Was bewirkt Resonanz ?

von bipolarunit, 19.04.16.

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Casio
  1. bipolarunit

    bipolarunit Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 19.04.16   #1
    Was passiert mit einer Sinuskurve/welle wenn man am resonanzregler dreht.Es wäre schön wenn ihr mir das bildlich vorstelbar erklären könntet leicht verständlich bitte.

    Grüße Lars
     
  2. Be-3

    Be-3 Mod Emeritus Ex-Moderator HFU

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    Erstellt: 19.04.16   #2
    Hallo Lars,

    eine Sinuskurve ist zunächst einmal nur eine mathematische Funkion der Form
    f(x) = a*sin(bx) + c

    Als akustisches Phänomen hat eine Sinuswelle die Eigenschaft, absolut keine Obertöne zu haben.

    Sie hat keinen Resonanzrelger. ;)
    Beziehungsweise: Was meinst Du mit "Resonanzregler"? Sprichst Du von analogen Synthesizern? Da geht es bei der "Resonanz"-Einstellung um das Filter. Man kann das Filter sogar zur Eigenschwingung bringen (Selbstoszillation), dann erzeugt es von sich aus eine Sinusschwingung und klingt, ohne, daß man einen Oszillator bräuchte.

    Also: Sprichst Du von Synthesizern?

    Viele Grüße
    Torsten
     
  3. Christof Berlin

    Christof Berlin Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 19.04.16   #3
    ein ganz klein wenig Off-Topic, aber ein berühmtes Bespiel. Resonanzfrequenz erwischt.... :)

     
  4. Be-3

    Be-3 Mod Emeritus Ex-Moderator HFU

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    Erstellt: 19.04.16   #4
    Der Wind, der Wind, das himmlische Kind...
     
  5. MagicTobi

    MagicTobi Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 19.04.16   #5
    Mit dem Regler beeinflusst man die Frequenz, bei welcher die Lautstärke erhöht wird, sag ich mal so platt. Eine einzelne Sinuswelle ist jetzt ein schlechtes Beispiel. In dem Fall wäre nämlich der Effekt, dass die Lautstärke zunimmt, wenn die Resonanzfrequenz der Frequenz der Sinuswelle entspricht.
     
  6. Be-3

    Be-3 Mod Emeritus Ex-Moderator HFU

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    Erstellt: 19.04.16   #6
    Genau. Darauf wollte ich hinaus. :)

    Analoge Synthesizer beruhen auf dem subtraktiven Prinzip, mittels Oszillatoren sehr obertonreiche Schwingungen zu erzeugen, die dann mit Filtern klanglich beeinflußt werden können, indem man Obertöne wegfiltert (deshalb "subtraktiv").

    Bei einer Sinunsschwingung hat man nichts mehr wegzufiltern (höchstens noch Lautstärke, aber der Klang bleibt gleich, denn sie hat ja keine Oberschwingungen.
    Aus diesem Grund bietet praktisch kein Synthesizer eine Sinuswelle als Ausgangsbasis an. Wo nix ist, kann man nix wegfiltern.
    Sägezähne und Rechtecke/Pulswellen, eventuell Dreieckswellen, das sind die üblichen Wellenformen.

    Mathematisch gesehen kann man jede Wellenform als Summe von unendlich vielen Sinusschwingungen unterschiedlicher Amplitude und Frequenz darstellen (Fourier).

    Was tut ein Filter?
    Ein Filter läßt gewisse Frequenzanteile durch und andere nicht. Hochpaßfilter lassen hohe Frequenzen passieren, Tiefpaßfilter lassen tiefe Frequenzen passieren. Die "Cutoff-Frequenz" bestimmt, ab wo gefiltert wird.

    Wenn man also bei einem scharf klingenden (weil sehr obertonreichen) Sägezahn die höheren Frequenzanteile herausfiltert, klingt er weicher und runder bis hin zu dumpf. Am Ende ist praktisch nur noch die Grundschwingung übrig (ein Sinus).

    Faustregel zur Vorstellung
    Das Frequenzspektrum einer Wellenform kann man sich fast bildlich vorstellen, wenn man ganz einfach davon ausgeht: Ecken und Kanten bedeuten immer einen sehr starken Obertonanteil. Deshalb sind Rechteck und Sägezahn so eine gute Ausgangsbasis, weil quasi "Maximalausprägung", von der je nach Bedarf weggefiltert werden kann.
    Je runder und abgelutschter die Wellenform, desto weicher und obertonärmer ist sie. Extremfall: Sinus. Der hat wie gesagt überhaupt keine Obertöne.

    Resonanz?
    Mit dem Resonanzregler kann man die Frequenzbereiche nahe der Cutoff-Frequenz anheben. Wie gesagt kann man das in der Regel so weit treiben, bis der Filter selbst in Schwingung gerät.
    Für den Gesamtklang bedeutet das, daß eben auch die Frequenzbereiche um die Cutoff-Frequenz herum angehoben werden - dadurch verändert sich natürlich der Klang, welcher ja von der Obertonzusammensetzung bestimmt wird.

    Was bedeutet das für eine Sinuswelle als Ausgangsbasis?
    Bei einer Sinuswelle, die ja per Definition keinerlei Oberschwingungen hat, läßt sich der Klang logischerweise nicht ändern, indem man bestimmte Frequenzbereiche anhebt oder abdämpft. Es gibt ja nur eine einzige Frequenz. ;)
    Wenn man eine Sinuswelle dennoch filtert, wird sie eben leiser. Resonanz (wenn die Frequenz paßt) macht sie lauter. Der Klang an sich bleibt jedoch gleich.

