Vollständiger Leitfaden zu Audiomodulationseffekten (mit Beispielen)

Vollständiger Leitfaden zu Audiomodulationseffekten (mit Beispielen)

Paula LudeckeVonPaula Ludecke

Modulationseffekte (und Modulation im Allgemeinen) sind mächtige Werkzeuge, wenn es um die Verarbeitung von Audio geht. Es gibt viele verschiedene Effekte, die in die große Kategorie der Modulation fallen, die wir verstehen und zur Verfügung haben sollten, wenn wir Audio mischen oder den perfekten Ton in unserem Instrument formen.

Was sind Audiomodulationseffekte? Audiomodulationseffekte manipulieren das Eingangsaudio im Laufe der Zeit über die Steuerung eines Trägersignals. Das Eingangsaudio wird als Modulatorsignal bezeichnet, das technisch das Trägersignal steuert, das in der Regel über einen Oszillatorgenerator oder Signaldetektor erzeugt wird.

Diese schnelle Definition ist bestenfalls weit gefasst. In diesem Artikel werden wir auf die Details eingehen, wie Modulation funktioniert. Wir werden auch in die verschiedenen Audioeffekte eintauchen, die Modulation verwenden, von Flangers und Phasern bis hin zu Ringmodulatoren und Vocodern), um unser Verständnis dieser großartigen Effektkategorie zu entwickeln.

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Inhaltsverzeichnis

Springen Sie zum Abschnitt mit dem Titel Standard-Modulationseffekte Um die Diskussion über Modulation, Modulatorsignale und Trägersignale zu überspringen und direkt zu den Effekten zu kommen.

Was ist Modulation?

Was ist Modulation? Modulation in Bezug auf Audio ist kein Effekt an sich. Vielmehr ist es ein Prozess, bei dem ein Signal (der Modulator) einen oder mehrere Parameter eines anderen Signals (des Trägers) steuert. Modulation wird von mehreren Audioeffekten verwendet, die zusammen als „Modulationseffekte“ bezeichnet werden.

Einige „Modulationseffekte“ tauchen oft in anderen Kategorien auf (Instrumente, spektrale Effekte usw.), sind aber technisch Modulationseffekte (zusätzlich zu anderen Kategorien). In diesem Artikel werden wir sie alle ansprechen.

Mit einem Modulationseffekt haben wir also ein Modulatorsignal, das ein Trägersignal moduliert. Wenn es um Audioeffekte geht, ist der Modulator fast immer das Eingangsaudiosignal. Der Spediteur ist dann einer der folgenden:

  • Oszillator, der durch den Effekt erzeugt wird
  • Eingangssignal (Hüllkurve oder Oktave)
  • Separates Eingangssignal
  • Ausdruckscontroller
  • Sequenzer

Für die typischen Modulationseffekte (Chorus, Flanger, Phaser, Tremolo und Vibrato) ist der Träger ein LFO (Niederfrequenzoszillator). Um die Modulation wirklich zu verstehen, werden wir uns jedoch alle anderen Trägertypen ansehen.

Bevor wir zu unserer Diskussion über den Modulator und die Trägersignale kommen, wiederhole ich den Begriff Modulation: Modulation bedeutet einfach, dass ein Signal von einem anderen Signal gesteuert wird. Die Faktoren, die gesteuert werden können, sind reichlich vorhanden und verschiedene Effekte haben unterschiedliche modulierte Parameter.

Der Modulator

Was ist das Modulatorsignal? Das Modulatorsignal ist das Signal in einem Modulationseffekt, das das Trägersignal moduliert (einen oder mehrere Parameter manipuliert).

Das Modulatorsignal ist einfach das Eingangssignal. Dies kann ein beliebiges Audiosignal sein, das durch den Modulationseffekt verarbeitet wird.

Oft ist der Modulator ein Instrumentensignal durch eine Effekteinheit oder einen Gesang. Natürlich kann es jedes Audiosignal sein, das der Modulationseffekt effektiv verarbeiten kann.

