einfacher Bauplan für Facharbeit Oberstufe

praios

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Hallo Leute vom Synthesizer Forum,

ich schreibe meine Facharbeit in der Oberstufe im Fach Physik und habe ich mir das Thema "Synthesizer und elektronische Klangerzeugung am Beispiel eines selbstgebauten Synthesizers" ausgesucht. Jetzt suche ich einen einfachen Bauplan für einen DIY-Synthesizer an dem man die Funktionsweise auch gut durchblicken und erklären kann.

Ich selbst habe Elektroniker gelernt und weiss einigermaßen über die elektronische Schaltungen bescheid. Hab auch schon den Simplesizer angeschaut aber der ist dann doch etwas zu kompliziert zum erklären denk ich mit den ganzen IC´s und OP´s. Gibts evtl was ohne viele komplizierte IC´s und OP´s???

Danke schon mal fürs Lesen!
 
Weniger als Simplesizer geht eigentlich nicht - dann ist es kein Synthesizer mehr.
Und die Schaltung von dem Ding ist eigentlich schon schön auf das wesentlich reduziert.
Zum erklären kannst du natürlich einiges weglassen, denn dabei kommt es ja nicht drauf an, wo man mit wenig Teilen klanglich noch was rausholen konnte.

Du wirst nicht umhinkommen, bei der Erklärung ein paar Dinge nur oberflächlich zu machen. Denn so ein analog-Synthesizer ist schon eine ziemlich ausgetüftelte Sache mit vielen verschiedenen Teilen:
VCO: Spannungseingang, wird in einen exponetiellen Strom umgesetzt, der in einem Integrator (ein IC-Operatrionsverstärker) eine Rampe macht und mit einem Komparator (noch ein IC-OP) und einen Schalter (der FET) zu einer Schwingung wird.
VCF: das Ladder-Filter, auch wieder mit einem Exponentiator.
VCA: mit einem OTA (stromgesteuerter Verstärker-IC), alleine das Ding ist nicht auf einer Seite erklärt.
 
Was kleines vielleicht - Atari Punk Console oder so?

Ist natürlich nicht wirklich ein Synthie, aber Tonerzeugung ist immerhin ;-)

Vielleicht mit so einer optischen Steuerung dran und/oder Body-Contacts - da kann man auch schon ganz schön viel zu erzählen
 
Wie theoretisch muss / darf es denn sein ?
Wenn dein Physiklehrer auf Theorie etc. steht würde ich was ganz kleines machen und es soweit wie noch irgendwie verständlich bis ins Detail erläutern.
Wie wäre es mit einem ganz spartanischen Verzerrer (Erzeugung von clippenden Signalen mittels Diode)?

Weiss ja nicht, welcher Umfang verlangt ist, aber alleine das kann man sehr sehr tief ausführen.


Wenn es weitestgehend egal ist und es um den Blockaufbau (und Funktionsbeschreibung der Blöcke) analoger Synthesizer gehen soll, kann man ein paar Blöcke z.B. des Simplesizer schön am Oszi visualisieren.

- VCO: verschiedene Wellenformen, Pulsweite
- langsame Hüllkurven lassen sich auch noch recht gut nachvollziehen
- LFO steuert VCA
u.s.w.

Alles schön in Klang und Bild demonstriert.

Das gehört zwar meiner Meinung nach nicht direkt in den Physikunterricht aber in der Schule nimmt man es oft nicht so genau. Also Lehrer fragen was erlaubt ist und was nicht.
 
Hi, ich hab damals (lang ists her - ca. 2000) auch meine Facharbeit in Physik ueber Synthesizer geschrieben. Leider bin ich mir ziemlich sicher, dass ich keine Kopie mehr davon hab...

Ich hab einen einfachen Saegezahnoszillator gebaut, die Facharbeit war aber eher in die "akustische" Richtung orientiert (was sind Wellenformen und Obertoene, wie kann man die mit einem Filter bearbeiten, Modulationen etc.).

