Hallo Forengemeinde. Ich möchte an Ostern beginnen, eine digitale elektronische Orgel zu bauen. Die Idee ist, die Orgeltöne mit einem oder mehreren AVRs zu generieren, die auf Knopfdruck jeweils fertig gesampelte Töne aus dem RAM laden und aus kleinen Lautsprechern heraus in die Rohren zu jagen, damit diese eine Resonanz bilden und wie echte Orgeltöne klingen. Ich mache es also elektronisch und nicht mechanisch, wie in diesem Projekt: Beitrag "High Pressure Organ" Ich brauche minimal 8 Töne gleichzeitig, möglicherweise auch 10. Wie schnell könnte ein typischer AVR diesbezüglich arbeiten, also die Knopfdruckschleife durchlaufen und dann, solange gedrückt wird, ein Sample aus dem RAM holen und es ausgeben? Die Schleife müsste für 10 Töne mit mindestens 480kHz laufen - ginge das? Wie gebe ich die Töne dann aus? Ich möchte nicht jeden Ton einzeln, sondern in Gruppen auf die Pfeifen geben. Welche Wandler wären zu empfehlen? Ich denke, ich muss das seriell machen, um alle an einen oder zwei AVR anschließen zu können, nehme ich an. Wieviele Töne kann man zusammenfassen, um AD-Wandler und Lautsprecher zu sparen?
2 (Sinus-) Töne könnten noch gehen, wenn man sich anschaut, wie man mit einem AVR DTMF Töne erzeugt, wie in AVR314 beschrieben: http://www.atmel.com/Images/doc1982.pdf Alles andere wird aber auch durch den kleinen RAM des AVR beschränkt. Für mich klingt das entweder nach einem Job für 'nen XMega mit externen SDRAM oder einem STM32. Gut, man könnte auch auf die Idee kommen, den Sample ins Flash zu speichern und dann mit variabler Samplefrequenz auszulesen, das macht AVR314 ja auch so, wird aber bei tiefen Tönen recht kompliziert (wg. der niedrigen Abtastfrequenz) und dürfte nicht besonders gut klingen. Schon mal an einen MIDI Expander gedacht?
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Wenn ich das richtig verstehe, dann will er mit einem kleinen Lautsprecher die Luft in den Röhren in Resonanz schwingen lassen. Dazu braucht es keine Samples. Es genügt ein Sinuston in der richtigen Frequenz. Diesen Ton dürfte man ohne weiteres in einem kleinen AVR abbilden können. Dann digital zu analog wandeln und ausgeben. Allerdings bezweifle ich daß ein leiner Lautsprecher genügend Lautstärke bringt. Das kommt jetzt natürlich auch auf den Lautsprecher an. Aber funktionieren könnt das schon. Ich würde erstmal einen Testaufbau mit einer Röhre und einem Lautsprecher machen und den Ton aus einem Sinusgenerator oder einem Synthesizer zur Anregung benutzen. Dann hörst Du ja ob das vernünftig klingen kann.
Resonanz schrieb: > Dazu braucht es keine Samples. Doch, einen einzigen :-) > Es genügt ein Sinuston in der richtigen > Frequenz. Diesen Ton dürfte man ohne weiteres in einem kleinen AVR > abbilden können. Dann digital zu analog wandeln und ausgeben. Deswegen erwähne ich ja AVR314. Hier werden immerhin schon 2 Töne gleichzeitig ausgegeben. Ich habe daraus mal eine kleine Türklingel im Tiny45 gebaut, klingt ganz nett - es mussten lediglich statt der DTMF Teilerfaktoren die der Tonleiter errechnet und in die Tabelle gebaut werden.
> Die Schleife müsste für 10 Töne mit mindestens 480kHz laufen
?
Wo kommen die 480kHz her?
Kein Mensch kann das hören. Wenn die Schwingungen (Grundfrequenz plus
Oberwellen) mit 40kHz per DDS erzeugt werden, dann reicht das dicke. Das
ist CD-Qualität und mehr braucht es wirklich nicht.
der verfügbare Speicher kann natürlich zum Problem werden.
Aber alles in allem. So wie du ganze Fragestellung formuliert ist: nein,
das wirst du nicht schaffen. Es reicht nicht, etwas nur zu wollen. Man
muss es auch können.
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Ob nun 2, 4 oder 10 Sinustöne gleichzeitig - die Sinustabelle brauchst du nur einmal. Der Ramverbrauch steigt also nicht so dramatisch an. Welche max. Frequenz brauchst du? Gruß Jonas
Hobbyorganist schrieb: > und aus kleinen Lautsprechern heraus in die Rohren zu jagen, > damit diese eine Resonanz bilden und wie echte Orgeltöne klingen. > Ich möchte nicht jeden Ton einzeln, > sondern in Gruppen auf die Pfeifen geben. Pfeifen ? Eine Pfeife produziert von selbst einen Ton. Welches wirre Zeug redest du ? Einen AVR kannst du jedenfalls vergessen. Er hat nicht genug RAM und ist für Audio nicht so geeignet. Nimm einen ordentlichen uC, wie ARM oder gleich einen DSP. Der produziert dannn 10 überlagerte Töne ganz ohne Pfeifen. Da muss man sich noch Gedanken um das Keyboard machen, damit man 10 gleichzeitig gedrückte Tasten auch erkennen kann, und man sollte sich Gedanken machen, daß 2 Töne aus einem Instrument nicht 2 einzelne Töne sind, sondern sich Mischprodukte ergeben, der eine Ton also den anderen beeinflusst, für natürlichen Klang.
480.000Hz * 128 (stützstellen für den Sinus) * 2 min. fache Abtastung * = 122.880000 MHz die dein Avr rennen müsste... Vergiss es Und da fehlt noch der Phasenzähler der auch noch mal einige bit breit ist(sonst hast du nur eine feste frequenz) Gruß jonas
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Jonas Biensack schrieb: > 480.000Hz * 128 (stützstellen für den Sinus) * 2 min. fache Abtastung = > 122.880000 MHz die dein Avr rennen müsste... > Vergiss es vergiss die 480kHz Da hat er irgendwas rumgerechnet. Mir ist eines noch nicht klar. Wie soll das mechanisch funktionieren? So wie ich das verstanden habe, hat er da einen Satz von Rohren als Ersatz für Orgelpfeifen. Anstelle die Pfeifen über einen Luftstrom und eine Spalt in Schwingungen zu versetzen, koppelt er (so die Idee) eine Schwingung direkt in die Luftsäule ein (per Lautsprecher). Ob das so funktioniert? Das würde ich im Vorfeld mal ausprobieren. So recht kann ich mir das noch nicht vorstellen. Resonanz hin oder her. Um die Luftsäule in Schwingungen zu versetzen und die aufrecht zu erhalten, ist Energie nötig. Die kommt ja nicht irgendwo her, sondern die muss der Lautsprecher liefern.
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Hi, kennst Du das hier: http://bolltone.de/Projekte/PropB3/PropB3.html Alles fertig, MIDI steuerbar und klingt auch noch... Oh, ist ja Propeller und nicht AVR... ;-) Ach ja, und Du willst keine B3 sondern eine Pfeifenorgel. Wenn Du aber eine Röhre in Resonanz bringen willtst, muß sie schon auf die Frequenz des Tones bezogen die richtige Länge haben. Du kannst nicht einfach 8 Röhren mit 8 Lautsprechern anpusten und egal was Du spielst klingt das dann, Du brauchst für jeden Ton (nicht gespielten!) eine entsprechend lange Röhre, ebenso viele Lautsprecher und, und , und... Grüße, Jörg
>Du brauchst für jeden Ton (nicht gespielten!) eine entsprechend >lange Röhre Genau, wollte ich gerade schreiben, die sind doch alle unterschiedlich lange die Röhren :) http://www.musik.uni-mainz.de/Bilder_allgemein/Goll-Orgel1.jpg Genau
... natürlich kann ich nicht wissen, um was es Dir geht, mal mit AVR basteln oder Orgelmusik machen. Ansonsten könnte ich Dir neben der Propeller-B3 noch http://www.hauptwerk.com/ empfehlen.
Wow das sind ja schon Antworten! Ganz kurz: 480kHz = 10 Kanäle a 48kHz Samplefrequenz. Die Orgelpfeifen sollen den Ton unterstützen. Externes SDRAM war angedacht. Als einen Mega, wenn man an einen AVR nicht dranbekommt. Gfs macht es Sinn, einen AVR je Ton zu nehmen?
Hobbyorganist schrieb: > 480kHz = 10 Kanäle a 48kHz Samplefrequenz. Mach dich doch erst einmal schlau, wie Orgeltöne aussehen (offene Pfeifen und gedackte Pfeifen). Du willst super duper Hüllkurven bauen und dann in eine Röhre abstrahlen, die den Grundton filtert? Fang doch etwas einfacher an. Ein Rechteck mit f und dazu ein Rechteck mit 2f und schon hast du alle Obertöne. Nun eine Filterbank und es klingt schon fast richtig. Musst du nur noch das Ein- und Ausschwingen in den Griff bekommen. Als erste Aufgabe: Wie stellst du die 12. Wurzel aus 2 dar für die gleichbleibend temperierte Stimmung?
Ich bin nicht so sicher, ob Dein Ansatz funktioniert und zwar einerseits nicht, was die Nutzung eines oder mehrer AVR anbelangt und zweitens auch nicht, was das Pfeifenanregungskonzept angeht. Zur Tonerzeugung: Ersteinmal wird es nicht reichen, die Orgelpfeifen einfach in Bewegung zu setzen, um den typischen Orgelklang zu bekommen, denn passiv angeregte Pfeiffen klingen anders, als aktiv angeregte. Eine Orgelpfeife hat auch verschiedene Punkte, an denen sie Schall aussendet und das ist an der seitlichen Luftauslasssöffnung z.B. sehr viel hochfrequenzlastiger, als am oberen Luftaustritt, wegen der Wirbel. Zweitens wird das, was die Orgel abgibt, deinen Ton modulieren, Du bekommst also ein Mischprodukt. Wie das klingt, kann ich so nicht sagen, aber ich halte es für naheliegender, die Orgelpfeife den Ton machen zu lassen und sie mit einem Sinus anzuregen - gfs mit einem oberwellenbehafteten. Welche Töne man zusammenfassen kann, ist mir auch nicht 100% geläufig, aber ich würde nicht benachbarte Töne nehmen, sondern solche, deren Oberwellen in die Pfeife "passen". Also entweder 12 Pfeifen für jeden Grundton und dessen Obtaven ebenfalls durch dieselbe Pfeife oder nur 7 Stück und die Quinten noch mit beipacken. Vielleicht ist es aber auch besser, immer 2 benachbarte Töne zu nehmen und die Pfeife in der Tonlage auf die Mitte der beiden Frequenzen anzupassen, dass sie beide gleich gut verstärkt. Dann könntest Du 6 Pfeifen nehmen und jeweils wieder die Oktaven dazu nehmen. Grundsätzlich geht es- die Digitalorgelbauer nutzen auch weniger Pfeifen, als sie Töne haben. Frage: Welche Pfeifen willst Du nehmen? Wenn Du den Luftstrom nicht erzeugst, reicht mitunter eine einfache Resonanzröhre. Es bleibt aber das Problem mit dem Mischen. Zur Realisation: Insgesamt glaube ich, dass es orgelähnlicher klingen dürfte, wenn Du die Samples einfach in ein Stereobild mischst und die Stereoanlage dranhängst. Dann hast Du auch den Hall der Kirchenorgel. Wenn Du den nämlich mitaufgenommen hast, darfst Du ihn keinesfalls nochmal durch die Pfeife gehen lassen. Du bräuchtest also wenn schon "trockene" Samples. Nachtrag: Jetzt kommt mir eine Idee: Was wäre, wenn Du die Töne garnicht verschiedenen Lautsprechern zuordnest, sondern allen LS alle Töne zuführst? Dann könntest Du die Pfeifen plazieren, wo Du willst und sie insgesamt mitresonieren lassen. Oder Du steckst sie in einen Holzkasten, der von den Seiten von 2 LS angetrieben wird, die aufeinander zuarbeiten. Die Luft kommt dann akustisch aus den Pfeifen.