Beachten Sie, dass Modulationseffekte so konzipiert werden können, dass sie Instrumenten-, Mikrofon- und/oder Line-Level-Signale akzeptieren. Sie können auch Softwareeffekte sein, die Audio innerhalb eines Computers oder einer digitalen Audio-Workstation verarbeiten. Wenn wir die Arten von Modulationseffekten besprechen, werde ich sicherlich Beispiele für die verschiedenen Effekteinheitenformate anbieten.

Der Spediteur

Was ist das Trägersignal? Das Trägersignal ist das Signal in einem Modulationseffekt, das durch das Modulatorsignal moduliert wird (einen oder mehrere seiner Parameter manipuliert haben).

Wie bereits erwähnt, ist der Träger das Signal, das moduliert wird und im Allgemeinen entweder von der Effekteinheit selbst erzeugt oder von ihr erkannt wird.

Die Terminologie kann hier verwirrend sein, da wir uns einen Modulationseffekt im Allgemeinen als „Modulation“ des Signals vorstellen, das wir in ihn eingeben. TechnischesDas Eingangssignal ist der „Modulator“.

Natürlich ist dies nur die Terminologie. Bei der tatsächlichen Verwendung dieser Effekte geht es mehr um den Sound als um die Namen. Davon abgesehen ist es wichtig, dass wir für diesen Artikel das Housekeeping aus dem Weg räumen.

Okay, wir haben ein paar verschiedene Arten von Trägersignalen zu diskutieren:

Oszillator

Was ist ein Oszillator? Ein Oszillator ist ein periodisches, oszillierendes Signal, das sich zwischen einem Minimal- und Maximalwert bewegt. Oszillatoren haben oft eine Sinus- oder Rechteckwellenform, können aber jede sich wiederholende Wellenform haben. Oszillatoren werden auch eine Grundfrequenz und möglicherweise ein harmonisches Profil haben.

Werfen wir einen Blick auf eine grafische Darstellung der 4 grundlegendsten Oszillator-Wellenformen (beachten Sie, dass sich jede Wellenform in der folgenden Grafik zweimal wiederholt und dass die Wellenformen nach ihrem Aussehen benannt sind):

  • Sinuskurve: grün
  • Rechteckwelle: blau
  • Dreieckswelle: rot
  • Sägezahnschwingung: Orange

In den meisten Modulationseffekten, die Oszillatoren verwenden, ist der Träger eine Sinuswelle, obwohl dies nicht immer der Fall ist. Einige Geräte bieten alternative Wellenformen an. Für den Rest des Artikels nehmen wir an, dass der Oszillator eine Sinuswelle ist, sofern nicht anders angegeben.

Ein Oszillator wird im Allgemeinen durch seine Amplitude (ob in Volt oder Dezibel) und seine Frequenz (Zyklen / Sekunde) definiert. Schauen Sie sich das folgende Foto an, um sich ein Bild von den Grundlagen einer Sinuswelle zu machen:

Wir können sehen, dass ein Modulationseffekt einen Klangparameter in einem sich wiederholenden Muster mit einem Oszillator nach oben und unten modulieren kann. Dieser Parameter kann sein:

Wir werden in Kürze zu diesen Effekten kommen (klicken Sie auf die Links, um zu einem der genannten Effekte zu springen.

Die Oszillatoren in diesen Effekteinheiten werden typischerweise von den Effekteinheiten selbst erzeugt. In einigen Fällen kann der Oszillator von einer anderen Quelle eingegeben werden, wenn dies erforderlich ist.

Die Oszillatorfrequenz (die Rate, mit der eine volle Periode abgeschlossen wird) ist auch wichtig, wenn es um Oszillatorträgersignale geht. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) gemessen, d.h. Zyklen oder Perioden pro Sekunde. Beachten Sie, dass der hörbare Bereich des menschlichen Gehörs im Frequenzbereich von 20 Hz bis 20.000 Hz liegt.

Wenn es um Modulationseffekte geht, sind Niederfrequenzoszillatoren (LFOs) die häufigsten Trägeroszillatoren. LFOs sind lose definiert als Oszillatoren mit Frequenzen unterhalb der hörbaren Schwelle von 20 Hz, obwohl sie oft deutlich unter 20 Hz liegen.

