Amplitudenmodulation - Ringmodulation vs. Crossmodulation u.a.

[swissdoc]

Und das passiert hier in diesem Thread gerade auf ganz hervorragende Weise. Dein Beitrag fällt dabei allerdings deutlich ab... sorry, musste mal gesagt werden.

Es gibt das Thema hier im Forum an verschiedenen Stellen und es ist schon alles Wissens- und Berichtenswerte schon mehrfach durchgekaut worden. Muss dann aber wohl sein.

 

[serge]

Na ja... evtl. selbst mal den von Dir ausgelobten Wikipedia Artikel zuende lesen (und verarbeiten!). Der Erkenntnistheoretiker Joseph Agassi spricht sich ausdrücklich dafür aus, dass man sich mit bereits (vermeintlich) widerlegten Theorien erneut auseinander setzen soll. Und das passiert hier in diesem Thread gerade auf ganz hervorragende Weise. Dein Beitrag fällt dabei allerdings deutlich ab... sorry, musste mal gesagt werden.

Eben nicht. Die Frage von intercorni bezog sich auf die Herkunft der Nomenklatur, und die wurde in der Tat bereits 2018 ausführlich geklärt.

 

[einseinsnull]

Meines Wissens besteht die klassische Ringmodulation darin, dass im Ausgangssignal sowohl die Summen- als auch die Differenzfrequenzen der beiden Eingangssignale zu hören sind.

was er gemeint hat ist das rein mathematische.

wenn du einen sinus mit 50 Hz mit stille multiplizierst, dann ergibt das in der tat stille.

was er dabei übersehen hat ist, dass stille kein oscillator ist. man macht das einfach nicht so. man macht es nur mit mit 2 (oder mehr) oscillatoren und nur vor anderweitiger amplitudenmodulation wie "hüllkurve oder "lautstärkeregler", alternativ dazu mit einem musiksignal und einem oscillator. wobei der oscillator dann aber immer entweder ein sinus oder eine harmonische ist.

Ich glaube nicht, dass man dieses Ergebnis erhält, wenn man diese Deine Erklärung anwendet: "…am Ausgang [ist] nur was zu hören, wenn an BEIDEN Eingängen ein Signal anliegt

genau. und es ist auch nur ringmodulation wenn das gerät am netz ist oder die pd objekte miteinander verbunden.

bei AM multiplizierst du mit positiven werten und bei RM biploar. gemein ist beiden, dass signale theoretisch auch daherhaft auf 0. stehen können.^^

Es handelt sich um eine "Vierquadrantenamplitudenmultiplikation", und ich habe Jahrzehnte nicht verstanden, was mit diesem wunderschönen Wortungetüm gemeint sein könnte.

das muss man doch gar nicht verstehen. außer man ist elektrofrickler.

Das ist – im Modulsystem – eine klassische Amplitudenmodulation.

ganz schon kompliziert diese löterei, was?

wir computerfrickler machen da einfach ((a+1)*0.5)*b und dann gehen wir in die kaffeepause.

 

[roh'signal]

Eben nicht. Die Frage von intercorni bezog sich auf die Herkunft der Nomenklatur, und die wurde in der Tat bereits 2018 ausführlich geklärt.

Okay, verstanden.

 

[serge]

was er dabei übersehen hat ist, dass stille kein oscillator ist. man macht das einfach nicht so. man macht es nur mit mit 2 (oder mehr) oscillatoren und nur vor anderweitiger amplitudenmodulation wie "hüllkurve oder "lautstärkeregler", alternativ dazu mit einem musiksignal und einem oscillator. wobei der oscillator dann aber immer entweder ein sinus oder eine harmonische ist.

Das stimmt in dieser Absolutheit ("immer", "nur") nicht, schau Dir die Yamaha-Synthesizer CS-50/60/80 an: Der Ringmodulator kommt nach der Summierung aller Stimmen. Und wer sich im Fall "Musik als Träger, Oszillator als Modulator" auf Sinus als Schwingungsform beim Modulator beschränkt, verpasst durchaus den einen oder anderen interessanten Klang.

 

[einseinsnull]

vielleicht gibt es das ein oder andere gegenbeispiel, genau wie auch niemand so genau sagen kann was crossmodulation ist, aber der klassische RM effekt ist eigentlich der sinus als modulator, und das ergebnis davon ist dann ein leicht voraussagbares ergebnis im hinblick auf das spektrum.*)

will sagen: nicht jede multiplikation von bipolaren signals sollte man sinnvollerweise als ringmod bezeichnen.

ist ja wie bei FM: das kannst du auch mit 2 musiksignalen machen, und hast dann bei der benennung ganz schnell eine mehrheit gegen dich.

