Abgleich der einzelnen baugruppen bei polyphonen analog synthesizern mit vco's

reznor
reznor
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Ich hab keine Ahnung, also entschuldigt mein Unwissen.
Nehmen wir mal einen synthesizer, wie den jupiter 4. der ist glaube ich komplett analog, auch hüllkurven und lfo.

Wie wird sichergestellt, das alles gleich abgestimmt ist, bei den einzelnen Stimmen?

Zu den oszillatoren hab ich gelesen, dass es hinter den hörbaren oszillatoren einen oder mehrere masteroszillatoren gibt, die auch für die tonale Stimmung sorgen. Verstimmen sich trotzdem auch die slave oszillatoren?
Wie wurde es früher umgesetzt und wie heute?
Bei den filtern zum beispiel. Die können ja nur getuned werden, wenn sie in selbstoszillation sind. Aber danach hat die temperatur auch wieder einfluss auf sie. Und wie wird das bei oberheim filtern gemacht, die ja nie in die selbstoszillation gehen?

Und dann noch hüllkurven und lfo's
Wie wird dafür gesorgt, wenn diese freilaufen, dass jeder lfo in der gleichen phase beginnt und genau die selbe geschwindigkeit hat.
Gab es analog so etwas überhaupt? Analoger lfo pro stimme? Yamaha cs80 bestimmt!
Beim jupiter 4 ist das ja eh egal, der hat nur einen. Aber auch bei den hüllkurven wenn diese analog sind. Das sustain gleich bleibt, das alle phasen gleich lang sind?
Ich kann mir vorstellen, dass es auch heute noch extrem aufwenig ist. Deswegen nimmt auch dave smith für seinen p5 wahrscheinlich lieber digitale hüllkurven...
Wäre es überhaupt machbar, alles analog abzugleichen, so dass alles genau gleichgestimmt ist. Gerade die alten sind ja dafür bekannt, das jede stimme etwas anders ist. Aber wie wurde das früher versucht dieses Problem zu regeln?
Interessiert mich sehr. Ich möchte mich privat etwas mit elektrotechnik brschäftigen und mir ein paar sachen mal anschauen.
Aber erstmal wäre ich dankbar für eine erklärung.
 
fanwander
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Wie wird sichergestellt, das alles gleich abgestimmt ist, bei den einzelnen Stimmen?
Zu den oszillatoren hab ich gelesen, dass es hinter den hörbaren oszillatoren einen oder mehrere masteroszillatoren gibt, die auch für die tonale Stimmung sorgen. Verstimmen sich trotzdem auch die slave oszillatoren?
Wie wurde es früher umgesetzt und wie heute?
Polyphone wie der Jupiter 4 haben keine Masteroszillatoren. Sie müssen (relative mühsam) wie vier monofone synthesizer abgeglichen werden.
Was Du eventuell meinst, das sind Synths mit DCOs: die haben einen Masteroszillator pro DCO. Der Juno-6 zB hat nur einen Masteroszillator. Der JX-8P mit zwei DCOs hat zwei Masteroszillatoren. Dafür muss man da an der einzelne Stimme überlicherweise nichts abgleichen.

Das ist früher wie heute immer gleich.


Und wie wird das bei oberheim filtern gemacht, die ja nie in die selbstoszillation gehen?
12 dB7Oct-Filter oszillieren zwar nicht selbst, aber sie resonieren mit einem eingehenden Signal. Wenn Du in so ein 12dB/Oct State-Variable-Filter Rauschen reinschickst und die Resonanz ganz aufdrehst, dann kannst du das Filter schon auch tonal spielen (und justieren).

Wie wird dafür gesorgt, wenn diese freilaufen, dass jeder lfo in der gleichen phase beginnt und genau die selbe geschwindigkeit hat.
Gab es analog so etwas überhaupt? Analoger lfo pro stimme? Yamaha cs80 bestimmt!
Nein. Die haben alle einen gemeinsamen LFO für alle Stimmen.