LFOs werden verwendet in Tremolo, Vibrato, Chor, Flanger, phaser und Automatisches Schwenken Modulationseffekte.

Im hörbaren Frequenzbereich werden Oszillatoren als Audioquellen in Synthesizern eingesetzt, können aber auch als Trägersignale in der Ringmodulation Effekt. Oszillatoren in diesem Bereich werden auch in Frequenzmodulation (FM) Synthese , um andere Oszillatoren zu modulieren, von denen einige als Audio ausgegeben werden können.

Obwohl es für hörbare Modulationseffekte an sich nicht nützlich ist, ist es wichtig, Trägerwellenoszillatoren mit sehr hohen oder ultrahohen Frequenzen zu erwähnen. Diese Träger werden in der AM-Funkübertragung (Amplitudenmodulation) im Bereich von 550 bis 1720 kHz, der FM-Funkübertragung (Frequenzmodulation) im Bereich von 88 bis 108 MHz und anderen Prozessen verwendet.

Briefumschlag

Was ist ein Umschlag? In Bezug auf Audio ist eine Hüllkurve eine Beschreibung, wie sich ein Ton- oder Audiosignal im Laufe der Zeit ändert. Hüllkurven beziehen sich oft auf die Amplitude eines Signals / Tons. Sie können sich jedoch auch auf jeden anderen Parameter beziehen, der sich entweder im Laufe der Zeit natürlich ändert oder von einem Hüllkurvengenerator moduliert wird, um sich im Laufe der Zeit zu ändern.

Der „Träger“ kann ein Umschlag sein. Dies kann sicherlich bei Synthesizern, Samplern und anderen elektronischen Instrumenten der Fall sein, die oft auf Hüllkurvengeneratoren angewiesen sind.Lassen Sie verschiedene Parameter des Signals des Synthesizers aus.

Hüllkurvengeneratoren haben typischerweise vier Stufen, die auch für natürliche Hüllkurven gelten. Sie sind die ADSR-Stadien (Angriff, Zerfall, Sustain, Freisetzung):

  • Angreifen: Die Zeit, die für den anfänglichen Anstieg von Null bis zum Höhepunkt der Hülle benötigt wird.
  • Verfallen: Die Zeit, die für die anschließende Abnahme vom Peak zum Sustain-Level der Hülle benötigt wird.
  • Stützen: Der Pegel während der Hauptsequenz, während die Hüllkurve aktiviert ist (im Allgemeinen, wenn die Taste des Synthesizers gedrückt wird).
  • Loslassen: Die Zeit, die benötigt wird, bis der Pegel vom Sustain-Level auf Null abfällt, nachdem der Envelope gelöst wurde (der Schlüssel wird freigegeben).

Obwohl Hüllkurvengeneratoren in Synthesizern verwendet werden, um alle Arten von Parametern zu modulieren, sind sie in Modulationseffekten selbst nicht allzu häufig. Davon abgesehen ist es gut, über ADSR Bescheid zu wissen, um die Idee eines Umschlags besser zu verstehen.

Eine Hüllkurve kann auch in einer modulationsartigen Effekteinheit verwendet werden. Dies ist der Fall bei der Auto-WAH/Hüllkurvenfilter -Effekt, der effektiv die Hüllkurve des Eingangssignals erkennt und diese Hüllkurveninformationen / -signale verwendet, um einen Filter irgendeiner Art zu steuern.

Die Amplitude des Eingangssignals kann erkannt und analysiert werden, um eine Hüllkurve zu erzeugen, die dann zur Steuerung / Modulation eines anderen Parameters verwendet werden kann. Wie bereits erwähnt, ist die Hüllkurvenfilter Effekt verwendet diese Informationen, um einen Filter zu modulieren.

