Yamaha DX7 ist kein FM-Synthesizer?

[Bug2342]

Schon längst passiert. Dort sind sogar Beispiele mit Music V drinnen. Kein Wort zu PM, das ist dann wohl ein Implementationsdetail. Aber hier so mit Tablett und Wackel-WLAN ist das alles etwas mühsam.

Phasenmodulation steht relativ deutlich drin, würde aber zwecks Lesbarkeit der Formeln das pdf runter laden, z.B. hier:
http://worldwide.espacenet.com/publicat ... cale=en_EP

In Anspruch 1 steht da was von e=....
I(t) ist die Hüllkurve => der Sinus vom Modulator wird direkt zur Phase addiert, nicht zur Frequenz. Entweder Yamaha war beim Anmelden verwirrt oder sie gingen davon aus, das es auch bei linearer/differenzieller FM zumindest zur äquivalenten Verletzung reicht....hätte ich mich jetzt nicht drauf verlassen...

@Klaus P Rausch:
Habe mit Synth-Industrie Leuten bisher nichts zu tun gehabt (außer zum Spaß auf der Musikmesse). Meine Haupterfahrung mit "ernsthafter" Synthese ist in Reaktor. Da wird nicht alles bis zum letzten optimiert...

Das Grundprinzip FM ist mittlerweile aber denke ich billig genug, dass man da nur an den üblichen stellen pfuscht. Samplerate hoch brächte natürlich was (ist schließlich elend nicht-linear das Ganze). Gelegentlich sind mal die Hüllkurven zu langsam (rein in Sachen Update-/Samplerate, nicht "Schnapp" oder so). Das wird bei Phasenmodulation leicht hässlich, weil man da gerne Zipper-Sounds kriegt. Der "klassische" Yamaha sound kommt wohl von relativ niedrig aufgelösten lookup tables (2000 Samples). Info kommt aus Konkurrenzforum, Typ klang recht seriös. Die Gerüchteküche sagt auch, das da log(sin) Tabellen genutzt wurden. Vorteil: Die Hülllkurve lässt sich durch eine Addition statt durch eine Multiplikation anwenden. Nachteil: mehr (lustige) Artefakte.

In der Analog-Welt gibt es natürlich noch die gerne mal recht kaputten Sinusse und die meisten Oszillatoren mögen keine negativen Frequenzen.

 

[trabouliste]

PM kann man selbstverständlich auch durch Modulation eines Delays bewirken. Die einstelligen Mikrosekunden sind jedoch etwas knapp. Yamaha FM hätte gerne eine Modulationstiefe von 4 Wellenzyklen (glaube ich). das sind bei 200 Hz (zum einfachen Rechnen) wenigstens 20 ms (Millisekunden = Tausendstel Sekunde) Delay. Das kann einem natürlich die Transienten bei einer Pitch-Änderung etwas verbasteln, kann aber auch charmant sein.

Bitte richtig lesen: ich habe von einfachem phase shift zur Auslöschung der Phase bzw. eines Teils von ihr (= Mix aus ursprünglichem und phasenverschobenem Signal) geschrieben. Das ist dann noch keine PM. Und ein zeitverzögertes Signal gemixt mit dem Originalsignal ist eben nicht das Gleiche wie ein phase shifted Signal gemixt mit dem Originalsignal. Ebenso ist eine Modulation bei der Zeitverzögerung eines Delays eben nicht das Gleiche wie Phasenmodulation. Dabei ist es unerheblich, ob punktuell immer wieder gleiche Ergebnisse erzielt werden können. Schon die Herangehensweise ist derart anders, dass das eine mit dem anderen überhaupt nicht austauschbar ist. Für einen Rompler, bei dem man nur vorgefertigte Sounds abruft, mag das zwar egal sein, nicht jedoch für Leute, die noch gerne selber an den Parametern drehen.

 

[Bug2342]

Bitte richtig lesen

Ohne jetzt allzu sehr Streit zu suchen: Wortsinn gemäßes Lesen geht nicht, sonst machen z.B. die folgenden Aussagen leider Hirnkrebs:
- Delay im "einstelligen Mikrosekundenbereich" zur Signalauslöschung (wären wenigstens 50 kHz, da hör ich (alter Sack) nichts mehr)
- wenn sich der "Phasenwinkel durch Tonhöhenschwankungen ändert": Der ändert sich immer, bei konstanter Tonhöhe/Frequenz um 2*Pi*Frequenz pro Sekunde; gemeint war vermutlich die (Kreis-)frequenz bzw. Winkelgeschwindigkeit (im Audio-Bereich unübliche Bezeichnung, aber eigentlich korrekt)
- die "partiellen oder totalen Auslöschung der Phase": sollte das nicht "des Signals" heißen???