*) die bekanntesten beispiele dafür sind wohl die gute alte RM roboterstimme und die spektruminvertierung auf der digital domain.

 

[einseinsnull]

wenn man das so generalisieren will und es nur auf die mathematik herunterbricht, dann wird man zu dem ergebnis kommen, dass jede form von AM nur eine besondere form von RM ist. oder umgekehrt? das wäre jedenfalls keine sehr hilfreiche feststellung.

der case "musiksignal" hat ja nicht zwingend dauerhaft die eigenschaft "bipolar" if you know what i mean.

gibt auch fälle wo + das gleiche wie * macht.

 

[Dirk Matten]

Bei der Amplitudenmodulation werden neben der multiplikativen Mischung zusätzlich die Eingangssignale ausgegeben. Man kann sich einen Ringmodulator in modularen Synthesizern zusammenstellen, indem man ein Signal durch einen VCA schickt, diesen mit einem weiteren Signal modulilert und beide Eingangssignale 180 Grad phasenverschoben dem Ergebnis zumischt.

 

[einseinsnull]

Bei der Amplitudenmodulation werden neben der multiplikativen Mischung zusätzlich die Eingangssignale ausgegeben.

das stand zu befürchten.

 

[intercorni]

Eben nicht. Die Frage von intercorni bezog sich auf die Herkunft der Nomenklatur, und die wurde in der Tat bereits 2018 ausführlich geklärt.

Nun nicht jeder Leser kennt die Forumsinhalte in und auswendig. Darum sollte wir über das Nachfragen hier nicht diskutieren, zumal meine Frage nicht nervend formuliert war, es aber zu nervigen Antworten kam. Nicht jeder ist ein Crossmod- Experte. Und ich meine mich daran zu erinnern, dass in einem der beiden Synthesizer von Gestern Büchern eben genau dieser oben von mir angesprochene Hinweis gegeben wurde. Letztendlich ist es auch egal, woher nun der Begriff kommt.

 

[serge]

vielleicht gibt es das ein oder andere gegenbeispiel, genau wie auch niemand so genau sagen kann was crossmodulation ist, aber der klassische RM effekt ist eigentlich der sinus als modulator, und das ergebnis davon ist dann ein leicht voraussagbares ergebnis im hinblick auf das spektrum.

Ich weiß nicht, ob man die "RM mit Sinus als Modulator" nun "klassisch" nennen kann: Wenn wir über den "klassischen" Einsatz des Ringmodulators in Synthesizern reden und uns anschauen, was für Ringmodulatoren zuerst zum Einsatz kamen, landen wir bei dem Ringmodulator von Harald Bode, gebaut und vertrieben von Moog, aus dem Jahre 1966. Der hatte mitnichten einen eingebauten Sinusoszillator, stattdessen waren Carrier- und Modulator-Eingänge frei belegbar. Desgleichen beim 1005 MODAMP-Modul des ARP2500, ebenso beim Buchla Model 111, und auch der Ringmodulator im EMS AKS war frei belegbar. Beim ARP2600 waren zwar Sägezahn des VCO1 und Sinus des VCO2 vorverkabelt, aber das konnte jederzeit aufgebrochen werden. Im Roland System 100m Modul 150 bestand die Vorverkabelung für den Ringmodulator aus Rauschen und dem Ausgang des LFOs mit wählbaren Schwingungsformen. Und beim Moogerfooger MF-102 bot der Modulator die Wahl zwischen Sinus und Rechteck…

Vorschlag zur Güte: Wer mit einem Ringmodulator zu experimentieren beginnt, nutzt am besten möglichst obertonarme Eingangssignale – sowohl für Carrier als auch Modulator, da mit diesen am besten zu hören ist, welche Auswirkungen die verschiedenen Frequenzbereiche und -verhältnisse auf das Ausgangssignal haben.

Und einer der klassischen Synthesizerklänge oder "Riffs" ("Läufe"?) der Popmusik ist wohl die Klang- und Tonfolge aus Pink Floyds "On the run" von ihrem 1973er Album "The dark side of the moon": Gespielt wurde das auf einem EMS AKS, und die Hihat-ähnliche Figur verdankt ihre Existenz dem Ringmodulator des Instruments, mit Rauschem als Carrier und der Tonhöhensteuerspannung des KS (Keyboard Sequencer) als Modulator.


https://www.youtube.com/watch?v=2sUyk5zSbhM

 

[serge]

Nun nicht jeder Leser kennt die Forumsinhalte in und auswendig.