Separate LFOs pro Stimme sind in echt-analog total selten (ich glaub nur der SunSyn hat analoge LFOs pro Stimme). Dort wo es frei laufende LFOs pro Stimme gibt, sind sie üblicherweise digital generiert.


Das sustain gleich bleibt, das alle phasen gleich lang sind?
Sind sie einfach normalerweise nicht. Das ist meist total ungenau.

Mir ist nur von den alten polyphonen Yamaha CS-Serie (50/60/80) bekannt, dass die Envelope Zeiten pro Stimme getrimmt werden können. Es ist die Hölle und ich rate jedem die Finger davon zu lassen. Eine Stimme eines OB-Xa zu trimmen dauert für einen geübten Techniker 10 Minuten. Eine Stimme eines CS60 dauert etwa eine dreiviertel Stunde (allein mechanisch an die Trimmer auf der Unterseite der Platine zu kommen, ohne Kurzschlüsse mit den Versorgungsspannung führenden Rahmen-Leisten zu erzeugen, ist die Hölle).


PS: Wenn Dich das interessiert, dann geh mal zu http://www.synfo.nl/pages/servicemanuals.html und schau dir einfach die Abgleichanleitungen in ein paar Service Manuals an. Mein Tipp:
Roland SH-09 (VCO), Roland Juno-6 (DCO), Polysix.
 
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swissdoc
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back on duty
Der JX-8P mit zwei DCOs hat zwei Masteroszillatoren.
Das hat mich nun motiviert, im Service Manual zu schauen. Hier ist das vom MKS70 besser geeignet, weil das vom JX-8P grausam zerschnipselt ist. Die DCOs werden über sog. Prescaler und dann Counter von einer gemeinsamen 8 MHz Clock abgeleitet. Im Unterschied dazu gibt es auch Konzepte, die analoge Masteroszillatoren einsetzen, die abgeglichen werden müssen (z.B. 3 Stück im Matrix 6) oder 2 hochfrequente VCOs, die als Master für DCO1 und DCO2 aller Stimmen dienen (Beispiel hier die Crumar Bit Serie).

Beim SunSyn V1 muss man die Envelope Times von Hand abgleichen, wenn man es denn halbwegs konsistent mag.

In Sachen Calibration ist der OB-8 noch ein schönes Beispiel. Dem Techniker geht hier die CPU recht gut zur Hand, dennoch müssen Trimmerer von Hand eingestellt werden. Beim Xpander ist dann alles automatisiert. Wenn ich das recht erinnere, so sind dort keine Trimmer mehr im Gerät.
 
reznor
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Polyphone wie der Jupiter 4 haben keine Masteroszillatoren. Sie müssen (relative mühsam) wie vier monofone synthesizer abgeglichen werden.
Was Du eventuell meinst, das sind Synths mit DCOs: die haben einen Masteroszillator pro DCO. Der Juno-6 zB hat nur einen Masteroszillator. Der JX-8P mit zwei DCOs hat zwei Masteroszillatoren. Dafür muss man da an der einzelne Stimme überlicherweise nichts abgleichen.

Das ist früher wie heute immer gleich.



12 dB7Oct-Filter oszillieren zwar nicht selbst, aber sie resonieren mit einem eingehenden Signal. Wenn Du in so ein 12dB/Oct State-Variable-Filter Rauschen reinschickst und die Resonanz ganz aufdrehst, dann kannst du das Filter schon auch tonal spielen (und justieren).


Nein. Die haben alle einen gemeinsamen LFO für alle Stimmen.

Separate LFOs pro Stimme sind in echt-analog total selten (ich glaub nur der SunSyn hat analoge LFOs pro Stimme). Dort wo es frei laufende LFOs pro Stimme gibt, sind sie üblicherweise digital generiert.



Sind sie einfach normalerweise nicht. Das ist meist total ungenau.