Ich weiß, ist jetzt ein bisschen kleinkariert, blumig sprechen und auf Exaktheit beharren ist aber halt leider auch für das Gegenüber unangenehm... Bei der doch recht technischen Diskussion kommen wir vor allem in Teufels Küche, wenn wir Phase(-nwinkel), Signal, Frequenz etc. durcheinander würfeln.

Und ein zeitverzögertes Signal gemixt mit dem Originalsignal ist eben nicht das Gleiche wie ein phase shifted Signal gemixt mit dem Originalsignal. Ebenso ist eine Modulation bei der Zeitverzögerung eines Delays eben nicht das Gleiche wie Phasenmodulation. Dabei ist es unerheblich, ob punktuell immer wieder gleiche Ergebnisse erzielt werden können.

Bei konstanter Frequenz ist es EXAKT das gleiche. Bei einer Änderung der Frequenz ändert sich halt die Modulationstiefe mit (und man kriegt komische Transienten). Sehr viele FM/PM Sounds leben (für die einzelnen Operatoren) auf festen Frequenzen für die einzelnen Noten. Die Übereinstimmung trifft große Teile des Relevanten Klangebereichs, nicht nur einzelne Punkte. FÜR AM/RM ist der Ansatz natürlich trotzdem nichts (siehe oben).

Für PM/FM ist es noch "schlimmer": Differentielle Frequenzmodulation und Phasenmodulation sind mathematisch identisch...

Schon die Herangehensweise ist derart anders, dass das eine mit dem anderen überhaupt nicht austauschbar ist. Für einen Rompler, bei dem man nur vorgefertigte Sounds abruft, mag das zwar egal sein, nicht jedoch für Leute, die noch gerne selber an den Parametern drehen.

Jein. Wenn man natürlich nur an einem Synthesizer mit relativ fest vorgegebener Struktur schrauben möchte, reicht es einen Ansatz zu verstehen und man lässt sich am besten von nahe verwandten Ansätzen nicht verwirren. Wird die Synthese aber komplexer und/oder modularer, hilft es viel die Zusammenhänge zumindest grob auf dem Schirm zu haben.

Klassisches Beispiel: FM (ist PM wenn man das ja angeblich unterscheiden muss) auf der Kurzweil 2xxx Serie, der PC3,...:
Es gibt da kein FM-Modul, aber eines, von dem es in der Anleitung grob heißt: Addiert einen Sägezahn zum Eingangssignal und speist die Summe in einen Sinus-Shaper ein. Das Ergebnis ist eine Phasenmodulation. Das hat einem aber vorher keiner gesagt, drum sieht es erst mal nach einer vollständig anderen Herangehensweise (Waveshaping) aus.

Schöne Grüße aus dem Urlaub.

 

[Anonymous]

Der DX7 wird immer ein FM-Synthie bleiben, egal ob das nun 100% stimmt oder nicht.

 

[ps4074iclr]

Eine beliebige Aussage wird immer richtig sein, egal ob sie nun wahr ist oder nicht.

 

[Anonymous]

Genau viel gewichtiger als die Wahrheit ist der Glaube was wahr ist.

 

[Cyclotron]

Das Schlimmste daran: All die Musik mit vermeintlichen FM Sounds, die in 33 Jahren mit DX und Co. erzeugt wurde und nun weggeworfen werden muss, weil es gar keine FM ist. Lügenmusik!

 

[pocvecem]

Und wer sagt Native Instruments Bescheid?
Der FM8 muss ja wohl dann PM8 heissen, oder?
Oder ist dann PM die Abkürzung für Phrequenzmodulation?

 

[Klaus P Rausch]

Die ganze Sache ist halt auch schwer Insidersprech. PM wird gerne für Physical Model genommen.

Die Ausführungen insbesondere von bug2342 sind durchaus hilfreich, wenn auch wahrscheinlich vor allem für Mathematiker verständlich. Ich kenne die Instrumentenentwicklung in der Praxis, der Normalfall: Ist ein Team, jeder hat eine andere Expertise. Das ergänzt sich wunderbar. Nicht jeder muss das Sachgebiet des anderen vollständig verstehen. Was glaubst du, wie wenig Ahnung manchmal die Chefetage vom Voicing hat. Muss ja auch nicht. Begrifflichkeiten für die Produkte, auch der Name selber, können gelegentlich auch von der Frau des Geschäftsführers kommen. Nicht weil es dann besonders treffend wäre, sondern weil sie es kann

Es gibt sicherlich gute Gründe, warum Yamaha sich seinerzeit für FM entschieden hat. Vielleicht frage ich Chowning mal gelegentlich danach. Oder auch nicht.