    Viele Grüße
    Torsten
     
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  7. EDE-WOLF

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    Erstellt: 19.04.16   #7
    1. vernünftiger post in dem Thread ;)
     
  8. Be-3

    Be-3 Mod Emeritus Ex-Moderator HFU

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    Erstellt: 20.04.16   #8
    Schon aufgrund der etwas unspezifischen Ausgangsfrage ist eine gewisse "Einschwingphase" nichts Ungewöhnliches. :D

    Aber nochmal zur Sache:
    Ich hatte ja von Frequenzspektren gesprochen, die durch Filtereingriffe und Resonanz partiell abgeschwächt oder hervorgehoben werden.
    Hierzu ist es vielleicht nützlich, an zwei Beispielen solche Frequenzspektren zu zeigen.
    Erstellt wurden die Beispiele mit der freien Software Audacity erstellt, auf die Spektren selbst und die verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten möchte ich nicht eingehen, es geht mir nur darum, qualitativ die Beteiligung von Sinuswellen verschiedener Frequenz an einer bestimmten Wellenform sichtbar zu machen:

    Sägezahn


    freq-saw.png
    Man sieht, daß Anteile in allen Frequenzbereichen existieren. Deshalb hat es einen enormen Einfluß auf den Klang, wenn man per Filter Teile davon abschwächt oder per "Resonanz" hervorhebt.


    Sinuswelle


    freq-sin.png
    Bei der Sinuswelle hingegen sieht man einen einzigen Peak, nämlich bei Frequenz der Sinuswelle - andere Frequenzen ("Obertöne") gibt es hier nicht.
    Die Anwendung von Filtern kann auf den Klang an sich deshalb keinen Einfluß haben.

    In der Praxis (auch hier) ist natürlich eine Sinuswelle nie perfekt, aber man sieht, woraus es hinausläuft.

    Viele Grüße
    Torsten
     
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  9. Martman

    Martman Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 25.04.16   #9
    Das ist der Cutoff-Regler. Der Resonanzregler beeinflußt, um wieviel das Signal um die Cutoff-Frequenz herum angehoben wird.

    @bipolarunit: Wenn du wissen willst, was Resonanz macht, nimm nicht Sinus, sondern Sägezahn. Dreh das Filter auf und zu. Dann dreh Resonanz rein und damit wieder das Filter auf und zu. Merkst du was?

    Bei Sinus passiert nur was, wenn du die Resonanz so weit aufreißt, daß das Filter in die Selbstoszillation geht – sofern dein Synth das kann.


    Martman
     
  10. strogon14

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    Erstellt: 06.05.16   #10
    Kurz gesagt: es pfeift! :)

    Um das ganze mal von der musikalischen Seite zu betrachten (wir sind ja schließlich kein Physik-Forum hier): in der Soundprogrammierung gibt es vielfältige Einsatzzwecke für die Filterresonanz:

    1. Schmatzende Bässe

    Wenn man die den Filtercutoff recht niedrig, den Filterenvelope-Amount recht hoch einstellt und einen kurzen Filterenvelope-Attack wählt und dann die Resonanz hochdreht, bekommt man das typische Synth-Bass "Schmatzen", das alles so schön "Funkäääi" macht.

    2. Filter-Sweeps

    Lange Drones oder Pads mit einem Sweep des Filter-Cutoffs von obbe-nach-unne oder annersderum werden erst richtig schön, wenn die Resonanz hochgedreht wird und den Verlauf der Cutoff-Frequenz nachzeichnen. Instant "Tom Sawyer"!

    3. Ausdünnen von Pads

    Luftige Pads werden durch das Anheben der Resonanz auf ca. 30 - 60 % untenrum ausgedünnt und gewinnen etwas an Präsenz, besonders bei Filtern, bei denen die Anhebung der Resonanz den Bassanteil verringert. Macht sich im Mix besser als eine muffelige Decke, die untenrum alles zuklebt.


    4. Filter als Oszillator

    Bei vielen Filtern erhält man, wenn die Resonanz ganz aufdreht, einen mehr oder weniger reinen Sinus-Ton mit der Filter-Cutofffrequenz, da das Filter mit der Cutoff-Frequenz oszilliert ("Selbstozillation"). Wenn man jetzt das Keytracking der Filtereckfrequenz auf 100% stellt, kann man den Filter mit dem Keyboard wie einen Oszillator spielen. Sehr beliebt für typische, hundevertreibende Hip-Hop-Leads ("Summertime"). Oder, wenn eine Hüllkurve oder ein LFO die Cutoff-Frequenz moduliert, für Jarresque Soundeffekte ("Piuh! Piuh!").

    5. Röchelsounds

    Wenn man die Resonanz gerade an die Grenze eingestellt, an der sie in die Selbstoszillation übergeht, man aber das ursprüngliche Oszillatorsignal noch hört und ggf. etwas Rauschen hinzumischt, bekommt man schöne hauchige Sounds, aus denen man entweder luftige Pads, oder, mit knackiger Hüllkurve, Pluck- und Ping-Sounds machen kann, die in Trance und Chillout allenthalben gebraucht werden.


    Es gibt noch viele andere Einsatzmöglichkeiten, die Beispiele oben gibt es in vielen Abwandlungen und andere wichtige habe ich noch gar nicht genannt, wie z.B. das typische TB303 Acid-Gezwitscher und, und, und...


    Chris






     
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