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Noch etwas zur Realisation: Wenn Du nur ein RAM auslesen willst, würde ich keinen Microcontroller nehmen, sondern ein PLD oder ein FPGA. Da bekommst Du auch genügend Rechenleistung und vor allem IO-Pins! Mit einem Controller dürfte es schwer werden, genügend viele DA-Wandler ausreichend schnell anzusteuern. Mit einem FPGA bestünde die Möglichkeit, es per PDM zu machen. Da landen wir dann bei dem Vorschlag: http://www.96khz.org/htm/pldmodularorgan.htm Ich würde erst einmal eine Pfeife mit einem Ton / Pfeifenton bestrahlen und schauen, was dabei rauskommt. Kannst ja die Ergebnisse mal posten.
> Als erste Aufgabe: Wie stellst du die 12. Wurzel aus 2 dar für die > gleichbleibend temperierte Stimmung? Beide jeder Temperatur, im Sommer wie im Winter, ist die 12. Wurzel der Zahl 2 ca. 1,0594630943592953.
Mariot schrieb: >> Als erste Aufgabe: Wie stellst du die 12. Wurzel aus 2 dar für die >> gleichbleibend temperierte Stimmung? > > Beide jeder Temperatur, im Sommer wie im Winter, ist die 12. Wurzel der > Zahl 2 ca. 1,0594630943592953. Er meinte sicher, die Repräsentation der Zahl selbst als z.B. INT, die ja eine Irrationale ist, wobei kleine Fehler und Verstimmungen kein so grosses Problem sind. Oder meintest Du nun das Wort "temperiert"? -> temperierte Stimmung Werden Orgenpfeifen eigentlich getempert?
Hobbyorganist schrieb: > Hallo Forengemeinde. Ich möchte an Ostern beginnen, eine digitale > elektronische Orgel zu bauen. Die Idee ist, die Orgeltöne mit einem oder > mehreren AVRs zu generieren, die auf Knopfdruck jeweils fertig > gesampelte Töne aus dem RAM laden und aus kleinen Lautsprechern heraus > in die Rohren zu jagen, damit diese eine Resonanz bilden und wie echte > Orgeltöne klingen. Aus dem RAM? Damit sind die AVR chronisch unterversorgt. Maximal hast du 16KByte, das ist nicht wirklich viel, wenn man bedenkt, daß für Mono-Ton in CD-Qualität (44,1kHz Samplefrequenz, 16 Bit Auflösung) schon 88,2Kbyte/Sekunde fällig werden und der RAM somit für maximal ca. 0,2 Sekunden Schallereignis ausreicht. Da wäre Flash besser, den gibt's immerhin bis 256kByte groß, das reicht dann wenigstens für eine gute Sekunde. > Ich brauche minimal 8 Töne gleichzeitig, möglicherweise auch 10. Wie > schnell könnte ein typischer AVR diesbezüglich arbeiten, also die > Knopfdruckschleife durchlaufen und dann, solange gedrückt wird, ein > Sample aus dem RAM holen und es ausgeben? Die Schleife müsste für 10 > Töne mit mindestens 480kHz laufen - ginge das? Nein. Weder hast du genug Speicher für die Samples noch ist der AVR schnell genug, um 8 oder 10 davon gleichzeitig mit ordentlicher Auflösung auszuspucken. Zwei oder drei etwa mögen gehen. D.h.: Du bräuchtest mehrere richtig große AVRs. Das ist Unsinn. Dafür nimmt man gleich potentere Hardware und externen Speicher.
Ich könnte mir eher vorstellen, dass die Luftsäule in der Röhre zusammen mit dem Lautsprecher ein elektromechanisches Resonanzsystem bildet, das man auf analogem Weg (Rückkopplung) eigenresonant anregen kann. Dann stimmen auch die Obertöne, wie bei der pneumatischen Version. Aber eine Röhre mit bestimmten, verschiedenen Frequenzen zu vergewaltigen, halte ich nicht für eine Lösung die authentische Klangmuster liefern soll.
Simpel schrieb: > Ich könnte mir eher vorstellen, dass die Luftsäule in der Röhre zusammen > mit dem Lautsprecher ein elektromechanisches Resonanzsystem bildet, das > man auf analogem Weg (Rückkopplung) eigenresonant anregen kann. > Dann stimmen auch die Obertöne, wie bei der pneumatischen Version. Aber > eine Röhre mit bestimmten, verschiedenen Frequenzen zu vergewaltigen, > halte ich nicht für eine Lösung die authentische Klangmuster liefern > soll. Ja, genau das hatte ich in meinem ersten Beitrag mit "Mischprodukten" schon anklingen lassen wollen. Das ergibt Resonanzen auf mehreren Frequenzen mit den entsprechenden Schwebungen. Im Prinzip etwas Ähnliches, was man in Synthesizern mit RESO-Filtern baut. Da Orgeltöne üblicherweise lange gehalten werden, hat die Röhre ("Pfeife" sage ich jetzt nicht) genug Zeit, sich aufzuschaukeln. Ich bin eigentlich sehr sicher, dass man das hauptsächlich gleichförmig anregen muss, dann erübrigt sich auch das Problem der langen Töne und der Samplelänge von mehreren Sekunden und damit auch das smoothing beim loopen etc etc etc ... Wegen des Mitschwingens der Nachbarpfeifen nochmals: Bei der echten Orgel werden immer auch Nachbarn angeregt, die dann nach Massgabe der erzielbaren Frequenzen mitschwingen und Schwebungen generieren. Zudem passen ja die Obertöne einiger Pfeifen mit den Grundtönen anderer ganz gut zusammen. Das macht dann die feinen Untertöne der echten Orgel. Und wegen dem Problem hier: > die 12. Wurzel der Zahl 2 ca. 1,0594630943592953 Zu 8Bit Zeiten auf dem 64er habe ich das immer synthetisch gerechnet, mit 440Hz * 8 für den höchsten Ton (A) und dann für jeden Ton einfach mit 185/196 gerechnet. Das ist selbst bei Fortsetzung über 4 Oktaven immer noch auf wenige Promille genau. Ausrechnen braucht man es aber auch nur einmal, für die DDS Sinus Funktion braucht man eh das fertige FrequencyTuningWord je Ton. Wären 12. Mit dem Dreh kann man dann während des Spiels ganz einfach das Pitching ändern auch wenn die CPU keine Wurzel ziehen kann.
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Hobbyorganist schrieb: > aus kleinen Lautsprechern heraus > in die Rohren zu jagen, damit diese eine Resonanz bilden und wie echte > Orgeltöne klingen. Hi, das wird schwierig, weil ein Pfeifenton einer echten Orgel aus vielen Komponenten zusammengesetzt ist: Windgeräusch, Spalt- und Schneidentöne und der eigentliche Grundton, der sich langsam ausbildet, an Spalt und Mündung abstrahlt und durch den nachströmenden Wind aufrecht erhalten wird. Bis auf den Grundton fallen bei deinem Ansatz alle anderen typischen Klangkomponenten weg. D.h. ich vermute, das, was da übrig bleibt, wird sich ziemlich arm anhören. Außerdem wirst du wahrscheinlich nicht verhindern können, dass der Lautsprecher in alle Richtungen abstrahlt, d.h. du wirst immer auch den "Anregungston" hören. Bevor du viel Energie in die Elektronik steckst, würde ich erst einmal dein Grundprinzip "Lautsprecher brüllt in Rohr" verifizieren, z.B. mit einem Sinus in Grundtonfrequenz als Input und -damit es sich überhaupt noch entfernt nach Orgel anhört- mit einem Pfeifenkörper aus einer alten Orgelpfeife als Resonator. Und wenn du die Anregung noch realistischer machen willst, dann misch die Obertöne gleich dazu. Das sind bei offenen Pfeifen alle ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz, bei gedackten Pfeifen alle ungeraden Vielfachen der Grundfrequenz. Bei beiden Pfeifenarten sind die jeweils ersten Obertöne fast genauso energiereich wie der Grundton. Gruss, Rainer
Hättest Du ein 3D-Frequenzprofil von Orgelpfeiffen, also ein Spektrum mit Zeitverlauf? Dann könnte man es in der Tat voll elektronisch nachbilden, wenn man sich die Sinustöne generiert und den Zeitverlauf drüberzieht. Das ist im Grunde das, was ich mit meinem "LaPlaceSynthie" treibe, nur fehlt es meistens am Wissen über den 3D-Tonverlauf. Leider ist es mir auch noch nicht gelungen, dass vernüftig aufzuzeichnen, dass man es hätte mit FFT zerlegen können.
Jürgen Schuhmacher schrieb: > also ein Spektrum mit Zeitverlauf? Gurgl kegelt da ansatzweise was raus: http://www.orgel-info.de/emden.htm http://iwk.mdw.ac.at/?page_id=95&sprache=1 Da Orgelbau eine lange Tradition hat, vermute ich, dass du mit vintage Suchtechnik, z.B. Schlagwortsuche in Uni-Bibliotheken, weiterkommst.
Ich würde auch DDS befürworten (stand ja weiter oben schon). Dann kann zumindest ein kleiner AVR einen prima Sinus erzeugen und das mit ein paar Tabellen im Flash ohne viel Sample-Aufwand. Sollen es doch Samples sein, täte es auch ein serieller SPI-Flash. Zumindest hab ich damit ohne große Timing-Probleme schon 32kHz Samples über die PWM geschoben. Je nachdem wie das preislich geplant ist, würde ich - bei zehn geforderten Tönen - einfach jeden Generator einzeln aufbauen (China-Platinen sind verdammt günstig) und das ganze über einen elften Controller steuern...
Jürgen Schuhmacher schrieb: > wobei kleine Fehler und Verstimmungen kein so > grosses Problem sind. Das hängt stark vom Gehör und musikalischem Empfinden des Zuhörers ab. > Oder meintest Du nun das Wort "temperiert"? > -> temperierte Stimmung Ich empfehle Wikipedia für Grundlagen. > Werden Orgenpfeifen eigentlich getempert? Die Herstellung ist Betriebsgeheimnis. Nicht durch Zufall klingen die Orgeln unterschiedlicher Hersteller auch unterschiedlich. Der TO sollte sich vielleicht äußern, ob er den Klang einer Sakralorgel nachbauen möchte oder ob es eher Orgel für U-Musik werden soll.