Natürlich, und bei den teilweise Dutzenden von Seiten langen Threads liegen Wiederholungen wohl in der Natur der Sache – nur war in diesem Fall der Thread noch nicht einmal eine Seite lang… Aber ich wollte Dich nicht angreifen, tut mir leid, wenn das so rübergekommen sein sollte.

 

[haesslich]

Aber ich wollte Dich nicht angreifen, tut mir leid, wenn das so rübergekommen sein sollte.

Nein, der Angriff ging sicherlich von mir aus. Das war unnötig, ich hätte ein einfaches Nachfragen nicht durch eine zynische Gegenfrage in Misskredit bringen sollen.

 

[einseinsnull]

Ich weiß nicht, ob man die "RM mit Sinus als Modulator" nun "klassisch" nennen kann: Wenn wir über den "klassischen" Einsatz des Ringmodulators in Synthesizern reden und uns anschauen, was für Ringmodulatoren zuerst zum Einsatz kamen, landen wir bei dem Ringmodulator von Harald Bode

der ringmodulator wurde, bevor er seinen weg in synthesizer fand, fast ausschließlich dazu genutzt einen cosinus mit einem anderen zu modulieren um die differenzfrequenzen zu erhalten und auch für musik ist singlesideband doch fast schon das coolste, was man damit machen kann.

es ist wahrscheinlich eine frage der perspektive, ob man nun modulare systeme als definition von klassisch herbeizieht oder nicht.
wieviele module hat moog in den sechzigern verkauft? 300? 400? da dürften bodeneffekte mit eingebauten cosine wohl häufiger sein.

ich würde jedenfalls zunächst einmal alles als "klassisch" einordnen was die klassischen grundwellenformen benutzt. vielliecht ist aber das wort auch falsch oder ich denke dabei einfach zu sehr in terms of sounddesign and dsp.

die seite zu der du verlinkst erwähnt zwar auch stockhausen (der hat da vermutlich u.a. auch reingefurzt oder wasser durchlaufen lassen) aber sie sagt auch:
Ring modulation is often used to simulate the sounds of tuned percussion instruments that produce inharmonic frequency spectra, such as bells and chimes.

die beschreibung des döpfer moduls lautet ähnlich:
Ein Ringmodulator wird z.B. zur Erzeugung glockenähnlicher Klänge oder zur Sprachverfremdung eingesetzt.

ich denke schon, dass das common sense ist und dass auch zu zeiten des moog ringmodulators da öfters grundwellenformen als tonbandaufnahmen reingeschickt wurden.

wenn du zwei breitbandige musiksignale, deren schwerpunkt dann auch noch in weit voneinander entfernten frequenzbereichen liegt reinschickst, dann kommt ja nur noch unvorhersehbare grütze raus - selbst analog.

das mit dem furzen probiere ich aber demnächst mal aus.

 

[З456778674]

Bei der Amplitudenmodulation werden neben der multiplikativen Mischung zusätzlich die Eingangssignale ausgegeben. Man kann sich einen Ringmodulator in modularen Synthesizern zusammenstellen, indem man ein Signal durch einen VCA schickt, diesen mit einem weiteren Signal modulilert und beide Eingangssignale 180 Grad phasenverschoben dem Ergebnis zumischt.

... der Ansatz stand ja oben schon:

wir computerfrickler machen da einfach ((a+1)*0.5)*b und dann gehen wir in die kaffeepause.

... das kann man auch anders rum machen.
Damit unser dumme Zweiquadratanten-Multiplizierer nicht überfordert ist, müssen wir mit (y+0.5) rein gehen, er rechnet also z=x(y+0,5).
z=xy+0,5x;
=> wir müssen vom Ausgang 0,5x abziehen um das gewünschte z=xy zu erhalten.

                     +------+
                     |      |
                 +---+ -0.5 +---+
                 |   |      |   |   +-----+     
                 |   +------+   +---+     |
x----------------o                  |Summe+-----> z
                 |   +------+   +---+     |
    +-----+      +---+Sig.  |   |   +-----+
0,5-+     |          |  VCA +---+
    |Summe+----------+Mod.  |
y---+     |          +------+
    +-----+

 

[einseinsnull]

du findest 7 objects einfacher als eines? ich dachte immer in pd gibt es expr~. oder wenigstens sowas wie map~.

auf jeden fall sind operationen wie "plus 1" oder "geteilt durch 2" ja wirklich keine raketenwissenschaft. (außer du bist dirk matten)

genug der worte und zahlen, ich hab jetzt bock auf audiobeispiele.