Wenn du Fragen hast, kannst du dich gerne melden.
 
-FX- schrieb:
Das gehört zwar meiner Meinung nach nicht direkt in den Physikunterricht aber in der Schule nimmt man es oft nicht so genau. Also Lehrer fragen was erlaubt ist und was nicht.
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Wohin denn dann? In den Sport oder Chemie-Unterricht?

Akustik und Schwingungslehre sehe ich im Kontext der Schule schon im Physikunterricht, an der Uni verbuddelt man das dann bei den Elektrotechnikern. Ist ja schon alles erforscht, da dürfen dann die Ingenieure dran.

Die Physiker in Göttingen machen noch Akustik, wenn auch etwas abgedreht zum Teil.

Ich selber bin übrigens Physiker und habe mich mit Musikalischer und Physikalischen Akustik beschäftigt. Geht schon in Ordnung.
 
Fetz schrieb:
Zum erklären kannst du natürlich einiges weglassen, denn dabei kommt es ja nicht drauf an, wo man mit wenig Teilen klanglich noch was rausholen konnte.

Du wirst nicht umhinkommen, bei der Erklärung ein paar Dinge nur oberflächlich zu machen. Denn so ein analog-Synthesizer ist schon eine ziemlich ausgetüftelte Sache mit vielen verschiedenen Teilen:
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Also ich sollte hald so genau wie möglich das Ding auf 15 Seiten erklären, das heisst erst mal Bauteile und dann die einzelnen Schaltungen und wie sie dann zusammenwirken. Gibts vielleicht irgentwo Erklärungen zum Simplesizer hab da nix gefunden....

sadnoiss schrieb:
Was kleines vielleicht - Atari Punk Console oder so?

Ist natürlich nicht wirklich ein Synthie, aber Tonerzeugung ist immerhin ;-)
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danke für den Vorschlag, ich denk den könnt ich genauer erklären und da währ schon einiges dabei was zu elektronischer Klangerzeugung passen würde. Unterschied zum Synthie is hald das hier kein Filter eingebaut ist oder?



@Bruce
danke für die Arbeit, da kann ich mich auf jeden Fall schon mal dran orientieren, der Modul-Synthesizer is glaub ich schon ein bisschen zu kompliziert für die Facharbeit.

-FX- schrieb:
Wie theoretisch muss / darf es denn sein ?
Wenn dein Physiklehrer auf Theorie etc. steht würde ich was ganz kleines machen und es soweit wie noch irgendwie verständlich bis ins Detail erläutern.
Wie wäre es mit einem ganz spartanischen Verzerrer (Erzeugung von clippenden Signalen mittels Diode)?
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Wie gesagt auf ca. 15 Seiten und so tief wie möglich in die Elektronik und die Bauteile. Da währ so ein noismaker oder Verzerrer vll gar ned so verkehrt. Denn ob ich so einen IC verständlich erklären kann weiss ich nicht. Andererseits kann ich sicher nicht das zusammenwirken aller teile exakt, bis ins Detail erklären sodass dann sicher ein paar Sachen oberflächlich angerissen bleiben.



@Max

hast du für den Sägezahn Osizi vll noch nen Bauplan mit Erklärung?



Danke für die Antworten.
greez
 
praios schrieb:
hast du für den Sägezahn Osizi vll noch nen Bauplan mit Erklärung?
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Ich hab einen Sägezahnoszi für ein Minisystem. Der folgt allerdings nicht dem typischen 1V/Okt System, sondern läuft mit "irgendwas".

tuenker91.jpg

(Die Schaltung ist aus Tünker: Musikelektronik.)

Transistoren sind lt. Schaltung Germaniumtransistoren. Das Ding läuft aber auch mit Siliziumtransistoren aus der Grabbelkiste.
T5 mit dem "Gedöns" drumrum und den Ausgang 4 brauchst Du nicht. Der steuert im Original Oktavteiler (Flipflops) an.
Eingang 1, 2 kannst Du Dir auch sparen. Den brauchst Du, wenn Du zusätzlich ein Vibrato erzeugen willst.