Sekundäres Eingangssignal

Einige Modulationseinheiten können zwei verschiedene Signale aufnehmen und eines verwenden, um das andere zu modulieren. Dies ist der Fall, wenn ein Oszillatorgenerator an eine Einheit angeschlossen wird. Das ist auch beim Vocoder der Fall. Vielleicht ist ein Vocoder technisch gesehen kein „Modulationseffekt“, sondern ein eigenes Instrument. Davon abgesehen ist es eine großartige Verwendung von Modulation in Audio und Quelle. Mehr zu Vocodern später.

Der Punkt hier ist, dass jedes Signal jedes andere Signal modulieren kann. Natürlich sorgen einige Signale für bessere Modulatoren und andere für bessere Träger. Es stimmt auch, dass nicht alle Parameter moduliert werden können, um einen praktischen Effekt zu erzielen.

Davon abgesehen könnten Trägerwellen mehr als nur Oszillatoren oder Hüllkurven sein. Sie könnten ihre eigenen Audiosignale sein.

Ausdruckscontroller

Was ist ein Ausdruckscontroller? Im Kontext von Audiosignalen ist ein Ausdruckscontroller ein Steuerelement, das die Parameter eines Effekts oder Instruments modulieren kann.

Hier wird es knifflig. Ist ein Lautstärkefader ein Modulationseffekt? Was ist mit einem Gain-Knopf? Beide Steuerelemente können die Amplitude eines Signals ausdrucksstark verändern, wo ziehen wir also die Grenze?

Nun, die Wahrheit ist, dass Expression-Controller, egal ob es sich um Expression-Pedale, Modulationsräder, Fader oder andere handelt, sicherlich verknüpft werden können, um bestimmte Parameter zu modulieren, aber das macht eine bestimmte Verbindung nicht unbedingt zu einem „Modulationseffekt“.

Mehr dazu im nächsten Abschnitt Standard-Modulationseffekte.

Ein erwähnenswerter Ausdruckseffekt ist Wah-Wah, der einen Expression-Controller (typischerweise ein Expression-Pedal) verwendet, um ein spektrales Gleiten im Frequenzgang eines Signals zu erreichen, wodurch der EQ / die Filter des Signals moduliert werden, um einen unverwechselbaren „Wah-Wah“-Klang zu erzeugen. Einige Leute, besonders in der Welt der Gitarre, würden Wah-Wah dann als ein
Modulationseffekt“.

Ich werde diskutieren Modulationsregler ausführlicher am Ende dieses Artikels.

Standard-Modulationseffekte

Bisher haben wir herausgefunden, was Modulation ist und wie sie sich im Audio zeigt. Wir wissen inzwischen, dass nicht jede Modulation als „Modulationseffekt“ zu betrachten ist.

Es gibt unzählige Möglichkeiten, wie Modulation praktisch eingesetzt werden kann, aber nur wenige dedizierte Modulationseffekte zeichnen sich als eigenständige Audioeffekte aus. Die meisten Modulationen, ob in einem Synthesizer, Sampler, digitalen Audio-Workstation oder anderweitig, sind großartig, aber nicht unbedingt ein „Effekt“.

Der Hauptunterschied zwischen allgemeiner Modulation und Standardmodulationseffekt besteht darin, dass der Effekt ein eigenes Trägersignal hat und auf ein Audiosignal am Eingang wirkt.

Nach dieser Definition haben alle Standardmodulationseffekte das oszillatorartige Trägersignal. Dies ist der Fall, wenn Sie sich die Kategorie der Modulationseffekte Ihrer DAW ansehen. Stöbern Sie in Ihrem lokalen oder Online-Shop (Hardware und Software) in „Modulationseffekte“ oder lesen Sie andere Artikel zu diesem Thema.

Die endgültige Liste der Modulationseffekte wäre also:

Ich werde die anderen gängigen Effekte, die Modulation verwenden, im Abschnitt mit dem Titel Andere Effekte, die Modulation verwenden. Ich werde auch auf andere Anwendungen der Modulation in Audio in der Sektion eingehen Andere Anwendungen der Modulation in Audio. Zuvor wollen wir jedoch zum Hauptteil dieses Artikels kommen und die verschiedenen Modulationseffekte diskutieren.