Jürgen Schuhmacher schrieb: > Welche Pfeifen willst Du nehmen? Dann waren da noch die Zungenpfeifen, die den Ton nicht nur mit der Luft erzeugen... Und ich bezweifle sehr, das es sich interessant anhört, wenn die Resonanz mit einem Sinus angeregt wird. Immerhin passiert diese Anregung bei einer geblasenen Pfeife mit breitbandigem Rauschen am Luftspalt. Und es bilden sich etliche lokale Resonanzen aus. Wenn ich in eine Pfeife einen reinen Sinus reingebe, kommt da mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit ein (langweiliger) reiner Sinus wieder heraus... Rainer B. schrieb: > ich vermute, das, was da übrig bleibt, wird sich ziemlich arm anhören. Und nicht im Mindesten irgendwas mit einem Orgelklang gemeinsam haben.
Hobbyorganist schrieb: > Wow das sind ja schon Antworten! Ganz kurz: > > 480kHz = 10 Kanäle a 48kHz Samplefrequenz. Ähm. die 10 Kanäle kann man auch alle zur gleichen Zeit generieren. Du brauchst also 48kHz und nicht 480
Hallo Hobbyonanist, du willst also mit Lautsprechern deine Pfeife anblasen. Das wird nichts mal eben zwischen Gründonnerstag und Ostersonntag, da hättest du dir schon vor Weihnachten Gedanken machen müssen. Wie willst du denn die Lautsprecher luftdicht an den Pfeifen befestigen? Verstärker brauchst du auch noch.
Karl Heinz schrieb: >> 480kHz = 10 Kanäle a 48kHz Samplefrequenz. > Ähm. > die 10 Kanäle kann man auch alle zur gleichen Zeit generieren. Das wäre jetzt für den Fall gewesen, wenn ein Controller 10 Kanäle bedient Lothar Miller schrieb: > Jürgen Schuhmacher schrieb: >> Welche Pfeifen willst Du nehmen? > Dann waren da noch die Zungenpfeifen, die den Ton nicht nur mit der Luft > erzeugen... Da bin ich auch noch am Suchen. Ich hätte aber Zugang zu einem Metallbauer, der mir Hohlstäbe in allen Grössen liefern kann. Dirk J. schrieb: > du willst also mit Lautsprechern deine Pfeife anblasen. "Anregen" > mal eben zwischen Gründonnerstag und Ostersonntag, da hättest du dir > schon vor Weihnachten Gedanken machen müssen. Das ist schon seit letztem Herbst in meinem Kopf :-) > Wie willst du denn die > Lautsprecher luftdicht an den Pfeifen befestigen? Verstärker brauchst du > auch noch. Ich kenne mich ein wenig mit Lautsprecherbau aus. Das Verschliessen denke ich ist kein Problem. Die Lautsprecher werden passend in Pfeifenrohrdurchmesser gekauft. Die Tonerzeugung in der Pfeife kann ja weg, daher werde ich die Lautsprecher mal probieren, von oben anzubringen. Gdacht habe ich mir das etwas so wie hier: http://twhk.de/hausorgel/12x-rohrfloete-gedackt-kupfer-a.jpg Nochmals zur Tonerzeugung: Als Samples sollen entweder echte Orgeltöne Verwendung finden, oder vereinfachte Wellen mit Obertönen, sowie das hier gemacht wird: http://www.eminent-orgeln.de/images/Obertonanalyse_gross.jpg
Hobbyorganist schrieb: > Karl Heinz schrieb: >>> 480kHz = 10 Kanäle a 48kHz Samplefrequenz. >> Ähm. >> die 10 Kanäle kann man auch alle zur gleichen Zeit generieren. > > Das wäre jetzt für den Fall gewesen, wenn ein Controller 10 Kanäle > bedient Kanal * Samplefrequenz = Unsinn Du willst 10 Samples mit 48 kHz gleichzeitig ausgeben. Was für eine Orgel doch sehr wenig ist, oder man braucht dann sehr viel Speicher (denke dabei an die Möglichkeit, verschieden "Register, oder wie das aus heißt" zu ziehen)? Hobbyorganist schrieb: > Dirk J. schrieb: >> du willst also mit Lautsprechern deine Pfeife anblasen. > "Anregen" Soweit ich das verstehe, kannst Du mit einem Lautsprecher keine Pfeife anregen, da Du damit keinen stetigen Luftstrom erzeugen kannst (in eine Richtung). Hobbyorganist schrieb: > Nochmals zur Tonerzeugung: > Als Samples sollen entweder echte Orgeltöne Verwendung finden, oder > vereinfachte Wellen mit Obertönen, sowie das hier gemacht wird: > http://www.eminent-orgeln.de/images/Obertonanalyse_gross.jpg Vllt. doch nicht lieber eine SW-Orgel nehmen.
Hobbyorganist schrieb: > Metallbauer, der mir Hohlstäbe Besser wäre ein Orgelbauer, der erzählt, wie das Material der Pfeife den Klang beeinflusst.
Zufälligerweise weiss ich das Orgelpfeifen früher aus Kupfer gemacht wurden - deswegen auch sehr wertvoll waren. Gruß Jonas
mar IO schrieb: > Kanal * Samplefrequenz = Unsinn Dann erkläre mir mal, wie Du permanent 10 Kanäle gleichzeitig mit samples versorgen willst. Die 48kHz kommen vom Audio-DAC und die 10 von den Fingern. Für jeden Kanal muss das passende Sample geholt und ausgegeben werden. Oder habe ich was verpasst?
Timonius schrieb: > Sollen es doch Samples sein, täte es auch ein serieller SPI-Flash. > Zumindest hab ich damit ohne große Timing-Probleme schon 32kHz Samples > über die PWM geschoben. Mit einem Flash und einem Kanal, nehme ich an. Wie schnell könnte ich einen flash-Baustein maximal auslesen? Schafft man mit allen Zugriffen, Lesen, Schreiben und Programmverwaltung 500kHz auf einem seriellen Flash?
Hallo Hobbyorganist. Die Orgelpfeifen als Statisten zu misbrauchen, ist doch etwas weit dahingedacht. Diese Art von Pfeifen brauchen schon richtig Luftdruck und Energie, um zu schwingen. Das schaffen kleine Lautsprecher eher nicht. Ich würde samples abspielen oder den Klaang synthetisch erzeugen. Hast Du das gesehen? Beitrag "Programm für Soundmodul." Sobald Du einen elektronischen Klang beisammen hast, kannst Du das auch noch filtern und zurechtbiegen und mischen, wie ich das mit meinem Audiogerät gemacht habe: http://fpgasynth.beepworld.de/pldaudio.htm
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Hobbyorganist schrieb: > mar IO schrieb: >> Kanal * Samplefrequenz = Unsinn > > Dann erkläre mir mal, wie Du permanent 10 Kanäle gleichzeitig mit > samples versorgen willst. Die 48kHz kommen vom Audio-DAC und die 10 von > den Fingern. Für jeden Kanal muss das passende Sample geholt und > ausgegeben werden. Oder habe ich was verpasst? Unsinn, da 480 kHz nichts aussagt und der Wert für nichts zu gebrauchen ist. Hobbyorganist schrieb: > Die Schleife müsste für 10 > Töne mit mindestens 480kHz laufen - ginge das? Nicht die Schleife sondern -der- ein Interrupt muss alle 1/(48 kHz) zehn Audio-Ausgänge mit Samples versorgen. Hier muss nichts schneller oder langsamer laufen, sondern stets seine 48 kHz beibehalten. Was sich ändert, ist die Datenrate, die verarbeitet werden muss. Du möchtest doch die Audio-Ausgänge synchron ausgeben, oder irre ich mich da??? Du möchtest 10 Audio-Ausgänge mit 48 kHz möglichst latenzfrei ansteuern und noch zusätzlich 16/24 Bit-Samples loopen und mit Hüllkurven / Lautstärke / Anschlag verrechnen. Also einen ROMpler mit 10-Audioausgänge bauen, der zehn Pfeifen als Attrappen besitzt. Da brauchst Du schon etwas Rechenleistung/Geschwindigkeit/Speicher(Möglichkeiten) dahinter.
Hobbyorganist schrieb: > mar IO schrieb: >> Kanal * Samplefrequenz = Unsinn > > Dann erkläre mir mal, wie Du permanent 10 Kanäle gleichzeitig mit > samples versorgen willst. Die 48kHz kommen vom Audio-DAC und die 10 von > den Fingern. Für jeden Kanal muss das passende Sample geholt und > ausgegeben werden. Oder habe ich was verpasst? Ähm. Man kann mit jedem einzelnen Takt der 48kHz durchaus auch alle benötigten 10 Ausgänge versorgen. Das ist kein Problem
1 | ISR( ... ) // wird im 48kHz Raster aufgerufen |
2 | {
|
3 | for( i = 0; i < NR_CHANNELS; i++ ) |
4 | {
|
5 | if( channel[i].isUsed ) |
6 | output( sampels[ channel[i].sampleNr++ ); |
7 | }
|
8 | }
|
wie auch immer dann die Ausgage Stufe aussieht und dementsprechend angesprochen werden muss.
Hobbyorganist schrieb: > Ich kenne mich ein wenig mit Lautsprecherbau aus. Das Verschliessen > denke ich ist kein Problem. Die Lautsprecher werden passend in > Pfeifenrohrdurchmesser gekauft. Die Tonerzeugung in der Pfeife kann ja > weg, daher werde ich die Lautsprecher mal probieren, von oben > anzubringen. > Gdacht habe ich mir das etwas so wie hier: > http://twhk.de/hausorgel/12x-rohrfloete-gedackt-kupfer-a.jpg Hi, der punkt bei gedeckten pfeifen ist der, dass die oben einen schwingungsknoten haben. Wenn du die von oben anregt, dann machst du damit eine offene Pfeife draus. Der Grundton ist damit dann nicht mehr der ursprüngliche, sondern eine Oktave höher. Außerdem liegt bei offenen Pfeifen der Schwingungsbauch -abhängig vom Durchmesser- deutlich oberhalb der Pfeifenmündung, Stichwort "Mündungskorrektur". Deine Lautsprecherkalotte muss sich damit auch deutlich oberhalb der Pfeifenmündung befinden, um den originalen Grundton anzuregen bzw. die Oktave. Wenn du also den Lautsprecher direkt auf die Pfeifenmündung setzt, dann wird die Resonanzfrequenz höher sein als der auf der Pfeife angegebene Grundton. Weiterhin haben alle Pfeifen eines Registers unterschiedliche Durchmesser, damit alle gleich laut klingen: Je höher der Ton, desto kleiner der Durchmesser. Es ist also vermutlich mit Fummelarbeit verbunden, auf alle Pfeifen einen passenden Lautsprecher aufzusetzen. Unter dem strich veränderst du mit allen diesen Aktionen die eigentliche Klangcharakteristik der verwendeten Orgelpfeifen so stark, dass das Ergebnis mit Sakralorgelklang noch soviel zu tun hat wie Eintracht Braunschweig mit 1.Bundesliga. Aber wer weiß, vielleicht wird ja noch was daraus. Gruß, Rainer
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Georg G. schrieb: > Jürgen Schuhmacher schrieb: >> wobei kleine Fehler und Verstimmungen kein so >> grosses Problem sind. > Das hängt stark vom Gehör und musikalischem Empfinden des Zuhörers ab. Typischerweise werden 20-30 Cent absolut nicht mehr gehört und 5-10 Cent im AB-Vergleich, die ich dafür hernziehen würde, um eine Toleranz für solche Systeme zu definieren. Wenn ein Lautsprecher einen minimal erhöhten Sinus liefert, passen die Schwebungen nicht so, wie üblich, aber das tun sie bei keinem akustischen System exakt. >> Oder meintest Du nun das Wort "temperiert"? >> -> temperierte Stimmung > Ich empfehle Wikipedia für Grundlagen. Mein Hinweis ware eher an Mariot gerichtet, der auf das Stichwort "temperiert" hin, von Sommer und Winter sprach. >> Werden Orgenpfeifen eigentlich getempert? > Die Herstellung ist Betriebsgeheimnis. Nicht durch Zufall klingen die > Orgeln unterschiedlicher Hersteller auch unterschiedlich. Das wiederum war ironisch gemeint, um noch eine Form von "Temperieren" ins Spiel zu bringen.