Das Teil spuckt einen recht ordentlichen Sägezahn aus:
IMG_1556.jpg



Als Manual würde ich für so ein Anschauungsobjekt überlegen, ob man wirklich ein richtiges Manual braucht, oder ob nicht ein Stiftmanual, wie es das "Stylophone" hatte ausreichend ist.
 
Tünker und die schönen Bücher aus der RPB, so geil. Hat eigentlich irgendjemand mal den Modularsynth von Tünker gebaut? Das Buch steht gerade in der Bucht...
 
swissdoc schrieb:
Tünker und die schönen Bücher aus der RPB, so geil. Hat eigentlich irgendjemand mal den Modularsynth von Tünker gebaut? Das Buch steht gerade in der Bucht...
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Bin zu faul zum Spulenwickeln. :oops:

Ich kenn aber jemanden, der Tünkers Schaltungen aufgebaut hat. Er sagt, daß die 1A funktionieren.
 
JuergenPB schrieb:
swissdoc schrieb:
Tünker und die schönen Bücher aus der RPB, so geil. Hat eigentlich irgendjemand mal den Modularsynth von Tünker gebaut? Das Buch steht gerade in der Bucht...
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Bin zu faul zum Spulenwickeln. :oops:

Ich kenn aber jemanden, der Tünkers Schaltungen aufgebaut hat. Er sagt, daß die 1A funktionieren.
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ja - spätestens an dieser Stelle habe ich vor ca. 30 Jahren aufgehört, an einen Selbstbau zu glauben.

ciao herw
 
Könntest ja auch über 'n Theremin schreiben!
Ist eine feine Sache und nicht so kompliziert denk ich (kein Filter, kein LFO, ...).
 
JuergenPB schrieb:
Ich kenn aber jemanden, der Tünkers Schaltungen aufgebaut hat. Er sagt, daß die 1A funktionieren.
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Cool. Gibt es was online zum Thema? Ich habe mal gesucht, aber eher wenig bis nichts gefunden, ist aber auch schon eine Weile her.
 
also im internet was mit Schaltungserklärung zu finden ist sehr schwer... gibts Erklärungen zum Simplesizer?

hätt da noch was einfaches gefunden:

http://boowis.boowi.com/

wie isn des buch vom tünker sind da erklärungen mit dabei? und weiss wer woher ich dat Electronic - Pianos und Synthesizer bekomme?
 
Das Tünker-Synthiebuch gab es jüngst bei ebay. Das Angebot ist leider vorgestern abgelaufen.

Die oben gezeigte Schaltung stammt aber NICHT aus dem Synthiebuch, sondern aus: "Musikelektronik - Elektronische Schlagzeuge, Sound-Orgeln, Glockenspiele, Metronome." - RPB 336. (Das steht derzeit zum Sofortkauf bei ebay)

Zur Schaltungserklärung schreibt Tünker knapp:
Tünker schrieb:
Der Hauptoszillator erzeugt eine äußerst lineare Sägezahnspannung. Seine Funktion ist aus der Meßtechnik weitgehend bekannt. Über die Spielwiderstände P1 bis P37 und den als Konstantstromquelle geschalteten Transistor T2 wird C2 linear aufgeladen. Beim Überschreiten des Schwellwertes einer mit T2 und T3 nachgebildeten Vierschichtdiode erfolgt eine schlagartige Entladung.
Zum Vergrößern anklicken....

Im Synthiebuch arbeitet Tünker viel mit ICs. Wenn vor allem um eine Schaltungsbeschreibung geht, ist es wahrscheinlich einfacher eine diskrete Schaltung zu beschreiben, als OPV-Schaltungen.
 
praios schrieb:
also im internet was mit Schaltungserklärung zu finden ist sehr schwer ...
Zum Vergrößern anklicken....

Wenn jemand im Netz etwas ganz gut erklärt, ist es Ray Wilson.
Zumindest seine Module sind recht ausführlich erklärt.