Tremolo

Was ist Tremolo? Tremolo wird durch eine schnelle Variation der Amplitude definiert. Tremolo ähnelt dem Vibrato, außer dass es auf Amplitude/Ebene und nicht auf Tonhöhe wirkt.

Warum ist Tremolo ein Modulationseffekt? Tremolo ist ein Modulationseffekt, da die Amplitude des Eingangssignals über einen LFO moduliert wird. Tremolo ist eine Art von Amplitudenmodulation wobei das Trägersignal ein niederfrequenter Oszillator ist.

Ich habe mich entschieden, mit Tremolo zu beginnen, da es vielleicht am einfachsten zu verstehen und zu visualisieren ist (zumindest für mich). Wenn wir zuerst den Tremolo-Effekt erfassen können, wird es uns leichter fallen, die anderen Modulationseffekttypen zu verstehen.

Wie ich bereits erwähnt habe, ist Tremolo eine Amplitudenmodulation mit der Rate eines LFO. Aufgrund dieser relativ langsamen Modulation sind wir in der Lage, eine deutliche Modulation in der Amplitude des Signals zu hören. Die Lautstärke/Amplitude des Signals kann entsprechend der LFO-Modulation als steigend und fallend wahrgenommen werden.

Die Tremolo-Effekte verwenden oft einen LFO mit einer Frequenz zwischen 2 und 12 Hz. Der LFO ist oft eine Sinuswelle, kann aber auch andere Wellenformen sein, einschließlich Dreieck und Quadrat.

Die Geschwindigkeits-/Geschwindigkeitsregelung eines Tremolo-Pedals beeinflusst die Frequenz des LFO. Die Amplitude des LFO steuert die Menge/Tiefe der Dämpfung des Gitarren-/Bass-/Instrumenten-Audiosignals durch das Tremolo.

Tremolo kann in der folgenden Abbildung visualisiert werden, wobei:

  • Nach oben: Eingangssignal „Modulator“
  • Mitte: LFO „Träger“
  • Unteres: Ausgabe

Im obigen Bild können wir deutlich den Effekt von Amplitudenmodulation und Modulation im Allgemeinen sehen. Die mittlere Wellenform steuert/moduliert die Amplitude der ersten Wellenform, um die dritte Wellenform zu erzeugen.

Zu den gängigen Steuerelementen für den Tremolo-Effekt gehören:

  • Tiefe/Intensität: Passt die Amplitudenvariation an, die der Tremolo-Effekt verursacht.
  • Geschwindigkeit/Geschwindigkeit: Passt die Rate des Tremolo-Effekts durch Änderung an. die Frequenz des LFO.
  • Form: ändert die Wellenform des LFO.
  • Tippe auf Tempo: ermöglicht es Benutzern, ein Tempo und die LFO-Frequenz auf das Tempo zu tippen.
  • Verhältnis: passt die Geschwindigkeit durch eine rhythmische Auswahl (Viertelnoten, Viertelnoten, punktierte Achtelnoten usw.) an das getaktete Tempo an.
  • Niveau: Steuert den Gesamtausgangspegel der Effekteinheit.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Tremolo-Effektgeräte:

Voodoo Lab Tremolo

Der Tremolo-Effekt kann neben der elektrischen Modulation auch auf andere Weise erreicht werden. Schauen wir uns einige Beispiele an:

  • Natürliche Modulation der Amplitude Ihrer Stimme.
  • Tremolo-Picking auf Saiteninstrumenten (schnelle Wiederholung).
  • Fahren eines Lautstärkereglers auf und ab.

Ein Hinweis für Gitarristen: Der „Tremolo-Arm“ (aka Whammy Bar) auf einer Gitarre ist eigentlich so konzipiert, dass er einen ähnlichen Effekt wie Vibrato (Glissando genannt, da es glatt ist und nicht an die Zeit gebunden ist), nicht Tremolo.

Vibrato

Was ist Vibrato? Vibrato ist definiert als eine schnelle, aber leichte Höhen- und Talvariation. Vibrato wird in Gebärden und in Instrumenten verwendet, um Charakter zu verleihen und den Ton zu verbessern.