>und aus kleinen Lautsprechern heraus >in die Rohren zu jagen, damit diese eine Resonanz bilden und wie echte >Orgeltöne klingen. Was ist das für ein totaler Quatsch ??? Man steuert doch nicht Röhren mit Lautsprechern an !!! Und wenn man Lautsprecher hat, braucht man keine Röhren.
Grundsätzlich ist sein Denkansatz schon richig: Die physikalischen Objekte, die ein Tonerzeugersystem bilden, formen durch ihre zeitlich versetzt auftretenden Resonanzen massgelich den Ton. Bei der Orgel ist es erstens der Pfeifenkorpus und zweitens das Gesamtinstrument zusammen mit dem Raum. Ich denke, das ist, was der TO im Sinn hatte: Den Samples Dreidimensionalität zu verleihen. Nur ist bei aufgenommenen Signalen, wie er sie im Auge hast, dieses ja schon drin und zwar jeweils ein ganz konkreter für die Situation einzigartiger Klangverlauf. Da kann man nicht einfach nochmal Teilfunktionen der Orgel mit ins Spiel bringen. Entweder komplette samples oder synthetische Klänge aus generischen Wellen, die passend modifiziert wurden. Wenn es wirklich Pfeifen oder Röhren oder was auch immer sein müssen, dürfte etwas Foschung anfallen, was die Anregung angeht.
>Grundsätzlich ist sein Denkansatz schon richig:
nur gibt es weltweit keine einzige Orgel, die mit so einem Kappes
angesteuert wird.
wie wird das eigentlich mit den digitalen Pfeifenorgeln gemacht, die mal einen Weile aktuell waren? Ich hatte diese auf Messen gesehen, es waren kleine kompakte Geräte mit vielleicht 30-40 Pfeifen, also bei weit nicht für jeden Ton ein.
es gibt derartige kommerzielle Konstruktionen mit Röhren. D.h. einen Prospekt mit leeren Röhren die wie Pfeifenaussehen aber keine sind. Darunte eine stinknormale Lautsprecherbox welche wie eine mäsige Elektronenorgel klingt. Die Röhren werden auf Resonanz angeregt und schon klingt das im Raum deutlich besser als jeder Lautsprecher. Guck mal hier wir dsowas diskutiert wie du bauen willst: http://orgelforum.sakral-orgel.de/viewtopic.php?f=4&t=225 Es gibt dazu sogar ein ganzes Formum "Klangabstrahlung" wo allesamt leidenschaftliche Spezialisten zuhause sind. Bevor ich mich da an eine Leiterplatte mache würde ich dem Hauptwerk Link von vorne mal nachgehen. Einer der Sampler war mein Professor in Rechnerarchitekturen. Vor einiger Zeit war Hauptwerk frei und das größte Problem war den PCs mit wenigstens 1Gb Ram ausstatten zu können. Das hat für Hauptwerk gerade so gereicht. Ebenso die Rechenzeit: Hauptwerk nutzt die MMX Erweiterungen der IA32 Architektur bzw. die Hardware Floating Point Anweisungen um Samples beim mehrstimmigen Spielen zusammenzurechnen. Mit 1Gb dürfen es auch nicht soviele Stimmen sein, denn wenn ein Sample nicht im Speicher ist, gibt es eine unakzeptable Verzögerung bis der Ton anspricht. Heute ist das mit mehreren Gb weniger problematisch und deshalb kostet Hauptwerk zwischenzeitlich eine Kleinigkeit. Aber höre dir das erst mal (auf Kopfhörer) an. Es gibt haufenweise Freaks die sich die Nächte um die Ohren schlagen (wenn die Vögel nicht pfeiffen und wenig Verkehr ist) hunderte Kilometer weit fahren um irgendwo in den Kirchen Mikrofone aufstellen um fette Samples zu kriegen. Mit und ohne Raumakustik, d.h. Hauptwerk kann nicht nur die Pfeife sondern auch den Raum nachbilden. Die historischen (temperierten) Stimmungen sind auf Hauptwerk übrigens auch der Knaller weil man zum Hörvergleich in den Tonarten umschalten kann was an den Originalpfeiffen ja nicht so einfach geht. (Google nach "Wolfsquinte") Ansonsten noch ein Orgeltip: Kirchen haben heute kein Geld mehr und Orgelbauer sind ein hungerndes und vom Aussterben bedrohtes Volk. Viele Gemeinden werden aufgelöst, abgerissen oder an Muslime verkauft die keine Orgeln brauchen. Die Orgelbauer haben Platzprobleme weil das Zeugs alles sperrig ist und die Miete für ein Lager viel Geld kostet. So kannst du i.d.R. für wenig Geld einen ganzen Satz alte Pfeifen kriegen die du nicht als Resonator sondern dann als echte Pfeife wiederbeleben kannst. Das alte Zeugs wird oft auf Flohmärkten verscheppert welche dann der Gemeinde zugutekommen. Veilelicht 2 Oktaven mit ein oder zwei Registern dann mit Synthesizer kombiniert. Der Synthi macht den Wumm und die Pfeiffen machen den Raumklang als Kontrast. Das kann ein Lautsprecher so nie. Gerne auch mit mechanischem Schlagwerk und Midi - ein AVR kann dann die Tastatur und Schnittstellen abfragen. Für wirkliche Samples aber definitiv viel zu klein. Einfach mal bei der Kirchenmucke (Kantor/Organist/Musikdirektor) in der Gemeinde nachfragen. Die wissen dann die lokalen Orgelbauer und die wissen wo was geht. Traditionnell gilt es aber mit Fingerspitzengefühl die Brücke zwischen Softies und Kirchenmuckern auszuoloten (Elektronik ist der Mitbeweber der Orgelbauer und die haben heute nichts mehr zu schmunzeln) und schon kommmst du an bestes Material und allergeilsten Sound ran.
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J. V. schrieb: > es gibt derartige kommerzielle Konstruktionen mit Röhren. Super Beitrag! Genau das habe ich mir vorgestellt! Den links werde ich direkt nachgehen. Wie Du richtig vermutet hast, sind die umschaltbaren Tonarten ein Ziel der Arbeit, weil man das im Synth leicht erreichen kann. Eine Frage vorab: > D.h. einen Prospekt mit leeren Röhren die wie Pfeifenaussehen aber > keine sind. Welches Material das ist, weisst Du nicht zufällig? > Die Röhren werden auf Resonanz angeregt und > schon klingt das im Raum deutlich besser als jeder Lautsprecher. Exakt, das hatte ich im Sinn! Jürgen Schuhmacher schrieb: > Ich denke, das ist, was der TO im Sinn hatte: Den Samples > Dreidimensionalität zu verleihen. So ist es. Was viele nicht verstehen ist, dass 3dimensionaler Sound einfach besser klingt. Das Gehör ist 3dimesional, also müssen es die Musikinstrumente auch sein. Ich hätte noch zwei Fragen zu deinen Ideen: Jürgen Schuhmacher schrieb: > Dann könntest Du die Pfeifen platzieren, wo Du willst und sie > insgesamt mitresonieren lassen. Oder Du steckst sie in einen Holzkasten, > der von den Seiten von 2 LS angetrieben wird, die aufeinander > zuarbeiten. Die Luft kommt dann akustisch aus den Pfeifen. Könntest Du bitte beschreiben, wie Du das genau meinst? > Entweder komplette > samples oder synthetische Klänge aus generischen Wellen, die passend > modifiziert wurden. Wie sollten die Wellenformen aussehen, wenn nicht vollständige Samples und wie sollten sie modifiziert werden? Ich habe mir Deine Orgel auf deiner Webseite angesehen, wie machst du das?
Rainer B. schrieb: > Wenn du also den Lautsprecher direkt auf die Pfeifenmündung > setzt, dann wird die Resonanzfrequenz höher sein als der auf der Pfeife > angegebene Grundton. Weiterhin haben alle Pfeifen eines Registers > unterschiedliche Durchmesser, damit alle gleich laut klingen: Je höher > der Ton, desto kleiner der Durchmesser. Es ist also vermutlich mit > Fummelarbeit verbunden, auf alle Pfeifen einen passenden Lautsprecher > aufzusetzen. Danke für den wertvollen Beitrag. Ja, tatsächlich erwarte ich etwas Fummelarbeit, die wird wohl so aussehen, dass ich die Röhren auf eine entsprechende Länge bringen werde, um den Ton und die Resonanz anzupassen. Das Thema Lautstärke ist aber ein Punkt! Hatte ich noch nicht bedacht. Das wollte ich eigentlich so regeln, dass die Lautsprecher unterschiedlich laut sind, bzw die Töne entsprechend stark zugemischt werden.
Karl Heinz schrieb: > Hobbyorganist schrieb: >> mar IO schrieb: >>> Kanal * Samplefrequenz = Unsinn >> >> Dann erkläre mir mal, wie Du permanent 10 Kanäle gleichzeitig mit >> samples versorgen willst. Die 48kHz kommen vom Audio-DAC und die 10 von >> den Fingern. Für jeden Kanal muss das passende Sample geholt und >> ausgegeben werden. Oder habe ich was verpasst? > Man kann mit jedem einzelnen Takt der 48kHz durchaus auch alle > benötigten 10 Ausgänge versorgen. Das ist kein Problem > ISR( ... ) // wird im 48kHz Raster aufgerufen > { > for( i = 0; i < NR_CHANNELS; i++ ) > { > if( channel[i].isUsed ) > output( sampels[ channel[i].sampleNr++ ); > } > } > > wie auch immer dann die Ausgage Stufe aussieht und dementsprechend > angesprochen werden muss. Ja aber dann passiert doch genau das, wovon ich rede: Für jeden der CHANNELS muss ein Wert geholt und abgeschickt werden. Für 48kHz Samplerate sind das mindestens 480kHz Abtastrate. In dieser Schleife, egal ob Interrupt oder nicht, muss dann ein RAM-Zugriff laufen, der Zähler erhöht werden und der Port bedient werden. Das läuft doch in einem Controller alles nacheinander.