Mir ist nur von den alten polyphonen Yamaha CS-Serie (50/60/80) bekannt, dass die Envelope Zeiten pro Stimme getrimmt werden können. Es ist die Hölle und ich rate jedem die Finger davon zu lassen. Eine Stimme eines OB-Xa zu trimmen dauert für einen geübten Techniker 10 Minuten. Eine Stimme eines CS60 dauert etwa eine dreiviertel Stunde (allein mechanisch an die Trimmer auf der Unterseite der Platine zu kommen, ohne Kurzschlüsse mit den Versorgungsspannung führenden Rahmen-Leisten zu erzeugen, ist die Hölle).


PS: Wenn Dich das interessiert, dann geh mal zu http://www.synfo.nl/pages/servicemanuals.html und schau dir einfach die Abgleichanleitungen in ein paar Service Manuals an. Mein Tipp:
Roland SH-09 (VCO), Roland Juno-6 (DCO), Polysix.
Vielen Dank.
Und wie funktioniert das bei vco's um die in Stimmung zu halten. Sind ja temperatur abhängig. Beim ob6 gibts ja diese tables wo die oszillatoren bei einer bestimmten temperatur gestimmt werden.
Woher kommen überhaupt diese Unterschiede in den einzelnen oszillatoren?
Die toleranzen in den einzelnen bauteilen sind ja heute viel geringer. Wenn ich beim ob6 die tables alle lösche, ist vollkommenes chaos.
Oder das berühmte driften vom vco's. Ist ja auch heute von synth zu synth mehr oder weniger.
Ich stell mir halt vor man hat bei jeder stimme genau dieselben bauteile, alles gleich und dieselbe temperatur. Warum driften sie überhaupt? Und warum muss man sie heute noch alle stimmen. Oder sind trotz neuerer smd technik die toleranzen immer noch so groß, dass es so einen großen hörbaren unterschied macht? Wäre es überhaupt möglich, komplett starre analoge oszillatoren zu bauen, die sich verhalten wie dco's.
Die oszillatoren im polybrute sind ziemlich starr beispielsweise, driften aber trotzdem. Im ob6 driften sie weit mehr und im mfb noch mehr. Musikalisch machen starre osz da wenig sinn, ist nur eine theoretische frage.
Auch bei hüllkurven, wenn sie analog sind.
Man nimmt z. B. Einen cem chip dafür.
Selbe temperatur und doch größere Unterschiede.
Vielleicht sind es ja elektrotechnisch nur winzige Unterschiede, die sich dann man aber hörbar gravierend findet und eigentlich geht es um millivolt oder so? Sehr geringe Widerstandsunterschiede.
Ich habe ein paar videos auf youtube gefunden, die erklären wie bestimmte baugruppen aufgebaut sind. Vielleicht werde ich daraus auch etwas schlauer.

Als Elektrotechniker weißt du sicher wie hoch diese Unterschiede in den baugruppen sind.
Gibt es dazu zahlen? In wie weit die hüllkurven phasen auseinander sein können. Cutoff. Tuning. Und wie verhält sich das? Schwanken auch die hüllkurvenzeiten oder bleiben die längere zeit so?
Wie verhalten sich die oszillatoren?
So wie ich das verstanden habe ist jede stimme von sich aus etwas anders getuned, also bei den alten synth und dann schwanken sie im tuning noch etwas.
Ich versuche dieses imperfekte Verhalten beim polybrute zu reproduzieren um mal zu hören, wie er dann so klingt. Der hat da gute tools für.
Da gibt es auch verschiedene driftoptionen.
Unter anderem linear und exponential.
Die werden sich gedanken gemacht haben, wo ich mich auch frage wo diese beiden Ansätze herkommen.
Das ist ein experiment umd ich frage mich, wie würde ein polybrute klingen wenn er auch aus den 70ern 80ern wäre. Durchs experimentieren habe ich schon gute ergebnisse bekommen.
Er bietet voice als mod source, so dass jede stimme einem parameter offset bekommt., dass ist auch modulierbar. Und n random lfo.
In kombination auch sehr gut. Damit geht schon einiges.
Vielleicht kannst du aus deiner erfahrung etwas aus dem nähkästchen plaudern.
 
fanwander
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Und wie funktioniert das bei vco's um die in Stimmung zu halten. Sind ja temperatur abhängig.
Ganz einfach: sie halten nicht die Stimmung ;-) zumindest im Prinzip

Es gibt mehrere Methoden.
Grundsätzlich ist die Temperatur-Abhängigkeit bei V/Oct-VCOs groß, bei V/Hz-Oszillatoren ist sie klein.