Warum ist Vibrato ein Modulationseffekt? Vibrato ist ein Tonhöhenmodulationseffekt, da der Verzögerungszeitparameter der Verzögerungsleitung über einen LFO moduliert wird. Wenn die Verzögerungszeit moduliert wird, wird das Audio in Echtzeit zeitkomprimiert und zeitlich erweitert, wodurch eine Variation der wahrgenommenen Tonhöhe entsteht.

Vibrato-Effekteinheiten verwenden Modulation, um das natürliche Vibrato von Gesang und Saiteninstrumenten nachzuahmen.

Dieser Modulationseffekt moduliert die Tonhöhe des Signals.

Vibrato, wie Chor und Flanger (dazu kommen wir gleich), ist technisch ein modulierter Verzögerungseffekt. Diese Effekte funktionieren, indem sie das Eingangssignal durch eine Verzögerungsleitung senden und die Verzögerungszeit mit einem LFO modulieren.

Bei Vibrato kommt das Ausgangssignal nur von der Verzögerungsleitung. Ein grundlegender Vibrato-Signalpfad würde so aussehen:

Wie wirkt sich die Modulation der Verzögerungszeit auf die Tonhöhe aus? Wenn die Verzögerungszeit verkürzt wird, wird die Wellenform leicht komprimiert, was zu einer Erhöhung der Tonhöhe/Frequenz führt. Umgekehrt wird die Wellenform mit zunehmender Verzögerungszeit leicht gestreckt, was zu einer Abnahme der Tonhöhe/Frequenz führt.

Dasselbe passiert mit der Zeitkompression und Zeiterweiterung von Proben. Das Ausdehnen eines Audiosamples verringert seine Tonhöhe, während das Komprimieren der Zeit eines Audiosamples seine Tonhöhe erhöht.

Da ein LFO die Verzögerungszeit moduliert, können wir den deutlichen tonhöhenverändernden Effekt von Vibrato hören. Die Frequenz des LFO bestimmt die Rate des Vibrato-Effekts, und die Amplitude des LFO bestimmt die Menge der Tonhöhenverschiebung, die stattfinden wird.

Um eine hörbare Verzögerung zu reduzieren, wird die Verzögerungszeit so nahe wie möglich bei 0 Millisekunden gehalten und von dort aus moduliert.

Zu den üblichen Vibrato-Effektsteuerungen gehören:

  • Tiefe: steuert die Höhe der Tonhöhenvariation durch Anpassen der Amplitude des LFO.
  • Geschwindigkeit/Rate: steuert die Geschwindigkeit des Vibrato-Effekts, indem die Frequenz des LFO angepasst wird.
  • Anstiegszeit/Rampe: steuert den anfänglichen Beginn des Vibrato-Effekts, sobald der Effekt aktiviert ist, indem der Angriff der LFO-Hüllkurve angepasst wird.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Vibrato-Effekteinheiten:

JHS Emperor 500

Der Tremolo-Effekt kann neben der elektrischen Modulation auch auf andere Weise erreicht werden. Schauen wir uns einige Beispiele an:

  • Natürlich moduliert die Tonhöhe Ihrer Stimme.
  • Biegen auf Saiteninstrumenten.
  • Mit einem Pitch-Shifter.

Ich wiederhole hier nur, dass Vibrato anders ist als Tremolo.

Chor

Was ist Chorus? Chorus ist ein Effekt, der Kopien eines Signals erzeugt (das Originalsignal und jede seiner Kopien hat seine eigene „Stimme“) und jede Stimme verstimmt, um eine Erweiterung und Verdickung des Klangs zu erzeugen. Jede Stimme interagiert mit den anderen Stimmen, um eine leichte Modulation und einen insgesamt überlebensgroßen Klang zu erzeugen.

Warum ist Chorus ein Modulationseffekt? Chorus ist ein Modulationseffekt, da der Verzögerungszeitparameter der Verzögerungsleitung über einen LFO moduliert wird. Da die Verzögerungszeit moduliert wird, wird das Audio in Echtzeit zeitkomprimiert und erweitert, wodurch eine Variation der Tonhöhe entsteht. Die verzögerten Signale werden dann wieder mit dem trockenen Signal vermischt.