 

[Cyclotron]

FM war ja zu der Zeit auch der Inbegriff des Fortschritts. Andere hatten ja auch FM dranstehen, wo PM drin ist (z.Bsp. NED Synclavier).

 

[Summa]

=> Ja, PM und FM sind unterschiedlich, für jedes "vernünftige" Signal lässt sich PM aber als FM mit einem anderen Signal ausdrücken und umgekehrt. Bei gleichem Modulationssignal klingen PM und FM unterschiedlich. Bei "passender" Signalwahl sind sie mathematisch identisch und sollten somit (abgesehen von Artefakten) gleich klingen.

Was ist das PM-Äquivalent zu 'ner als FM-Modulator eingesetzten modulierten Pulsbreite?

 

[Klaus P Rausch]

FM war ja zu der Zeit auch der Inbegriff des Fortschritts. Andere hatten ja auch FM dranstehen, wo PM drin ist (z.Bsp. NED Synclavier).

Ja, die Begriffsdiskussion beim Synclavier kenne ich auch. Im gleichen Zusammenhang wurde mal erwähnt, dass beim GS1 tatsächlich FM drin ist, während es sich in der weiteren Entwicklung rausstellte, dass nur PM billig genug zu realisieren sei, um einen DX7 und kleinere Geschwister für unter 2000 Dollar herstellen zu können. Und dass dieser Preis es war, um den es ging, weil Yamaha unbedingt viel Leistung für wenig Geld anbieten wollte. Was ja auch geklappt hat, denn auch der bereits als Prototyp hingestellte kleine Memorymoog wurde daraufhin umgehend gecancelt.

Zudem kriegt man immer wieder unterschiedliche Informationen. Während einer Casio Veranstaltung bekam ich die Info, deren CZ PD sei damals lizenziert vom MPI. Später wurde dagegengehalten: Es sei Eigenentwicklung gewesen. Ich also: Na, wie denn jetzt?

 

[Bug2342]

Was ist das PM-Äquivalent zu 'ner als FM-Modulator eingesetzten modulierten Pulsbreite?

Das müsste ein Dreieck mit variabler "Verkippung" sein. Bei 50 % Pulsbreite wird das ein normales Dreieck, bei sehr geringer Pulsbreite ein Sägezahn. Es ist also eine Wellenform mit einer steigenden und einer fallenden geraden Flanke, wobei das Zeitverhältnis zwischen Steigender und fallender Flanke der Pulsweite entspricht.

In Hardware sind solche Wellenformen recht selten. In Software kann das einer der Standart Oszis seit Reaktor 3 oder 4. Die Wellenform kann man sich auch leicht durch Integrieren der PWM Welle bauen. Müsste auch mit einem Tiefpassfiltern mit 6db/Oktave ohne Resonanz mit Cutoff an oder unter Tonhöhe gehen.

 

[Bug2342]

Im gleichen Zusammenhang wurde mal erwähnt, dass beim GS1 tatsächlich FM drin ist, während es sich in der weiteren Entwicklung rausstellte, dass nur PM billig genug zu realisieren sei, um einen DX7 und kleinere Geschwister für unter 2000 Dollar herstellen zu können. Und dass dieser Preis es war, um den es ging, weil Yamaha unbedingt viel Leistung für wenig Geld anbieten wollte.

Die Gerüchte kenne ich auch, sie erscheinen aber seltsam. Kann zwar sein, dass ich irgendein Feature der alten Hardware übersehe, aber FM und PM sollten ungefähr gleich "teuer" sein. Der einzige Unterschied ist, dass die Addition einmal vor und einmal nach dem Integrator erfolgt. Es könnte sein, das FM einen etwas hochauflösenderen Phasenzähler braucht, da bin ich mir aber spontan nicht sicher.

Das wichtigeres Argument für PM scheint mir zu sein, dass FM bei mehr als 2 Operatoren in Serie nicht unter allen Bedingungen Stimmstabil ist. Wird durch die Modulatorenkette irgendwas mit DC-Anteil produziert, so wirkt sich die Hüllkurve des "untersten" Modulators bei FM auf die Tonhöhe aus. Das passiert aber leider immer dann, wenn ein Modulator durch einen weiteren Modulator moduliert wird, dessen Frequenz gleich oder ein ganzzahliger Bruchteil der Frequenz des modulierten Modulators ist (das sollte sich auch eleganter sagen lassen...).