 

[einseinsnull]

chiquitita



tone



cosine



harmonic



time after time



chiquitita * tone



chiquitita * cosine



chiquitita * harmonic



chiquitita * time after time



cos * tone

 

[Horn]

Was wollen uns diese Tonbeispiele sagen?

 

[einseinsnull]

sorry konnte wegen forum absturz nicht zu ende schreiben und jetzt habe ich keine lust mehr.

2 dinge kann man daran sehen: dass ein musiksignal als modulator relativ unbrauchbar ist, und dass man für so ein forenpost mit audioschnipseln 3 mal länger braucht als die audioschnipsel zu erstellen. hab vorhin echt einen wolf gepostet bis ich das halbwegs raus hatte.

 

[swissdoc]

Vorschlag: Wir nennen Ringmodulation ab nun Through-Zero AM.
Man sollte weiter eigentlich von Balanced Modulation sprechen, da i.d.R. keine Transformatoren und Dioden zum Einsatz kommen.

Das mit den Vier-Quadranten ist aber konzeptionell auch nicht so kompliziert:

1 x 1 = 1
1 x -1 = -1
-1 x 1 = -1
-1 x -1 = 1

Und so ein rotierenender Zeiger im Einheitskreis sollte jedem bekannt sein, der in der Schule die Winkelfunktionen hatte.

 

[einseinsnull]

och ne, ich bin wieder wie üblich dagegen. eine dagegen-partei ist schon in gründung.

Vorschlag: Wir nennen Ringmodulation ab nun Through-Zero AM.

das geht ja nicht, weil du dann kein wort mehr für normale AM hast.

die amplitude ist ja quasi per dinfinitionem ein faktor, der ohne vorzeichen auskommen muss.

1 x 1 = 1
1 x -1 = -1
-1 x 1 = -1
-1 x -1 = 1

ganz normale mutiplikation halt.

nur dass das nicht aureicht, um das system zu beschreiben. was fehlt ist, dass auch noch festgelegt werden muss, dass das negative vorzeichen zwingend zum einsatz kommen muss.

wenn ihre eure analogen ADSR hüllkurven durch euer vier quadranten wunderding schickt, macht das nämlich auch nur AM und nicht RM.

ich denke der threadstrater sollte sich mal die tutorials oder das buch von puckette zu gemüte führen, wo diese basics ein bischen einfacher erklärt werden als hier im philosophie- und satireforum.

 

[swissdoc]

das geht ja nicht, weil du d ann kein wort mehr für normale AM hast.

Klappt bei FM doch auch.

 

[einseinsnull]

mir hilft beim verstehen, verarbeiten, behalten und auch beim selbst erfinden immer mehr, die verschiedenen gegenstände voneinander abzugrenzen als gemeinsamkeiten zwischen ihnen festzustellen.

FM is für mich der klassiker, wo man nie so genau weiß, was nun mittig, richtig, oder perfekt ist, weil es einfach zuviele möglichkeiten gibt gleiches oder ähnliches zu machen.

FM wird im regelfall über PM implementiert, PM hat rein vom techischen apsekt her wieder sehr viel mit PD gemeinsam, und PD wiederum basiert dann zur anderen hälfte auf hardsync usw usf.

nachher weißt du zwar wie alles zusammenhängt aber hast von jedem einzelnen dings keinen festen begriff mehr und bist jedesmal, wenn du eines bauen willst, wieder unsicher wie du anfängst.

ich finde es da leichter sich an die grundrechenarten zu halten und erst mal zu sagen: amplitudenmodulation ist multiplikation mit einem positiven wert, der in relation zu einer angenommen konstante steht, ringmodulation ist das gleiche aber bipolar (und beide pole müssen genutzt werden) usw. usf., auch zwischen PM und PD kann man so unterscheiden.

...

naja, bei FM ist das aber ein bischen was anderes, weil sich -500Hz halt wirklich genauso anhören wie 500 Hz.

aber RM und AM würde ich jetzt nicht miteinander verheiraten wollen, weil das eine halt das spektrum verändert und das andere zu einem tremolo führt.

 

[einseinsnull]

die amplitude ist ja quasi per dinfinitionem ein faktor, der ohne vorzeichen auskommen muss.

augenblick, so war es falsch. mit nur einem vorzeichen auskommen muss.

 

[swissdoc]

aber RM und AM würde ich jetzt nicht miteinander verheiraten wollen, weil das eine halt das spektrum verändert und das andere zu einem tremolo führt.

Denk nochmal darüber nach und wie da die Analogien laufen. Denke FM als FM und lass das mit PM weg. Genauso, wie es negative Frequenzen gibt, gibt es negative Amplituden. Und FM ist genausowenig nur Vibrato, wie AM nur Tremolo ist.