Auf seiner Seite gibt es auch noch den Weird Sound Generator - für minimal Synth und den Mini-Synth, der zumindest die gewöhnlichen Module enthält.

Allerdings halte ich den Simplesizer auch für minimale Austattung, wenn es um die klassischen Module geht.
Wenn Du gelernter Elektroniker bist, sollte es ja nicht schwer sein, die wichtigsten Baugruppen aus der Simplesizer-Schaltung zu isolieren und den Rest einfach wegzulassen.

Ansonsten geistert im Netz auch noch Doepfers MS404 Schaltplan herum, das Ding ist auch ziemlich simpel.
.
 
praios schrieb:
Wie gesagt auf ca. 15 Seiten und so tief wie möglich in die Elektronik und die Bauteile. Da währ so ein noismaker oder Verzerrer vll gar ned so verkehrt. Denn ob ich so einen IC verständlich erklären kann weiss ich nicht. Andererseits kann ich sicher nicht das zusammenwirken aller teile exakt, bis ins Detail erklären sodass dann sicher ein paar Sachen oberflächlich angerissen bleiben.
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15 Seiten sind sehr knapp und die Erklärung eines Synthesizers ist dort m.e. nicht wirklich zu machen.

Aber wenn nicht zwingend ein Synthie sein muß, könntest Du vielleicht sowas wie ein monophones Subharcord bauen.

Eine Erklärung dürfte - wenn man es als Minimalversion auslegt - auf 15 Seiten machbar sein.

Die Idee des Subharchords besteht darin, daß man nicht mit Obertönen, sondern sozusagen mit Untertönen arbeitet (genauso wie das Trautonium).

Dazu braucht man erstmal einen Oszillator (so wie oben). Dahinter hängt man nun einige Teiler (Flip-Flops o.ä.) und mach daraus "Untertöne"
1/2 = 1 Oktav tiefer
1/4 = 2 Okatven tiefer
1/8 = 3 Oktaven tiefer
und halt die Aliquoten (1/3, 1/5, 1/6, 1/7)
Vermutlich braucht man nicht alle Teilerverhältnisse.
Das läßt sich ziemlich einfach in CMOS-Technik mit Teiler- bzw. Zählerbausteinen aufbauen.

Am besten bastelt man für jeden Frequenzzweig noch ein paar (passive) Filter; ggf. auch Formantfilter.
Ggf. auch noch Hüllkurven; oder einfach eine am Ausgang.

Diese ganzen Frequenzen macht man hinterher mischbar.
Am Ende sollten dann sowas wie Akkordklänge rauskommen.


Wie gesagt: das ist kein Synthie im eigentlichen Sinne, aber eine nicht alltägliche "Soundmaschine".
 
serenadi schrieb:
Allerdings halte ich den Simplesizer auch für minimale Austattung, wenn es um die klassischen Module geht.
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Echt? Abspecken ist angesagt. Eine Ein-oktaven-Tastatur die mit einem Spannungsteiler arbeitet, der VCO und ein VFO. Das soll was für die Schule werden, kein Neudesign eines Klassikers.
 
tulle schrieb:
Echt? Abspecken ist angesagt.
Zum Vergrößern anklicken....

Hast Du völlig recht.
Darum habe ich ja auch im nächsten Satz geschrieben:
"...die wichtigsten Baugruppen aus der Simplesizer-Schaltung zu isolieren und den Rest einfach weg(zu)lassen."

Was ich mit minimaler Ausstattung meinte, waren die Module (=Baugruppen) selbst, viel einfacher als im Simple können die fast nicht sein, wenn sich das ganze noch Synthesizer nennen will.
Darum heißt er ja auch so ;-)

Für die Schule? :lol:
Sowas (in dem Umfang) haben wir früher als Semesterarbeit für die FH gemacht. Die Zeiten scheinen sich geändert zu haben.
Ich denke, unser Freund hier hat sich mit einem Synthesizer etwas übernommen.
.
 
serenadi schrieb:
Ich denke, unser Freund hier hat sich mit einem Synthesizer etwas übernommen.
.
Zum Vergrößern anklicken....