 

[Summa]

Was ist das PM-Äquivalent zu 'ner als FM-Modulator eingesetzten modulierten Pulsbreite?

Das müsste ein Dreieck mit variabler "Verkippung" sein. Bei 50 % Pulsbreite wird das ein normales Dreieck, bei sehr geringer Pulsbreite ein Sägezahn. Es ist also eine Wellenform mit einer steigenden und einer fallenden geraden Flanke, wobei das Zeitverhältnis zwischen Steigender und fallender Flanke der Pulsweite entspricht.

In Hardware sind solche Wellenformen recht selten. In Software kann das einer der Standart Oszis seit Reaktor 3 oder 4. Die Wellenform kann man sich auch leicht durch Integrieren der PWM Welle bauen. Müsste auch mit einem Tiefpassfiltern mit 6db/Oktave ohne Resonanz mit Cutoff an oder unter Tonhöhe gehen.

Wird typischerweise dazu verwendet um Lautverschiebungen zu erzeugen, so ein modulierter Puls durchläuft halt durch 'ne Menge lustiger Spektren (praktisch viele parallel geschaltete Modulatoren) und bei PM muss man meiner Erfahrung nach schon ein obertonreiches Spektrum durch einen resonanten Filter oder 'nen steilflankigen Bandpass schicken, um mit 2 Operatoren vergleichbares Ergezeugen zu können.

Ein entsprechendes Beispiel vom Virus TI ab 0.22

play:

 

[Klaus P Rausch]

@Bug2342

Besten Dank für die weitere Darlegung.

Eine Frage nun noch wg. des Fred Titels: Zwar nehme ich Wiki nicht in allen Fällen ernst, aber in diesem Fall greife ich mal drauf zurück, und zwar auf die öfter durchaus zuverlässige englische Version. Man schreibt dort

"(...) Frequency modulation has a close relationship with phase modulation; phase modulation is often used as an intermediate step to achieve frequency modulation. Mathematically both of these are considered a special case of quadrature amplitude modulation (QAM). (...)"

https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_modulation

Sinngemäß heißt das: FM und PM sind enge Verwandte, wobei PM als Zwischenschritt bezeichnet wird, um zur FM zu gelangen. Und beide werden QAM zugeordnet. Richtig?

 

[Bug2342]

@Summa

Die schnell gepfuschte Reaktor Version für das ganze mit PM und verkipptem Dreieck...
Knistert gelegentlich, weil ich meine Knopfdrehungen nicht geglättet habe.
src: http://soundcloud.com/bug2342/symtri-pm

Denke die ganz grobe Ähnlichkeit ist da (nur von der Klangart her, der Klang selbst ist noch ziemlich anders). Für vernünftiges Sound-Bauen habe ich heute Abend keinen Nerv...

 

[Bug2342]

@Klaus P Rausch

Das mit dem Vorbereitungsschritt ist ein bisschen eine Philosophiefrage...kann man auch umgekehrt sehen.

Mit QAM werden jetzt aber langsam wirklich die Pferde scheu. Das ist übelster Radio-Bastler-Kram. Aber wenn wir schon mal dabei sind:

QAM ist eigentlich eine Amplitudenmodulation, bei der zwei um 90° verschobenen Signale, gerne mal Sinus und Cosinus, jeweils (mehr oder weniger) unabhängig voneinander Amplitudenmoduliert werden.

Was hat das jetzt mit PM/FM zu tun?

(Fast) ganz einfach: Verschiebt man einen Sinus um eine Phasenverschiebung a, so gilt folgendes (bei Wolframalpha gespickt):

sin (wt + a) = sin(a) * cos(wt) + cos(a) * sin(wt)
(w ist die magische Kreisfrequenz, d.h. 2*pi*Frequenz, t die Zeit)

Wenn sich a über die Zeit ändert ändern ergeben sich zeitlich veränderliche Funktionen sin(a) bzw. cos(a) (z.B. durch Waveshaping), mit denen das Ursignal bzw. das phasengeschobene Signal "ringmoduliert" werden. Dies entspricht überraschenderweise einer Phasenmodulation.

Nachdem ich das jetzt geschrieben habe, fällt mir auf, dass ich vor ein paar Jahren ganz stolz eine verpfuschte Version davon (sin(a)*sin(wt)) als phantastische, nie gesehene, neue Art, FM-Sounds zu bauen "entdeckt" hatte... Man lernt nie aus.