 

[einseinsnull]

dann wirds doch trotzdem nix, da sich das AM signal dadurch auszeichnet, dass es ständig durch null läuft.

du kannst eine nur negative amplitudenmodulation mit einer nur positiven gleichsetzen, das ist schon klar, aber wenn du ständig nulldurchgänge hast dann ist das ja das gleiche wie ein fold; die form verändert sich.

nur weil es beides mulitplikation ist es, so meine ich doch, noch lange nicht die gleiche anwendung.

wenn das du das gleichsetzen willst, dann musst du auch ein DC offset eines bereits nur unipolaren signals in die gleiche schublade stecken, denn das verändert auch die amplitude, weil es halt auch * macht. nur es wird nicht lauter davon...

 

[einseinsnull]

...und multiplikation ist ja auch nur form von addition... dann ist bald alles das gleiche und wir müssen zusammenmischen auch als eine form von AM verstehen - "layern" fällt dann unter "modulationssynthese".

 

[Otterl]

Interessante Frage. Was ist ein "echter" Ringmodulator. Eigentlich doch der
mit echten Trafos und den 4 Dioden?

Ging mir neulich am Rande einer Diskussion über den Ringmodulator an sich durch den Kopf. Wie ist ein Ringmodulator in den verschiedenen analogen Synthesizern im Detail implementiert?

Teisco 110F - CD4011 Quad 2-Input NAND Buffered B Series Gate (in Kreuzverschaltung)
Korg MS20 - CD4011 Quad 2-Input NAND Buffered B Series Gate (in Rautenschaltung)
Yamaha CS50 - uA796 Double-Balanced Modulator/Demodulator

Kreuzverschaltung/Rautenschaltung - das habe mal so genannt, weil die Schaltung bei beiden auf dem gleichen Chip beruht, aber sich im Detail unterscheidet. Wer Spass hat, darf das gerne weiter aufdröseln und z.B. eine Logiktabelle aufstellen

Der CS50 hat also einen "richtigen" Ringmodulator, während der MS20 wie auch der 110F eher Fake News verbreiten, wenn sie ein RING auf das Panel schreiben.
Bitte hier einfach bei Gelgenheit weiter auflisten, was ihr so in den Service Manuals findet.

MOD: Sammelthread https://www.sequencer.de/synthesize...plementation-in-analogen-synthesizern.155660/ hierher auf Bitten des Threadstarters verschoben.
Noch ein einleitender Text dazu ggf. hilfreich

Es ist üblich ein simples XOR Glied für Ringmod zu verwenden, was dann nur mit Rechteck funktionieren kann. Das ist superbillig und effektiv.
Simple Technik. Also kann das bestätigen, dass es einfach oft so gemacht wurde. Und Rechteck bringt viele Obertöne, was dann für den Zweck auch "ok" ist/ war.
Alle die sparen wollen machen das als Nebeneffekt mit den digitalen Schaltkreisen, es ist nur das Signal anzupassen auf 5V und nicht weniger als 3.3V - dann klappt das.

Die "Guten" haben einen echten Ringmodulator, der auch mit "analogem" Sinus, Dreieck und Sägezahn was anfangen kann. Auch das stimmt. Sollte man drauf achten, wobei das bei aktuellen Synths meist eher der Fall ist als bei älteren. Der "echte" ist also einfach keine DIGITALE Schaltung.

Yamaha CS-Polyserie hat einen eigenen Oszillator für den Ringmod, was natürlich einen leicht statischen Charakter hat. Denn dieser hat kein Keytracking. Also für Sounds, die über die Tastatur hinweg gleich klingen können soll, wäre das nötig. Das ist also auch klar, man wollte damit Noises machen und nicht was melodisch spielbares. Beim CS30 ist das nicht so, da ist es ein richtiger.

 

[roh'signal]

Interessante Frage. Was ist ein "echter" Ringmodulator. Eigentlich doch der
mit echten Trafos und den 4 Dioden?

Korrekt... so wurden die Ringmodulatoren ursprünglich gebaut bzw. so funktionierten sie. Heutezutage wird Ringmodulation über so genenannte Vierquadranten Multiplikation erreicht, ist zumindest so in den Eurorack Modulen der Fall.

Die Erklärung der technischen Unterschiede findet man im Netz...bestenfalls gibt es hier im Forum aber auch schon einen Thread, der das Thema weitreichend behandelt.

 

[roh'signal]

Gerade gefunden: https://www.nervoussquirrel.com/ringmodulators.html

Der Mann lebt/arbeiten in UK.... interessantes Portfolio, unglaublich eigentlich. Kennt man den hier?