Hobbyorganist schrieb: > Ja aber dann passiert doch genau das, wovon ich rede: Für jeden der > CHANNELS muss ein Wert geholt und abgeschickt werden. Ja und? Was denkst du eigentlich wie lange das dauert, alle 1/48tausend Sekunden 10 Werte auf den Weg zu bringen? > Für 48kHz > Samplerate sind das mindestens 480kHz Abtastrate. Du hast es immer noch nicht. Die ISR wird mit einer Frequenz von 48kHZ aufgerufen. Bei jedem Aufruf werden alle 10 Kanäle mit neuen Werten versorgt. 48kHz sind genug. Und wenns 20 Kanäle wären, würde die notwendige Frequenz immer noch 48kHz sein. > In dieser Schleife, egal ob Interrupt oder nicht, muss dann ein > RAM-Zugriff laufen, der Zähler erhöht werden und der Port bedient > werden. Das läuft doch in einem Controller alles nacheinander. Ja, in 100 Nanosekunden. Mir scheint, du machst dir keine Vorstellung davon, wie schnell so ein mit 16Mhz getakteter AVR tatsächlich arbeitet? Der macht rund 14 Millionen Befehle pro Sekunde! 1 Befehl wird in ca. (je nach Befehl) 7 tausendstel millionstel (7 mal 10 hoch -8) Sekunden, oder 0.07 µSekunden oder 0.00007 Millisekunden oder 0.00000007 Sekunden oder 70 Nanosekunden abgearbeitet. Was denkst du was das jemanden kratzt, wenn der µC alle 20µS mal 50 oder 100 Befehle a 0.07µs abzweigen muss um 10 DAC mit neuen Werten zu versorgen? Das ist nicht dein großes Problem, solange du keine aufwändigen Filteralgorithmen da hinten drann hast sondern nur eine Hüllkurve einmultiplizieren musst. Aber du musst die Samples auch irgendwo speichern. Und da hast du dann auf einem AVR ein Problem.
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>Das Thema Lautstärke ist aber ein Punkt! Hatte ich noch nicht bedacht.
Ich schon.
Hobbyorganist schrieb: > J. V. schrieb: >> es gibt derartige kommerzielle Konstruktionen mit Röhren. Hohoho! So langsam wird das Thema interessant! Ich erinnere mich auch an eine Messe, wo sie solche Gerätchen vorgestellt haben. Aber ich habe mich nie näher mit der Funktion befasst. Wie ich eingangs schon vermutete dienen die Pfeifen da nur zu Resonanz. Es sollte mich aber wundern, wenn da wirklich Orgeltöne aus den Lautsprechen herauskommen. Dann würden die Röhren nicht viel Klang leisten, sage ich mal. > Jürgen Schuhmacher schrieb: >> Ich denke, das ist, was der TO im Sinn hatte: Den Samples >> Dreidimensionalität zu verleihen. > So ist es. Was viele nicht verstehen ist, dass 3dimensionaler Sound > einfach besser klingt. Das Gehör ist 3dimesional, also müssen es die > Musikinstrumente auch sein. Naja, sagen wir mal so: Eine dreidimensionale Klangabstrahlung bildet auch im Raum ein stark ortsabhängiges Gefüge, wegen der Echos. Die eigentliche Funktion der Resonanzröhren ist aber wohl mehr die, des Mitschwingens und der sich bildenden Schwebungen. Das belebt den Klang. Meines Erachtens erfordert dies aber dann sehr trocken und direkt aufgenommene Primärtöne. Dessen bin ich eigentlich ziemlich sicher. Aber zunächst noch mal zu Deinem Timing Problem: Hobbyorganist schrieb: > Ja aber dann passiert doch genau das, wovon ich rede: Für jeden der > CHANNELS muss ein Wert geholt und abgeschickt werden. Für 48kHz > Samplerate sind das mindestens 480kHz Abtastrate. Das ist schon richtig, sofern Du unterstellst, dass der AVR mit dem Ausgeben voll ausgelastet ist. Das ist er aber nicht insofern ist Deine Rechung eine untere Minimalanforderung, die weit übertroffen wird. > In dieser Schleife, egal ob Interrupt oder nicht, muss dann ein > RAM-Zugriff laufen, der Zähler erhöht werden und der Port bedient > werden. Das läuft doch in einem Controller alles nacheinander. Du kannst beruhigt sein, das Holen eines RAM-Wertes und Absenden auf einen DAC geht in weniger, als 10 Takten, auch wenn man es umständlich programmiert, von daher braucht Dein Controller nicht mal 5 MHz Taktfrequenz. Du hast also ausserhalb der ISR genügend Zeit, die Tastaturthemen zu erledigen.
Karl Heinz schrieb: > Was denkst du was das jemanden kratzt, wenn der µC alle > 20µS mal 50 oder 100 Befehle a 0.07µs abzweigen muss um 10 DAC mit neuen > Werten zu versorgen? Na ganz so grosszügig ist es ja nun auch nicht. Die 100 Befehle wären schon 7us und damit fast die Hälfte der Zykluszeit. :-) Ein bissl Verwaltung gibt es auch noch rund um die Stimmengeneration, denn die ISR muss voll deterministisch laufen, wenn es keinen Jitter geben soll. Man muss sich auch überlegen, wann welcher DAC takten soll und wann er beladen wird. Da wäre ein fixes Timing wichtig und die Kanäle müssen in derselben Reihenfolge laufen. Ich habe mal überschlägig überdcht, was die Schleife tun müsste, um meine Orgel abzubilden. (Ist aus meinem Concept book und läuft in VHDL) Notenzähler auf Null Tastenzähler auf Null "Tastenschleife : 8 Input Ports pollen für 8x8 bit = 61 von 64 Tasten" PORTNUMMER = KEYNUMMER / 8; BITNUMMER = KEYNUMMER - 8 * PORTNUMMER; realisiert durch Bitrotation "Entscheidung, ob Taste an oder nicht, gfs Inkrement eines Zählers" VARIABLE = PORT(PORTNUMMER) TASTE = BIT(VARIABLE, BITNUMMER) realisiert durch "AND" WENN TASTE = AN WENN Notenzähler < 10 Notenzähler = Notenzähler + 1; NotenarrayNeu (Notenzähler) = KEYNUMMER; Ende Tastenschleife Ab hier hast du ein Array mit den 10 gedrückten Noten, gemäss Vorrangstrategie, hier halt die Notenhöhe. Dann wäre zu prüfen, ob die Noten schon gedrückt sind und die Information "Neue Note" muss gelöscht werden FOR NOTESOLLNR = 1 bis 10 NeueNote(NOTESOLLNR) = 0 FOR NOTEISTNR = 1 bis 10 WENN(NotenarrayNeu (NOTESOLLNR) = NotenarrayAlt(NOTEISTNR) NotenarrayNeu (NOTESOLLNR) = NULL SONST NotenarrayNeu (NOTESOLLNR) = RETRIGGER Ab hier enthält das neue Notenarray nur noch neue NOten oder den Befehl "retrigger". Ich brauche den, um mein Oszillatoren weiterlaufen lassen zu können und dennoch die Hüllkurven neu zu starten. Nun werden die Informationen schlagartig in das alte Notenarray übertragen und dann wenn eine neue Note gespielt wurde, der Notenstandszähler im alten Array inkrementiert, sodass die dortigen ältesten Noten überschrieben werden, gleichzeitig wird der Kanal neu gestartet. Unter Umständen musst Du an der Stelle auch den Klang, der zu der Note passt, mit in den virtuellen Kanal einfügen. Ansonsten wird die Note und vor allem der Kanal beibehalten, keine Note gestohlen und nur der Kanal neu gestartet, wenn das gewünscht ist. In der synchronen Schleife wäre zu tun: Samplezähler = Samplezähler + 1; Notenzähler auf Null FOR Notenzähler 0 ... 10 RAMADRESSE = Funktion (NotenarrayAlt(Notenzähler) + Samplezähler) PORTNUMMER = Funktion (Notenzähler) PORTNUMMER = RAMADRESSE Für mich sind das weniger, als 20 Takte, zusammen mit der Bearbeitung der Tastenfunktion reichen 10MHz Taktfrequenz für den Controller. Falls Du es nicht mit Samples, sondern doch Sinus-DDS bauen willst: Notenzähler auf Null FOR Notenzähler 0 ... 10 PHASEINKREMENT(Notenzähler) = NotenarrayAlt((Notenzähler); und Synchron dann PHASE(Notenzähler) = PHASE(Notenzähler) + PHASEINKREMENT((Notenzähler); VALUe = SINTABLE (PHASE(Notenzähler) etc.. dauert natürlich länger, braucht aber kein externes RAM. Vielleicht eine Anmerkung noch: Wenn Du einen Sinus aus DDS machen willst, brauchst Du mehrkanalige Ausgänge / Ports und DACs. Rechtecke aus einem Pin auszugeben und zu filtern, wie es bei meiner Orgel mache, ist viel einfacher. Mit einem sehr einfachen Filter bekommst Du schon einen guten Sinus hin, wobei Oberwellen ja nicht so nachteilig wären, bei Deiner APP.
