Obertöne hinzufügen und programmieren?

[synox89]

Hallo,

ist es möglich, dass man einem Signal (zB Sinussignal) mithilfe von Soft-/Hardware eine beliebige Anzahl an Obertönen hinzufügen kann und diese zusätzlich noch programmierbar sind? Also zB
Sinus 100 Hz und ich gebe ein, es sollen 4.,5.,6. Harmonische zugefügt werden. die 4. Harmonische soll nach 2 Sekunden ausgehen und die 5. Harmonische nach 2 Sek. angehen.
Gibt es sowas?

Die Verzerrer für die E-Gitarren sind nicht genau das was ich brauche oder?

Grüße,

Alex

 

[chris_kah]

Ist das Sinussignal (die 100 Hz aus deinem Beispiel) auch selbst erzeugt (in dem Gerät das die Obertöne erzeugt) oder ist das ein beliebiges Signal, wo das Gerät die passenden obertöne erzeugt?
Wenn das Gerät den Grundton und die Obertöne erzeugen soll, dann geht das mit einem Synthesizer. Ein analoges System, bei dem man viel stöpseln kann gibt es z.B. von Döpfer (wird u.a. von Thomann vertrieben)
Wenn es auf ein externes Signal reagieren soll wird es schwierig.

Ein E-Gitarrenverzerrer "clippt" ein Musiksignal abhängig von der Amplitude unterschiedlich stark und je nach ausführung auch unterschiedlich symmetrisch, wodurch sich die Obertöne ergeben. Er ist aber nicht explizit steuerbar.

Gruß
Christoph

 

[synox89]

Hmm, es ist leider die zweite Variante.
Gibt es für sowas nicht einen Weg? Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, dass es sowas nicht gibt.

 

[Diamond Ave]

Explizit gibt es sowas nicht. Wäre mir jedenfalls nicht bekannt. Wenn Dich der Aufwand nicht abschreckt, kannst Du das mit einer Kombination aus Harmonizern und Delays realisieren.
Allerdings: Das ist RICHTIG aufwendig, und entsprechend teuer.
Evtl. ist - je nachdem, was Du eigentlich damit bezweckst - eine Softwarelösung denkbar. Die wäre dann billiger bis kostenlos.

 

[Dextra]

Ist zwar nicht unbedingt programmierbar, aber ein Exciter/Enhancer könnte in die Richtung von dem gehen, was du suchst...

 

[.Jens]

Grundsätzlich schon - allerdings arbeiten die letzteren eigentlich nur im Hochtonbereich ab einigen kHz. Damit kriegt man den Grundton nicht wirklich - es klingen nur evtl. eh schon vorhandene Obertöne "luftiger".

Ein Harmonizer/Pitch Shifter wäre schon eher was, wenn auch ohne Hüllkurven für die einzelnen Obertöne. Wenn es derart programmierbar sein soll, kommt wahrscheinlich nur ein Plugin in Frage. Ansonsten gibt es natürlich Pitch Shifter und Octaver wie Sand am Meer - teilweise auch mit (einer gemeinsamen) Hüllkurve: POG2 von Electro Harmonix z.B.
Oder man nimmt sich einen (oder mehrere) günstige Pitch Shifter (Behringer US600...) und zieht die Ausgänge durch entsprechend viele VCAs mit Hüllkurven aus einem Modularsynth.

Was genau hast du denn vor?

 

[synox89]

Naja, die Idee ist es aus einem einfachen Signal (aus einem Theremin, wo traditionellerweise nur eine Sinuskurve rauskommt), man bestimmten Obertönen hinzufügt, und wenn das geht, auch noch zu programmieren. Also eigentlich nur theoretisch, für Praxis habe ich keine Zeit. Also wenn man das Hüllverhalten von sämtlichen Obertönen der Geige untersucht, diese dann hier überträgt. Also so eine Art "handgemachtes" Sampling. Es ist nur die Frage ob es geht, und wenn ja wie.

Grüße

 

[.Jens]

Ah, du warst der mit dem "Midi-Theremin"...

Grundsätzlich geht vieles. Theoretisch wie auch praktisch. Aber aus einem Sinussignal wirst du auch mit viel Mühe keine realistischen Geigenklänge herstellen können. Genauso wenig kannst du übrigens aus diesem Sinuston aus einem Theremin ohne weiteres die Armbewegungen in etwas umsetzen, was dem Bewegen eines unsichtbaren Bogens entspräche - dazu bräuchte es schon etwas mehr Information als Tonhöhe und Lautstärke.

Wenn dir sowas vorschwebt, also quasi eine Art "Kinect-Controller" für Geigensounds, dann würde ich nicht beim Theremin anfangen. Sondern da würde ich auf ein Kamerabasiertes System setzen, was direkt entsprechende Steuerdaten erzeugt und damit Samples ansteuern. Das ist bei heutiger Technik wesentlich präziser als ein rein kapazitives System mit 2 Freiheitsgraden, was dann nur Sinustöne ausspuckt.