Das kann gut sein. Ich hab nochmal mit meinem Physiklehrer gesporchen, ihn ein paar schaltpläne gezeigt und so wies aussieht hat der auch nicht so den Einblick in die Elektronik. Also das mit Synthesizer als Facharbeit wird nix. Wenn dann was einfacheres wie ein Noismaker oder nur Oszillator mit detailierter Beschreibung der Schaltung mit jedem Bauteil das da drin vorkommt.
Doch sind alle Schaltungen so individuell aufgebaut, es gibt ja etliche Oszillationsschaltungen und keine arbeiten nach dem selben Prinzip nur das Ergebnis sind dann überall Schwinungen. Ich glaube mit Transistor, Kondensator, Diode und noch paar andren Bauteilen kann man wahrscheinlich jede synthi schaltung nachbauen.

Doch das grösste Problem was sich mir stellt: ich finde für kleine schaltungen nicht mal ne gute Beschreibungen, wie sich die elektronischen Bauteile gegenseitig beeinflussen.

Max schrieb:
Direkt hab ich die Schaltung nicht mehr hier, es ging aber ungefaehr in diese Richtung:

http://homepages.internet.lu/absolute3/ ... zdiscr.htm
Zum Vergrößern anklicken....
Da währ schon mal eine gute Erklärung dabei. Konkrete Baupläne oder Realisierung gibts hierzu nicht, nur die Theorie ist gut erklärt.

Naja das Thema scheint unübersichtlicher und komplexer zu sein als ich gedacht hab. Hätte mich hald voll interessiert. Naja wenn ich nichts mehr finde, muss ich wohl umsteigen auf das thema Photovoltaik.


greez alex[/img]
 
Ich wuerde mich nicht so sehr auf das "Bauen" versteifen (d.h. die elektrotechnische Seite).

Du koenntest mehr auf die akustische Seite eingehen: stell die einzelnen Komponenten eines Synthesizers vor (Oszillatoren, Filter, Modulatoren,...) und beschreib was die machen und was es da fuer Unterschiede gibt (Wellenformen beim Oszillator, Filtertypen,...).

Als Einleitung noch etwas Geschichte des Synthesizers, eine CD mit Audiobeispielen und fertig. Wenn du dann noch Zeit hast, kannst du immer noch einen Oszillator oder sowas bauen.

Auf jeden Fall solltest du deine 15 Seiten schnell damit vollkriegen. Mir hat damals das Synthesizer-Buch von Florian Anwander sehr geholfen.
 
praios schrieb:
wie isn des buch vom tünker sind da erklärungen mit dabei? und weiss wer woher ich dat Electronic - Pianos und Synthesizer bekomme?
Zum Vergrößern anklicken....
Gebraucht selten. Ich kanns Dir leihen, wenn Du magst. Es taugt meines Erachtens aber nicht wirklich was...

Ich finde immer noch das erste Formant Buch ziemlich gut.
Ich hab nochmal ziemlich viel zur OpAmp-Technik bei R. Sontheimer, Audioschaltungstechnik (Elektor verlag) verstanden. Das Buch ist aber leider auch vergriffen.


Florian
 
Die Formant Bücher (zumindest das erste) fligen online herum, dort sind die Schaltungen im Detail erklärt, es gibt noch ein uraltes Elrad Sonderheft, dort ist der Powertran 2000 von Tim Orr beschrieben und erklärt.

Ich denke aber auch KISS - Keep it simple and stupid...

Schiess dir einen Elektronik-Experimentier-Kasten von Kosmos oder Fischertechnik (Elektronik Praktikum) da sind einfache Oszillatoren "astabile Multivibratoren" beschrieben, das Heft gibt es hier zum Download http://www.ftcommunity.de/data/download ... _prakt.pdf
 
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