So und nun hierzu nochmal: Hobbyorganist schrieb: > Könntest Du bitte beschreiben, wie Du das genau meinst? War nur so eine spontane Idee: Manche Lautsprecherbassboxen arbeiten nach diesem push-pull Prinzip: Eine fette Röhre, an beiden Seiten ein LS, die im Gegentakt arbeiten, d.h. der eine drückt, der andere zieht. Wenn man das Prinzip umdreht und sich gleichphasig arbeiten lässt, neutralisiert sich der Aussenklang, da sie in die Box brüllen. Wenn diese zu den Pfeifen hin offen ist, hätte man einen gleichmässigen Schallaustritt. Ist aber vermutlich nicht doch so der Brüller. Jeder Pfeife/Röhre einen eigenen Lautsprecher zu geben, ist vermutlich klüger und löste auch das Lautstärkeproblem. >> Entweder komplette >> samples oder synthetische Klänge aus generischen Wellen, die passend >> modifiziert wurden. > Wie sollten die Wellenformen aussehen, wenn nicht vollständige Samples > und wie sollten sie modifiziert werden? Das ist die Frage! :-) Ich würde sagen, "dünne" also wenig resonierende / schwebende Primärklänge. Beim Sounddesign mit Synthesizern hat man ja dasselbe Problem: Je mehr Spuren und Oberwellen beteiligt sind, desto fetter wird das Ganze und desto problematischer sind komplexe Wellen und Modulationen. Für Lead-Sounds können sie indes nicht komplex und lebhaft genug sein. Da fallen mir noch zwei Dinge ein: 1) Wie willst Du die Orgel grundsätzlich stimmen? Du kennst Dich mit Kirchentonarten aus? Wie sollen die Pfeifen angepasst werden? Und wie wird umgeschaltet? 2) Wieviele Röhren werden es nun? Wenn Du nur wenige Röhren hast, werden die auch nur wenige Frequenzen betonen. Um die Schwebungen zu kontrollieren, ist es bei Synthies so, dass die anregende Frequenz mit einem Vibrato versehen wird. Dann werden die Resonanzfilter (und das sind deine Röhren letztenendes) immer ein wenig angeregt, auch wenn die Frequenz variiert. > Ich habe mir Deine Orgel auf > deiner Webseite angesehen, wie machst du das? Das ist was komplett anderes. Ich benutze 12 leicht verrauschte, da jitternde Tongeneratoren, die auf analoge Filter arbeiten und damit einen für jeden Ton leicht unsauberen Takt erzeugen. Die werden dann runtergeteilt und gehen auf Filter, die ein wenig schweben. Zumindestes in der zweiten Version ist das so, die erste arbeitete clean. Von da ab hat man einen Digitalwert als Ausgang - jeweils als n-Bitvektor. Der geht aber nicht auf DACs sondern R2R-Filter, die einen nichtlinearen Verlauf haben, also "falsch" arbeiten und Oberwellen haben. Ab da ist dann jeder Ton individuell. Gemischt wird rein analog. Ich würde heute aber eher so bauen, dass jeder Ton schon im PLD gemacht wird und als PWM rausgeht. Das ist einfacher zu kontrollieren und mit heutigen PLDs / FPGAs auch gut genug. Meine damalige "Orgel" ist nämlich klanglich nicht so, dass man sie jetzt unbedingt nachbauen müsste :D
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> Eine fette Röhre, an beiden Seiten ein >LS, die im Gegentakt arbeiten, d.h. der eine drückt, der andere zieht. VonWegen. Das ergäbe (wenn es denn gemacht würde) nur Blindleistung!
Dank nochmals zwischendurch für die zahlreichen Vorschläge. Ich werde jeder Orgelpfeifenersatzröhre einen Lautsprecher spendieren, d.h. zunächst einmal ein System bauen und dieses ausprobieren. Mit den Klängen werde ich herumprobieren. Als erstes einen Sinus, dann Oberwellen und so weiter. Orgelsampels habe ich mir besorgt, die sollten auch letzterdings kein Problem sein. Ich habe mir überlegt, die Anordnung erst mit einem Soundprogramm zum Laufen zu bringen, d.h. die Wellen abzuspielen und abzuhören, was herauskommt. So sollte es wohl möglich sein, sich dem Thema zu nähern. Das mit der Rechenleistung habe ich ebenfalls abgeschätzt und sehe, dass es reichen wird, wenn ich entsprechende Controller nehme. Aussuchen werde ich sie mir nach RAM-Bedarf. Vorschläge sind willkommen. Jürgen Schuhmacher schrieb: > 1) Wie willst Du die Orgel grundsätzlich stimmen? Du kennst Dich mit > Kirchentonarten aus? Kirchentonarten sollten es nicht sein, als erstes Temperierte Stimmung. >Wie sollen die Pfeifen angepasst werden? Am Besten wäre es, wenn man die Resonanzen mit kleinen klemmbaren Gewichten verändern könnte. Magnete wären auch noch ein Thema. Muss aber nicht sein. > 2) Wieviele Röhren werden es nun? 36 über 3 Oktaven sind in Planung.
Karl Heinz schrieb: > Das ist nicht dein großes Problem, solange du keine aufwändigen > Filteralgorithmen da hinten drann hast sondern nur eine Hüllkurve > einmultiplizieren musst. Die Hüllkurve müsste schon noch rein, da die Samples gelooped werden müssen. Obendrein muss man beim Loopen sanft überblenden. Über das Programm habe ich mir schon Gedanken gemacht. Zu dem, was Jürgen oben an Pseudo-Code angedeutet hat, kommt schon noch einiges hinzu! Z.B. die Frequenzänderung am Anfang des Tons etc...
Hobbyorganist schrieb: > Am Besten wäre es, wenn man die Resonanzen mit kleinen klemmbaren > Gewichten verändern könnte. Magnete wären auch noch ein Thema. Muss aber > nicht sein. Hi, Das ist Grütze. So kannst du vllt Stimmgabeln stimmen, aber keine Orgelpeifen oder andere Röhren. Grobstimmung = Zusägen Feinstimmung(Metallpfeifen) = oben aufweiten/eindrücken, tool required = Metallsäge, Feile, Stimmhammer Feinstimmung(Holzpfeife) = Üblicherweise befindet sich in der Rückwärtigen Pfeifenseite oben ein Ausschnitt, der durch Vorsatz aus Holz mehr oder weniger abgedeckt wird, tool required = Säge, Bohrer, Schraube, Flügelmutter In wie weit dieses Prinzip noch funktioniert, wenn du oben deinen Lautsprecher draufschraubst: Keine Ahnung. Vorschlag: Versuch deine Mimik auf einen Zylinder zu befestigen, denn du dann von oben über die eigentliche Pfeife schiebst. Um das Ganze dicht zu machen, mit Filz/Leder abdichten. Stimmen durch Verschieben. Gruss, Rainer
Ok, hatte ich auch schon gedacht. Das ist sicher das Beste. Ich würde dann ein Rohr mit einer Spange festziehen, so wie bei Regenrinnen.
>> D.h. einen Prospekt mit leeren Röhren die wie Pfeifenaussehen aber >> keine sind. >Welches Material das ist, weisst Du nicht zufällig? der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt weil jedes Material anders klingt. Das ist auch die Kunst der Orgelbauer die richtige Kombination mit der Materialstärke zu bekommen. Das ist Vergleichbar mit Saitenlänge und Dicke des Drahts. D.h. man kann eine gleiche Tonhöhe durch beliebig viele Kombinationen von Länge und Querschnitt kriegen. Das macht die Unterschiede denn eine Kiste klingt geil und die andere einfach langweilig. Mann nennt das auch Mensur oder Diapasion. Grundsätzlich gilt, daß Blech mehr Obertöne als Holz macht. Teilweise kommen auch ziemlich exotische Bleche zum Einsatz wie z. Bsp. Zinn oder so. Wenn du mal Kontakt zu Orgelbauern hast können die dir wahrscheinlich viel mehr drüber erzählen wie dir lieb ist. Im Prinzip funktioniert das aber schon mit einer Röhre aus Pappe vielleicht von einer Teppichverpackung oder der Kern von einer Rolle Plotterpapier o.ä ! Wenn du eine Röhre nur auf Resonanz durch Elektronik angeregt betreibst ist die Länge bzw. Stimmung überhaupt nicht kritisch weil die Durchlasskurve i.d.R. ziemlich breit ausfällt bzw. die "Filtergüte" nicht zu hoch sein sollte. Wenn letzeres der Fall ist, fängt es an zu "scheppern" Aber wie gesagt, die Hauptwerk Leistungen wirst du mit einem AVR nicht mal annährend erreichen. Selbst wenn die Rechenleistung langen würde, wäre der Adressbereich für Speicher viel zu klein ...
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Gibt es was Neues? Bekommen wir etwas zu hören? Hast Du Dir schon Gedanken gemacht wegen der Endstufen für die Lautsprecher?
>Gibt es was Neues? Bekommen wir etwas zu hören?
Frag lieber nicht danach, sonst frage ich nach dem Schalldruck.
Guck mal, was ich gerade gefunden habe: http://hackaday.com/2008/11/10/waldflote-midi-controlled-pipe-organ/ Scheint was Ähnliches zu sein. Vielleicht schaust du da mal rein. Die machen es aber nicht mit einem AVR sondern einem Xilinx FPGA.
Danke für den Tipp. Ein FPGA wäre mir jetzt zuviel des Guten, es müsste mit einem uC gehen, meine ich. Ich muss ihn ja auch noch programmieren können. Das Gerät soll auch automatisch spielen können. Ich habe inzwischen die ersten Tests machen können, werde gfs mal was reinstellen. Die ersten Ergebnisse zweigen, dass man die Rohre wohl direkt anregen muss. Der Luftdruck wird nicht reichen. Man hört zuviel von dem Sample. Die Rohre addieren nur etwa 5% Schallanteil.
Was ist, wenn man einen Schallwandler direkt auf die Röhren klebt? Mit
Luftverkopplung allein wird sich kaum mehr machen lassen.
>einen FPGA
könntest Du auch programmieren. Für Deine Zwecke reicht ein Spartan 3A
für 5,-.
Hobbyorganist schrieb: > Welche sollte man da nehmen? Gute Frage. Einen konkreten Typ für Deine Applikation kann ich Dir jtzt nicht anraten. Aber vielleicht hilft der Tipp: Für die Gegenschallerzeugung im Sinne einer Abschirmung gegen unerwünschtes Abhören in sicherheitsgerpüften Besprechungsräumen, werden Scheiben mit kleinen Schallwandlern beklebt, welche die mit Mikrofonen im Raum aufgenommenen Stimmen inklusive ihrer Berechneten Echos gegenphasig einspeisen und zudem noch Rauschen draufaddieren. Danach kanst Du mal suchen. Letzlich ist es eine Frage der Leistung, die die Dinger haben müssen.
Ich habe nun am Wochenende eine Testanordnung der Röhren aufgebaut und einige Aufnahmen gemacht. Das Beste, was ich gefunden habe ist, die Röhren direkt luftdicht mit einem Gummiring auf den Lautsprecher zu montieren, weil der Körperschall der Lautsprecher die Röhren zusätzlich anregt und der Luftschall so nur oben austritt. Im angehängten file kann man den Klang der Röhren hören, wenn man draufschlägt, dann kommt der Lautsprecherton alleine und danach der Gesamtklang. Die Röhren brauchen fast 1 Sekunde, um voll anzuschwingen und laufen nach Abschalten des Tons auch etwas nach. Angeregt wird mit Sinus. Bin auf Kommentare gespannt.
Na herzlichen Glückwunsch. =) Wie die Schwebung einsetzte, kam ich mir fast ein wenig in der Kirche vor *gg Für eine schnelle Konzeptbestätigung gefällt mir das schon sehr gut MfG chaos
Hört sich in der Tat etwas nach Orgel an, aber der Klang, wenn die "Röhren" angeschlagen werden, klint irgendwie komisch; mehr wie ein gedämpftes Vibraphon. Da fehlen mir eindeutig die Höhen. Was sind das jetzt für Röhren? Ich dachte, es wären Orgelpfeifen(?)
>Kirche Das war so gar nicht beabsichtigt, aber ja, das dachte ich auch sofort. >Vibraphon / fehlende Höhen Kann sein, aber die Röhren sind ja gedämpft befestigt. Vielleicht ist das der Grund. >Röhren Es sind ausrangiert Orgelpfeifen, die ich gekürzt habe. Übrig ist jetzt die lange Röhre alleine ohne Tonerzeugung.