Der Chorus-Effekt ist nach der Verwendung von Chorus in der Musik benannt. Das heißt, eine Gruppe von Menschen, die die gleiche Note im Gleichklang singen oder spielen. Natürlich wird es einige leichte Tonhöhenvariationen in den Stimmen geben, aus denen der Refrain besteht. Diese leichte Verstimmung variiert im Laufe der Zeit.

Der Effekt ist reichhaltig und verleiht dem Klang Tiefe und Breite.

Die Chorusmodulation wird ähnlich wie das Vibrato erreicht: durch Modulation der Verzögerungszeit in einer Verzögerungsschaltung. Bei Chorus wird das trockene Signal jedoch am Ausgang wieder eingemischt.

Beim Chorus haben wir also das trockene, unverarbeitete Signal und eine oder mehrere Kopien / Verzögerungen des Signals, die moduliert werden, so dass ihre Tonhöhe im Laufe der Zeit variiert.

Ein vereinfachter Signalpfad der Chorus-Einheit würde wie folgt aussehen:

Durch die Modulation der Verzögerungszeit mit einem LFO verschieben wir die Phase des verzögerten Signals effektiv hin und her. Dies verursacht Tonhöhenvariationen und verursacht auch eine gewisse Phasenverschiebung induzierte Filterung im Signal.

Die Kombination des modulierten Phasenverschiebungssignals mit dem trockenen Signal bewirkt den zeitvariablen Verstimmungseffekt, der als Chorus bekannt ist.

Die Verzögerungszeit liegt in der Regel im Bereich von 18-24 Millisekunden. Das ist zu kurz, um als deutliche Verzögerung gehört zu werden, aber auch lang genug, damit keine übermäßige Kammfilterung auftritt (das ist der Bereich von Flanger B. Effekte).

Zu den üblichen Chorus-Effektsteuerungen gehören:

  • Geschwindigkeit/Rate: steuert die Frequenz des LFO und damit die Geschwindigkeit, mit der die Pitch-Variation im nassen Signal auftritt.
  • Tiefe/Intensität: steuert die Amplitude des LFO und damit den Bereich der Verzögerungszeiten, zwischen denen die Verzögerungsschaltung oszilliert.
  • Mischen: Passt die Mischung zwischen dem trockenen (unverarbeiteten) Signal und dem nassen (verzögerungsmodulierten) Signal an.
  • Low-Cut-Filter: Eine Hochpassfiltersteuerung, die die Modulation im unteren Bereich herausfiltert, die möglicherweise Probleme verursachen könnte, insbesondere bei Stereo-Chorus-Effekten.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Chorus-Effekteinheiten:

TC Electronic TC 1210

Flanger

Was ist Flanger? Flanger ist ein Modulations-Audioeffekt, bei dem ein Signal dupliziert wird und die Phase einer Kopie kontinuierlich verschoben wird. Diese Wechselphase bewirkt einen geschwungenen Kammfiltereffekt, bei dem Spitzen und Kerben im Frequenzspektrum oder im EQ des Signals erzeugt werden.

Warum ist Flanger ein Modulationseffekt? Flanger ist ein Modulationseffekt, da der Verzögerungszeitparameter der Verzögerungsleitung über einen LFO moduliert wird. Das verzögerte Signal wird in sich selbst zurückgeführt und mit dem trockenen Signal vermischt, wodurch ein Kammfiltereffekt entsteht, der über den Frequenzgang gefegt wird. Dies ist der Flanger-Effekt.

Der Flanger-Effekt war zuerst zu hören, indem zwei identische Bänder parallel abgespielt und auf den Flansch eines der Bänder gedrückt wurde, um einen Kammfilter-Sweep über den kombinierten Ausgang zu verursachen, wenn ein Band aus dem Takt fiel (im Verhältnis zum anderen immer verzögerter wurde).

Dieser Phasenverschiebungseffekt ist leicht durch seinen „Jet plane swoosh“ oder „Drainpipe“ Sondierungseffekt zu unterscheiden.

