaupt erstmal anschaffen müsste. Ich hoffe daher insgeheim, dass noch jemand kommt, der sagt: »kein Problem, kann man einfach so lassen. Ist auf den Platten von Phil Collins und Whitney Houston auch so.«
:selfhammer:
 
starling schrieb:
ja nach dem. Oder?

Bei der Pulsbreite hast Du ein wanderndes Notch aber keine zusätzlichen Frequenzbänder, oder?
Allerdings könnte man das auch als FM von 2 Sägezahnschwingungen betrachten (die aber gegenläufig sind)
Hm.

In meinem Beispiel hast Du jedenfalls das erste also laute Seitenband bei -0.1 Hz, und das ist ungewollt.
Wenn ich es rausfilter hab ich immer noch die Schwebungen von 0.1 Hz Differenz im gewollten Bereich.

Das sollte schon ein sinnvoller Unterschied sein.

Die FM PMW ist ein Spezialfall, ein Sägezahn (oder besser noch eine per Feedback erzeugte Wellenform) Modulator und ein fixed Sägezahn (oder besser noch per Feedback erzeugte Wellenform) Träger dessen Phase z.B. durch 'nen weiteren Operator moduliert wird. Im Prinzip ist doch jede periodische Schwankung der Lautstärke eine Subfrequenz.
 
NickLimegrove schrieb:
Tja, Lösungen... an Hochpass habe ich auch sofort gedacht. Da wäre dann die Frage: auf den ganzen Mix, also warten bis zum Mastering? Sicher eher nicht... Auf die einzelne Spur? Sicher schlauer, würde mich nur vor das Problem stellen, dass ich ein solches Filter (in Hardware) überhaupt erstmal anschaffen müsste. Ich hoffe daher insgeheim, dass noch jemand kommt, der sagt: »kein Problem, kann man einfach so lassen. Ist auf den Platten von Phil Collins und Whitney Houston auch so.«
:selfhammer:
Das ist leider bei Platten von Phil Husten und Whitey Collins nicht so. In eigentlich allen leidlich guten Pulten ist pro Kanal ein zuschaltbarer Hochpassfilter drin (meist 6dB/oct, cutoff bei 80 Hz). Das beginnt schon in der 400-Euro-Mischpult-Klasse. Und den Hochpass sollte man spätestens beim Mischen wirklich bei jedem Kanal nutzen, auf dem man keine Nutzsignale unter der Kennfrequenz erwartet.
 
In eigentlich allen leidlich guten Pulten ist pro Kanal ein zuschaltbarer Hochpassfilter drin

stimmt, so einfach ist das, daran hatte ich gar nicht gedacht; wahrscheinlich, weil mein geliebtes A&H GS1 leider keine HPFs hat und ich bislang auch nie welche gebraucht habe. Neben den langsam knappen Kanälen noch ein Grund mehr für ein Update...
 
Sollte FM nicht immer durch den Hochpass? Z.b. macht die klassische 1:1 Modulation ja ein wunderbares 0Hz Seitenband, wenn man Modulator und Carrier verstimmt bei bedarf auch ein paar Hz. Ich hoffe mal, das zumindest die Hardware-Kisten und die Profi-VSTs das ohnehin tun.
 
ich sehe im Blockdiagramm meines TX hinter dem DAC nur Tiefpassfilter. Und wenn ich den TX einen (modulierten oder unmodulierten) Träger im Sub-Audio-Bereich ausgeben lasse und mit nem Digitalrecorder aufnehme, dann ist der auf der Aufnahme auch drauf. Nicht bei 1 Hz interessanterweise, aber so zwischen 2 und 3 Hz scheints loszugehen.

Vielleicht liegt die Antwort auf deine Frage aber auch darin, dass das, was bei Yamaha ›FM‹ heißt, streng genommen ja Phasenmodulation ist, sodass nicht alles, was in der Theorie der FM gilt, eins zu eins auch hier zu finden ist. Aber das wird wer anders sicher kompetenter sagen können...
 


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