 

[Summa]

@Summa

Die schnell gepfuschte Reaktor Version für das ganze mit PM und verkipptem Dreieck...
Knistert gelegentlich, weil ich meine Knopfdrehungen nicht geglättet habe.
[ http://soundcloud.com/bug2342/symtri-pm (•Soundcloud AUDIOLINK) ]

Denke die ganz grobe Ähnlichkeit ist da (nur von der Klangart her, der Klang selbst ist noch ziemlich anders). Für vernünftiges Sound-Bauen habe ich heute Abend keinen Nerv...

Der Modulator war irgendwas mit Quinte und -1 bis -3 Oktaven verstimmt, wenn man dann den richtigen Ausschnitt der Pulsbreitenmodulation erwischt kommt es zur Lautverschiebung, wie man das untere anderem auch schon vom FilterFM etc. kennt. Klingt schon mal vielversprechend, vielleicht findet sich ja mal ein Entwickler der sowas in 'nen FM bzw. PM Synth einbaut

 

[Klaus P Rausch]

Nochmals danke Bug2342, das ist schon sehr erhellend.

 

[Synthwaver]

Könnte hier gut hinpassen?


https://www.youtube.com/watch?v=QwI8qgpO-54


Ich bin etwas irritiert ... Der Mann meint (ab 2:10), die Klängen liegen als Sample-Bits vor und werden nicht vom Ozillator (Operator) erzeugt. Er redet auch von Wellenformen wie Sägezahn. Eindeutig eine Falschinformation.

@FlorianH meckert auch schon.

 

[einseinsnull]

"das hatte dann auch ein drumsounds und man kann sogar quasi das dann abrufen und halt so und dann konnte man auch direkt dazu spielen und dann hatte es eine funktion wo du unten die begeitung dazu machen konntest und da war sogar alles drin."




was das original thema angeht... da gibt es einen prima ausweg... man spreche einfach von der modulation des phasenakkumulators (und nicht von "der phase") und schon ist klar wie der hase läuft und es besteht auch keine verwechslungsgefahr mehr mit den anderen 17 bedeutungen des wortes "phase" in der elektrotechnik / im DSP / mit der phase distortion synthesis.

 

[Karmaloge]

So wie es aussieht war der DX7 der erste Rompler/Wavetablesynth denn die Sinuswellen werden aus einem Romspeicher aus einer Tabelle ausgelesen wie sind die denn da reingekommen ? das wird ja nicht in Echtzeit von einer CPU/DSP berechnet, also ist das ein Rompler. Und der druckvollere wärmere Klang vom DX7 im Vergleich zu den modernen Imitaten rührt daher von der guten analogen Schaltung die nach der A/D Wandlung stattfindet, der analoge DAC Filter und die analoge Ausgangsstufe. Denn der Speicher wo sich dort die Sinuswellen befinden bietet nicht die Größe um so ein Dynamikumfang und druckvollen Klang zu erzeugen oder erklären zu können.

 

[einseinsnull]

den satz möchtest du noch mal umformulieren, du machst ja dem video alle ehre.

 

[Summa]

Was soll ich dazu schreiben, der Jäger der verlorenen Threads war schon wieder am Werk

 

[Cee]

Wenn die Programmierer, um kostbare Rechenzeit zu sparen, schlaue Algorithmen ersinnen und Floating-Point-Arithmetik teilweise umgehen, indem sie zB Bits shiften, für bestimmte Berechnungen Ergebnistabellen anlegen, die dann ausgelesen werden usw., dann sind das noch lange kein Samples oder Wavetables.

Gleich macht 110 den Rand voll:

 

[einseinsnull]

der hat jetzt hier noch gefehlt.

 

[einseinsnull]

ich hab mir grad mal den thread durchgelesen, der war ja damals schon bis zum rand mit schwachsinn vollgepackt.

 

[Summa]

Passend dazu

https://www.sequencer.de/synthesizer/threads/dx7-details-des-chips-im-dx7.160623/

 

[einseinsnull]

man muss das mal positiv sehen: im vergleich zu seinen ausführungen über vitamin D (inclusive der bezichtigung des massenmords) (das war der andere thread den er gestern wiederbelebt hat) ist das mit den analogfiltern im FM7 rompler wirklich noch harmlos.


aber den unterschied zwischen bitshift und shift register erklären wir hier jetzt bitte nicht mehr.

habe die gelegenheit gestern noch wahrgenommen und 2 weitere namen meiner blacklist hinzugefügt.