Hobbyorganist schrieb: > Es sind ausrangiert Orgelpfeifen, die ich gekürzt habe. Du willst nicht im Ernst sagen, dass Du an denen herumgesägt hast? Dir ist schon klar, dass dann die Resonanzfrequenzen nicht mehr stimmen? Nachtrag: Ich bin kein Orgelbauspezialist, aber vermutlich passen nun auch die Oberschwingungen nicht mehr zur Grundschwingung. Da bin ich eigentlich zimelich sicher, dass das so ist. Du hast damit sehr schräg klingende Töne. Jetzt verstehe ich auch, warum Du die Erregerschwingung tunen willst. Ich fürchte, damit ist es nicht getan. Du musst die fehlende Masse durch Ausgleichsgewichte ersetzten, würde ich mal tippen. Keine Ahnung ob das geht.
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Mahlzeit, na, das ist doch mal wieder ein Forschritt! Dein Pfeifenkörper hört sich komisch an. Kann es sein, dass es sich bei deiner Pfeife um eine nichtklingende Prospektpfeife gehandelt hat? Eine normale Pfeife aus Orgelmetall besteht fast nur aus Zinn/Blei und müsste beim Anschlagen entsprechend dumpf klingen. Deine hört sich eher nicht so an. Entsprechend schärfer wird der Ton. Absägen: ist nicht so kritisch. Es ändert sich lediglich der Grundton ein wenig, wenn du nicht allzu weit über dem Kern abgesägt hast. In deinem Klangsample ist eine leichte Schwebung zu hören, heißt für mich: Die Resonanzfrequenz ist nicht gleich der Anregungsfrequenz. Tunen der Erregerschwingung ist eine gute Idee. Wenn Pfeife offen, ist der Abstand zwischen deinem Lautsprecher und einem Stück oberhalb der Mündung = Lambda/2, bei geschlossenen Pfeifen Lambda/4 zwischen Lautsprecher und Deckel. Kannst auch den Pfeifenkörper durch oben Aufweiten oder Verengen stimmen. Und misch gleich mal die Obertöne mit rein. Bei oben offenen Pfeifen alle ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz, bei gedackten Pfeifen alle ungeraden Vielfachen der Grundfrequenz. Bei beiden Pfeifenarten sind die jeweils ersten Obertöne fast genauso energiereich wie der Grundton.
Rainer B. schrieb: > Und misch gleich mal die Obertöne mit rein. Gute Information, das mit den Oberwellen, allerdings frage ich mich, ob man das wirklich reinmischen muss oder doch der Pfeife überlassen sollte, was bauartbedingt betont wird. Die Überlegung ist nämlich die: Wenn man ohnehin die richtigen Oberwellen präsentiert, dann hat man irgendwann den kompletten Pfeifenton und braucht gar kein Metall mehr. Währen wir also wieder beim sample?
Nein, Samples werden es sicher nicht. Ich habe aber Deine Anregung aufgegriffen, es mit Rechtecksignalen zu versuchen. Dies werde ich am Wochenende angehen. Weiter stellt sich die Frage, ob ich statt des AVR einen FPGA nehme, um die benötigten Rechtecksignale zu erzeugen. Die Idee ist nämlich eine PWM zu nehmen, wie ich das hier bereits angedeutet habe: Beitrag "Re: FPGA als digitaler Oszillator?" Ich denke nicht, dass es mit einem einfachen Microcontroller geht, alle PWMs zu erzeugen. Ein FPGA schafft das ja leicht. Die Signale müssen dann aber einzeln aus dem FPGA kommen und dürfen nicht vorher gemischt werden, wie an der anderen Stelle vermutet wurde. Ich will die Pfeifen ja einzeln steuern. Und dazu müssen die Frequenzen eben auch programmierbar sein.
Angehängte Dateien:
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orgelfrequenzen.gif
19 KB
In dem anderen Thema wurde empfohlen, die Frequenzen dadurch zu gewinnen, dass 2,00024 MHz geteilt werden. Davon ausgehend, dass ich genau 2,00 MHz oder Vielfache nehme, weil ich keinen Sonderquarz mit der 2,000024 bekomme, habe ich es durchgerechnet und gelange ich zu folgender Tabelle. Die Abweichungen der Töne vom ideal sind ziemlich statistisch +/- von daher scheint es sogar ok zu sein. Wenn ich richtig rechne, bekomme ich weniger als 1 Cent Abweichung. Ich habe dazu die Fehlerprozentzahl mit 12 und 100 multipliziert, bin mir da jetzt nicht so sicher, das wäre sehr wenig. Jedenfalls blieben nun an Aufgabenstellung: Erzeugung der Grundfrequenzen für 3 oder mehr Oktaven, Zumischung der richtigen Menge an Oberwellen für die offenen Pfeifenröhren und Ausgabe an Verstärker. Eigentlich liesse sich an dieser Stelle auch ein Digitalverstärker nehmen, meine Ich.
Hobbyorganist schrieb: > Erzeugung der Grundfrequenzen für 3 oder mehr Oktaven, Zumischung der > richtigen Menge an Oberwellen für die offenen Pfeifenröhren und Ausgabe > an Verstärker. Eigentlich liesse sich an dieser Stelle auch ein > Digitalverstärker nehmen, meine Ich. Ein Digitalverstärker, wie du es nennst, ist auf den ertel Blick eine gute Idee, weil er nur ON/OFF bzw PLUS/MINUS schaltet und so Verluste spart, er kann aber so nur Rechtecksignale verstärken. Die Oberwellen sind dabei nach Fourier festgelegt. Sobald Du dort noch herummischst, kommen Zwischensignale heraus und Du benötist wieder einen Linearverstärker. Wenn Du mit PWM arbeitest, dann kannst Du das Zumischen der Oberwellen im FPGA oder dem AVR machen, erhälst damit ein virtuelles Analogsignal (von mir aus als 16 Bit), das Du dann in die PWM-Wandlung führst. Ab dann bist Du wieder digital und könntest einen solchen digitalen Verstärker nehmen. Wenn Du das aber so ausgibts, bekommst Du neue Oberwellen, nur diesmal im MHz-Bereich. Die werden zwar theoretisch am Lautsprecher gekillt, sie erzeugen Dir aber zusammen mit dem Verhalten der PWM (die ist ja nicht ideal und produziert Schwebungen) auch Störungen im NF-Bereich. Das ist nicht so einfach zu handhaben. Besser wäre es, du würdest die einzelnen PWM-Ausgänge ((besser noch PDM!) direkt auf einen Tiefpass geben und damit wieder ein analoges Signal machen. Die Bandbegrezung würde die Oberwellen der PWM eliminieren und auch die Artefakte der PDM selber etwas dämpfen, die musikalischen Oberwellen wären aber noch im Signal enthalten. Ab dann ginge es auch einen Linearverstärker. Bei Deinen Leistungen sollten Verluste aber weniger ein Problem sein. So könntest Du jedes Signal über einen Pin ausgeben.
Mir fällt noch was ein. Es gäbe doch eine Möglichkeit, Digitalendstufen zu nehmen: Du mischst zwei Rechtecksignale so in der Amplitude, dass ihre Oberwellen sich zu einem homogenen Gefüge addieren, das für die Orgelpfeifenanregung taugt. Das müsste man herausfinden. Die beiden mischst Du dann erst ausgangsseitig am Lautsprecher, indem Du sie im Gegentakt arbeiten lässt, wie man das bei H-Brücken macht. U.u. liesse sich auch ein H-Brückenbaustein finden, der genug Leistung hat. Für Motoren gibt es das ja. Ich vermute mal, man könnte neben der einfachen, auch jeweils die doppelte / dreifache Rechteckfrequenz gleicher Amplitude einspeisen. Im Mittel hätten beide Ausgänge 50% Pegel (bzw GND bei symmetrischer Brücke) und damit gäbe es keinen Gleichanteil zwischen den Gegentaktpins. Ich habe das aber noch nicht so gemacht und rate nach wie vor zu einer schnellen PDM mit z.B. 100 MHz Ausgang und einem Filter. Ein einfaches LC ist da komplett ausreichend. Dann kannst Du immer noch entscheiden, was Du mal einspeist.
@Hobbyorganist (Gast) >genau 2,00 MHz oder Vielfache nehme, weil ich keinen Sonderquarz mit der >2,000024 bekomme, habe ich es durchgerechnet und gelange ich zu >folgender Tabelle. jajaja, die deutsche Präzision. 2,000024 sind 24 Hz Abweichung zu 2 MHz, bzw. 12ppm! Das kann man problemlos mit einem Trimmer machen, da braucht es keinen Spezialquarz. Wobei die 12ppm sowieso ein akademischer Furz sind, das spielt praktisch keinerlei Rolle. Ich behaupte, dass auch Vollprofis mit dem absoluten Gehör keine 12ppm Verstimmung hören (Tricks wie direkter Vergleich und Schwebung zählen nicht).
Könnte es sein, dass dieser Quarz gar keine ureigenste Audiobestimmung besass sondern für einen anderen Zweck gedacht- einfach Verwendung fand, da verfügbar war?
Mich würde interessieren, ob bei dem Projekt was rausgekommen ist. Falls der TO noch mitlieset, bitte mal melden. Dann würde Ich anmerken wollen, dass in der Tabelle oben glaube ich ein Faktor 2 bei dem Fehler in Cent liegt. Beitrag "Re: AVR Orgel Eigenbau"
> Ich möchte an Ostern beginnen, eine digitale > elektronische Orgel zu bauen. Wieso grade an Ostern?
Weil nach dem Mondkalender, alle Orgeln, die an Ostern gebaut werden, einen gar wunderbaren Klang besitzten. oder, weil es 4 Tage vor Ostern war, als er das Posting geschrieben hat.
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Jörg S. schrieb: > kennst Du das hier: > > http://bolltone.de/Projekte/PropB3/PropB3.html > > Alles fertig, MIDI steuerbar und klingt auch noch... Oh, ist ja > Propeller und nicht AVR... ;-) Falls Du noch mitliest: Was war das für ein Projekt? Ist das Deins gewesen? Aktueller link?
Jürgen S. schrieb: > Jörg S. schrieb: >> kennst Du das hier: >> >> http://bolltone.de/Projekte/PropB3/PropB3.html >> >> Alles fertig, MIDI steuerbar und klingt auch noch... Oh, ist ja >> Propeller und nicht AVR... ;-) > Falls Du noch mitliest: > Was war das für ein Projekt? Ist das Deins gewesen? Aktueller link? Ist schon archiviert: https://web.archive.org/web/20161211135631/http://bolltone.de:80/Projekte/PropB3/PropB3.html
Bingo! Danke. Scheint aber eher eine "einfache" B3-Emulation zu sein :-)
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Hobbyorganist schrieb: > eine digitale > elektronische Orgel zu bauen. Die Idee ist, die Orgeltöne mit einem oder > mehreren AVRs zu generieren, die auf Knopfdruck jeweils fertig > gesampelte Töne aus dem RAM laden und aus kleinen Lautsprechern heraus > in die Rohren zu jagen, damit diese eine Resonanz bilden und wie echte > Orgeltöne klingen. Ist aus diesem Projekt etwas geworden?
Er hat nicht geschrieben welches Ostern. Vermutlich war zum Schluss das Netzteil für die vielen AVR einfach zu schwach.