Bei V/Hz-Oszillatoren ist nur die absolute Tonhöhe temperaturabhängig, und das auch nur sehr wenig. Das bedeutet, wenn sich die ICs auf Betriebstemperatur aufgewärmt haben, dann ist das ziemlich stabil. Schönes Beispiel: Korg Polysix.

Bei V/Oct-Oszillatoren ist sowohl die absolute Tonhöhe als auch die Oktavreinheit temperaturabhängig, da hier zwar auch der eigentliche Oszillator-Kern (der immer V/Hz ist) etwas temperaturempfindlich ist, aber vor allem die Exponentiatorschaltung sehr temperaturabhängig arbeitet. Da selbst der Unterschied zwischen "Gehäuse offen" und "Gehäuse zu" einen so relevanten Temperaturunterschied machen würde, dass eine korrekte Trimmung fast unmöglich wäre, werden die Exponentiatorschaltungen beheizt. Und zwar ganz brutal damit, dass ein elektrisch unbeteiligter aber mechanisch mit den eigentlichen Exponentiatoren verbundener Transistor absichtlich so falsch betrieben wird, dass er heiß wird. Auf die Art gewährleistet man, dass beim Exponentiator immer die gleiche Temperatur herrscht und nur so ist eine korrekte Trimmung bei offenem Gehäuse machbar.

Das ist aber immer noch relativ empfindlich. Deswegen haben fast alle polyphonen VCO-Synths digitales Auto-Tuning. Das funktioniert so, dass der Prozessor eine bekannte Spannung rausgibt, die Frequenz am VCO-Ausgang zählt, und wenn die falsch ist, dann addiert der Prozessor auf die Standard-Spannung nochmal einen Offset. Manche Synths machen das im laufenden Betrieb immer dann, wenn eine Stimme nicht erklingt. Andere Synths haben einen extra Knopf für Autotune.


Gibt es dazu zahlen?
Dazu gibt es siebzig Jahre elektrotechnische Forschung. Begeben Sie sich in die nächste Universitätsbibliothek und fangen Sie an die Zahlen zu lesen. ;-)


Vielleicht kannst du aus deiner erfahrung etwas aus dem nähkästchen plaudern.
Meine Erfahrung ist die, dass erlaubt ist, was gefällt. James Murphy von LCD-Soundsystem arbeitet zB fast nur mit Synths, die nur ziemlich ungenau getrimmt werden können. Andere geilen sich daran auf, dass sie Decay-Zeiten von sechs Envelopes auf 10 Minuten Länge extrem genau aufeinander abgeglichen haben. Ich persönlich bin eher der James Murphy-Typ. Außerdem bin ich in diesen zehn Minuten längst schon in den nächsten Club gegangen…
 
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fanwander
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Das hat mich nun motiviert, im Service Manual zu schauen. Hier ist das vom MKS70 besser geeignet, weil das vom JX-8P grausam zerschnipselt ist. Die DCOs werden über sog. Prescaler und dann Counter von einer gemeinsamen 8 MHz Clock abgeleitet.
Ich wollt auch JX-3P schreiben. Der hat zwei spulenbasierte analoge Masterclock-Oszillatoren.


PS: Das JX-8P Service Manual ist doch nicht zerstückelt. http://www.synfo.nl/servicemanuals/Roland/JX-8P_SERVICE_NOTES.pdf
 
swissdoc
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back on duty
@fanwander
Je länger man in dieser Google-Blase lebt, umso mehr verblödet man. Ja nun, die Info, die ich gesucht hatte, habe ich ja gefunden. Und es hält einen fit ;-)
 
 


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