Solche Controller gibt es übrigens schon, und die können erstaunliches. Das eine sind diverse Basteleien mit dem schon erwähnten Kinect-System, das andere wäre Leap Motion:
http://www.youtube.com/watch?v=gn2KOwZ8lOo

 

[chris_kah]

Oder du bastelst einen Controller, der eine Kontrollspannung abhängig von der Belastung der Spulen ausgibt. Dann damit in den CV eines analogen Synthesizers.
Ich würde das aber auch eher wie .Jens angehen. Das ist vermutlich auch preisgünstiger.

Gruß
Christoph

 

[glucosesirup]

Falls man den langen Weg so ein System selbst zu programmieren (als Plugin oder als Effektgerät mit einem DSP) nicht scheut, gibt es für eine reine Sinusschwinung als Eingangssignal tatsächlich eine sehr elegante Variante beliebige Obtertöne zu erzeugen.

Dazu bedient man sich einer Eigenschaft der Tschebyschow-Polynom (https://de.wikipedia.org/wiki/Tschebyschow-Polynom). Nutzt man das n-te Tschebyschow-Polynom als Verzerrungs-Kennlinie für das Sinussignal ergibt sich am Ausgang die n-te Harmonische. Oder mathematisch ausgedrückt für ein Eingangsschwinung cos(2*pi*f*t) mit Frequenz f und dem n-ten Tschebyschow-Polynom T_n:

T_n(cos(2*pi*f*t)) = cos(2*pi*n*f*t)

Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass man die Obertöne nicht selbst explizit synthetisieren muss und man sich somit sparen kann die Frequenz des Eingangssignals ständig zu bestimmen. Man schaltet einfach mehrere dieser Waveshaper parallel, kann die ausgegebenen Obertöne dann noch nach belieben mit Hüllkurven bearbeiten und summiert am Ende einfach alles auf und ist fertig. Funktioniert aber wie gesagt wirklich nur für reine Sinusschwingungen.

 

[sir stony]

Für mich klingt das nach einem Fall für einen Harmonizer, ich weiß allerdings nicht wie groß der Arbeitsbereich dieser Technik ist. Nur so ein Denkanstoß.

 

[.Jens]

@glucosesirup: pfiffige Idee! Dass es nur beim Sinus funktioniert, ist kein Problem beim Theremin. Allerdings hat die Sache einen anderen Haken: Dein Ansatz funktioniert zwar unabhängig von der Frequenz, aber immer nur für eine bestimmte, zuvor bekannte Amplitude Damit für dynamische Signale leider nicht anwendbar...

 

[glucosesirup]

Das stimmt natürlich. Da müsste man in einem realen System dann doch mit den Tricksereien anfangen, das Eingangssignal am Anfang extrem komprimieren, so dass es quasi konstante Amplitude hat und sich dabei den jeweiligen Gain merken, um die Dynamik für das Ausgangssignal und die künstlichen Obertöne wieder herzustellen.

Allerdings könnte dieser "ungewollte" Effekt auch sehr interessant klingen, wenn ich so darüber nachdenke...

 

[Dalek Caan]

...machen PlugIns wie MaxxBass von Waves nicht genau das, sodaß man durch das duplizieren der Tracks und zusammen mit Delays den gewünschten Effekt erzielen könnte?
Soweit ich weiß, funktioniert sowas wie der Maxx Bass doch durch das Hinzufügen von Obertönen, die eigentlich nicht da sind?

 

[.Jens]

Der NAme "Maxx Bass" lässt eigentlich eher vermuten, dass da Subharmonische erzeugt werden...

Alles in allem ist die Aufgabenstellung eigentlich klar - gesucht ist ein Pitch Shifter. Die gibt es für unterschiedliche Aufgabenstellungen und mit unterschiedlichen "Marken"namen - Harmonizer, Octaver, Bass Enhancer, ...
Allen genannten gemein ist allerdings, dass die in der Regel keine oder nur sehr eingeschränkte Möglichkeiten bieten, die Hüllkurven der Harmonischen zu beeinflussen - daran hapert es hier in dieser Anwendung.

Vielleicht warten wir die Antwort des TE nochmal ab - mir scheint, dass schon die Ausgangsfrage ein bisschen "von hinten durch die Brust ins Auge" ist. Mit den Infos aus seinem anderen Thread zum Thema "Midi-Theremin" wird klar, was eigentlich dahintersteht (zumindest im Ansatz): Eine virtuelle Geige bauen, die mit Armbewegungen zu steuern ist. Wie schon gesagt: wenn das das eigntliche Ziel ist, gibt es wahrscheinlich elegantere Lösungen, die die Frage dieses Threads womöglich obsolet machen.