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Die Idee selbst ist nicht verkehrt. Man sollte nur noch Verwirklichung genau überlegen. Es müssen für jeden Ton 2 Sachen gemacht werden: Wellenform und Einschwingen - Anhalten - Ausklang. Wellenform könnte als eine Tabelle in RAM liegen und bei jedem Registerumschalten neu aus einzelnen Registertabellen in Flash zusammengerechnet werden. Unmittelbar aus Flash bei Generation zu berechnen - dafür ist AVR zu langsam. Eine Tabelle wäre gut als int16_t, besser statt 512 Worte nur 480 zu nutzen: damit lassen sich leichter und ungestört reine Quinten und Terzen machen: das ist für Mixturen und Aliquoten notwendig. 16' Register bilden in dieser Tabelle eine Schwingung, 8' zwei Schwingungen, 5 1/3' drei usw. Einschwingen usw.: Ideal wäre Wellenform auch während Einschwingen zu ändern, dafür ist aber AVR zu langsam. Als Kompromiß kann man hier bei gleicher Welenform bleiben. Amplitude im Lauf zu berechnen - dafür ist AVR zu langsam. Hier könnte man aber externe DAC benutzen, die mit Ext-Vref arbeiten, z.B. MCP4922 Auf dem Bild ist Prinzip dargestellt. ATMega macht in ISR ~30-40 kHz (das kann Timer 1, Timer2 sein oder Int0 ) Schallsynthese für Kanal A und B. PWM von OC0A und OC0B wird für Atacca und Release benutzt. Eine Diode macht es möglich, daß Release ca. 4x Attaca lang wird (normale Verhältnis für Orgel). PWM bestimmt die Amplitude, die Orgelintonation verbessert und dafür negative Wirkung von Ausgangsfilter entgegenwirkt. Es sollte eine Zentraleinheit vorhanden sein, die Tasten befragt oder über MIDI notwendige Information bekommt, findet dann freie Synheseinheit und über I2C oder SPI diese Einheit auf notwendige Frequenz, Phase und Amplitude einstimmt, auch Wellenform übergibt. Somit kann man alles mit ca. 8 oder 10 Syntheseinheiten machen.
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Hobbyorganist schrieb: > Die Schleife müsste für 10 > Töne mit mindestens 480kHz laufen - ginge das? Hier bleibt mir unklar, wozu man 480 kHz braucht? Z.B. CD klingt mit 44,1 kHz sehr gut. Mit 16 oder 20 MHz Takt und mit 40 kHz Schallerzeugung kann AVR 2 Töne machen und es bleibt dazwischen noch etwas Zeit für Anderes (Steuercode empfangen und bewerten usw.). Am besten kann man diese 2 Töne für einen einzigen Ton benutzen: entweder um Stereo zu machen oder für Schwebung.
Maxim B. schrieb: > Hobbyorganist schrieb: >> Die Schleife müsste für 10 >> Töne mit mindestens 480kHz laufen - ginge das? > > Hier bleibt mir unklar, wozu man 480 kHz braucht? Ich glaube, er meint die 10 Töne mit jeweils 48.000 samples. Das kommt ja hin. > Z.B. CD klingt mit 44,1 kHz sehr gut. Wie misst man "sehr gut"? Ich will jetzt keine Diskussion um höhere Abtastraten anfangen und verweise daher auf die Abhandlung von Andreas Gernemann sowie ein Beispiel auf meiner Webseite: http://www.96khz.org/oldpages/comparison48khzto768khz.htm http://www.uni-koeln.de/phil-fak/muwi/ag/tec/96.pdf Hier gibt es auch dazu eine Aussage: Beitrag "Re: 8038 nachbilden - Abtastrate und Klirrfaktor"
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Jürgen S. schrieb: > Wie misst man "sehr gut"? Ich bin ein Musiker. Entsprechend habe ich Ohren. Für mich ist CD-Qualität völlig ausreichend. Wenn mir irgendeine Aufnahme nicht gefällt, dann liegt das nie in Träger-Qualität. Normalerweise schlechte Aufführung oder schlecht Mikrofone gestellt oder schlecht geschnitten. Jürgen S. schrieb: > Ich will jetzt keine Diskussion um höhere Abtastraten anfangen und > verweise daher auf die Abhandlung von Andreas Gernemann sowie ein > Beispiel auf meiner Webseite: Vielleicht hat er empfindlichere Ohren als ich? Theorie allein ist hier nutzlos. Was aber elektronische Musikinstrument betrifft: zum Unterschied von Mikrofon, Verstärker und Lautsprecher darf ein Musikinstrument selbst klingen. Deshalb darf man hier von Verzerrungen gar nicht reden. Eine Orgel hat normalerweise C - f3 oder C - g3 in Manual (ausnahmsweise C - c4, aber nur kleine Übeorgeln) und C - f1 oder C - g1, bei alten Instrumenten auch C - d1 und sogar C - c1 in Pedal. Für 16' Register C = 32,7 Hz, g3 = 784 Hz, für 1' Register C = 523 Hz, g3 = 12544 Hz. Höher klingt eine Orgel nie. Wenn es über g3 geht, repetieren die Pfeifen eine Oktave tiefer. Oft repetieren sie auch unter g3. Aber schon über 8 kHz kann man Tonhöhe kaum noch unterscheiden, man hört nur "klingeln", irgendwas ohne bestimmten Ton (hier kann man selber ein Experiment machen: man spielt Arpeggio auf einem Klavier von unten bis nach oben. Zuerst C-Dur, das endet sich auf c5. Danach D-Dur, aber das endet sich auch auf c5, da ein Klavier d5 gar nicht hat. Trotzdem hört man ganz normale Akkord ohne Verfälschung! :) ). D.h. stupide Rechnung, daß man unbedingt 20 kHz braucht und bei 44, 1 kHz CD 20 kHz verzerrt wird - das ist nur reine Theorie. Für Praxis hat das keine Bedeutung, da hohe Frequenzen zwar als Obertöne vorhanden, aber Amplitude ist klein.
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Maxim B. schrieb: > Ich bin ein Musiker. dito. >Entsprechend habe ich Ohren. dito > Für mich ist CD-Qualität völlig ausreichend für mich nicht, denn: Wenn man z.B. Geigen aufnimmt, dann weiß man um den hohen Anteil der Lautstärke im hohen Frequenzbereich. Geigen geben nämlich sogar meßbaren Ultrasschall ab und man kann annehmen, dass der auch erfasst wird, weil er das Trommelfell und die Gehörknochen beeindruckt, selbst wenn die Sinneshaare ihn nicht weiterleiten können. Für Sprache gilt ähnliches, was den hohen Spektralanteil angeht. Aus dem Grunde müssen Mikrofone für Geigen, Sprache und andere auch entsprechend "stumpf" klingen oder es filtertechnisch reduziert werden, um nicht zu viele Anteile in der Nähe von Nyquist oder gar darüber zu produzieren, die nicht abgebildet werden. Dass eine CD "gut klingt" ist also kein Maßstab, denn beim Mastering wird genau darauf Rücksicht genommen. Musik wird mit abfallenden Bandfiltern bearbeitet, die ab etwa 1kHz mit 3dB/oct fallen. Das unterstützt die Reduktion im oberen Band und macht die Angelegenheit unkritischer. Bei 96kHz/SACD z.B. braucht man die Verrenkungen nicht und kann so mischen, wie gewollt und nötig. Geigen profitieren sehr von hohen Abtastraten. Maxim B. schrieb: > darf ein Musikinstrument selbst > klingen. Deshalb darf man hier von Verzerrungen gar nicht reden. Ja, sie dürfen klingen, nur wird bei dieser Betrachtung verkannt, dass die Oberwellen von Instrumenten immer zu ihren Grundwellen passen, bzw im Fall des Diskantproblems beim Klaiver z.B. eine Instrumenteneigenheit sind. Abflachungen und Verhalten im Frequenzgang durch Mikrofone, Dämpfer und die Raumakustik produzieren dabei lineare Verzerrungen. Die Benutzung einer starren Abtastfrequenz und die daraus resultierenden Spiegelfrequenzen generieren aber spektrale Verzerrungen durch die Erzeugung neuer, nicht passender Obertöne.
Jürgen S. schrieb: > Geigen geben nämlich sogar meßbaren > Ultrasschall ab und man kann annehmen Auch wenn du Ultraschall aufnehmen kannst - kannst du den auch hören? Ich nicht. Wozu braucht man etwas aufnehmen, was man sowieso nicht hören kann? Jürgen S. schrieb: > Aus dem Grunde müssen Mikrofone für Geigen, Sprache und andere auch > entsprechend "stumpf" klingen Ein Mikrofon darf nicht klingen: Mikrofon ist kein Musikinstrument! Wenn ein Mikrofon klingt, bedeutet das nur, daß dieses Mikrofon den Klang verzerrt. Jürgen S. schrieb: > Musik wird mit abfallenden > Bandfiltern bearbeitet, die ab etwa 1kHz mit 3dB/oct fallen. Wirklich? Und wer macht das so mit Musik? Ich nicht. Ich sehe dafür keine Notwendigkeit, auch bei 44100/16. Jürgen S. schrieb: > Ja, sie dürfen klingen, nur wird bei dieser Betrachtung verkannt, dass > die Oberwellen von Instrumenten immer zu ihren Grundwellen passen Bist du sicher? Hast du etwas von unharmonischen Obertönen gehört? Jürgen S. schrieb: > bzw > im Fall des Diskantproblems beim Klaiver Warum denkst du, daß 1. unharmonische Obertöne nur Klavier hat? 2. unharmonische Obertöne Klavier nur in Diskant hat? Konische Orgelpfeifen haben auch unharmonische Obertöne, wie auch Zungen. Klavier hat unharmonische Obertöne auf allen Saiten, auch im Baß. Wie sonst kann man erklären, daß gleichmäßige Sequenz von Quarten, Quinten, Sexten und Terzen bei Übergang von Baß zu Mitte unterbrochen wird? Aber das alles ist trotzdem kein Grund, ein Mikrofon klingen lassen, d.h. aus einem Mikrofon eine Klangverzerrkiste machen. Jürgen S. schrieb: > Die Benutzung einer starren Abtastfrequenz und die daraus resultierenden > Spiegelfrequenzen generieren aber spektrale Verzerrungen durch die > Erzeugung neuer, nicht passender Obertöne. Ich bin wirklich erstaunt, wie viel alles DU HÖREN kannst!
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von Maxim B. (max182) >Auch wenn du Ultraschall aufnehmen kannst - kannst du den auch hören? >Ich nicht. >Wozu braucht man etwas aufnehmen, was man sowieso nicht hören kann? Ja, man kann ihn hören, weil es nichtlineare Effekte gibt: https://www.elektormagazine.de/magazine/elektor-201103/3764
Christoph M. schrieb: > Ja, man kann ihn hören, weil es nichtlineare Effekte gibt: Dafür sollte Ultraschall große Amplitude haben. In Praxis kommt das so gut wie nie vor. Mag sein, daß man bei einer Geige Ultraschall feststellen kann. Dafür sollte man aber Messmikrofon sehr nah an Saiten und Decke platzieren. Das ist absolut unrealistische Fall für Praxis. D.h. wie sagt man in KGB: wer sucht, der findet immer :)
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