Mögen Vibrato und Chorwird erreicht, indem die Verzögerungszeit einer Verzögerungsleitung mit einem LFO moduliert wird. Durch Modulation der Verzögerungszeit wird das verzögerte Signal phasenverschoben hin und her.

Aber anstatt den Effekt von Tonhöhenvariationen oder Verdickungen wie Vibrato bzw. Chorus zu haben, ist der Flanger-Effekt viel mehr ein filterartiger Effekt.

Um den Flanger-Effekt zu erzielen, muss die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung relativ kurz sein. Dies minimiert den Effekt des Hinzufügens einer zusätzlichen Stimme zum Klang und maximiert die Phasenwechselwirkungen zwischen den trockenen und verzögerten Signalen.

Im Allgemeinen möchten wir nicht über 20 ms gehen, aber im Idealfall möchten wir, dass die Verzögerungszeit viel kürzer ist, um eine ausreichend enge Phasenverschiebung und einen Kammfiltereffekt aufrechtzuerhalten.

Um Franger zu verstehen, schauen wir uns kurz an, was Phase bedeutet.

Phase gilt für Wellenformen. Insbesondere ist es die Position eines Punktes innerhalb eines Wellenzyklus einer sich wiederholenden Wellenform. Eine sich wiederholende Welle durchläuft 360º, wenn sie eine Periode (einen Zyklus) abschließt. An diesem Punkt können wir sagen, dass die Phase 360º oder 0º ist.

Dies kann mit einer einfachen Sinuswelle gezeigt werden:

Eine Phasenverschiebung von 90 Grad kann erreicht werden, indem ein sekundäres Signal verzögert wird (wie es mit dem Verzögerungspfad des Flagers passiert):

Bei 180º führt das Mischen der beiden Wellen dazu, dass sie sich gegenseitig aufheben:

Beachten Sie, dass jede Frequenz ihre eigene Wellenlänge und Periode hat (die Zeit, die benötigt wird, um einen Zyklus abzuschließen). Daher führt eine festgelegte Verzögerungszeit dazu, dass einige Frequenzen aufgehoben werden, während andere erhöht werden.

Was uns bleibt, ist ein Kammfilter, der seinen Namen von seinem kammartigen Aussehen hat.

Zum Beispiel hätten wir bei einer Phasenverschiebung von 1 ms zwischen zwei identischen Signalen den resultierenden Kammfilter über das gesamte Frequenzspektrum:

Wenn wir nun die Verzögerungszeit modulieren würden, könnten wir diesen Kammfilter über das Frequenzspektrum streichen. Das ist im Wesentlichen der Flanger-Effekt.

Durch Zulassen des Verzögerungspfads zum FeedbaAn sich können wir den Effekt weiter verstärken, indem wir Resonanzspitzen im Kammfilter-Sweep erzeugen. Dies kann im Folgenden visualisiert werden:

Um die Sache mit Fluger zu beenden, füge ich einen vereinfachten Signalpfad einer typischen Flangerschaltung hinzu:

Zu den üblichen Steuerelementen für den Flangereffekt gehören:

  • Geschwindigkeit/Rate: steuert die Frequenz des LFO und damit die Geschwindigkeit, mit der die Pitch-Variation im nassen Signal auftritt.
  • Tiefe/Intensität/Breite: steuert die Amplitude des LFO und damit den Bereich der Verzögerungszeiten, zwischen denen die Verzögerungsschaltung oszilliert.
  • Verzögerungszeit: steuert den Sollwert, um den der LFO moduliert.
  • Resonanz/Feedback: Passt die Menge des verzögerten Signals an, das in die Verzögerungsleitung zurückgespeist wird, wodurch die Resonanzspitzen des resultierenden Kammfilters angepasst werden.
  • Mischen: Passt die Mischung zwischen dem trockenen (unverarbeiteten) Signal und dem nassen (verzögerungsmodulierten) Signal an.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Flanger-Effektgeräte:

D 16 Gruppe Antresol

Phaser

Was ist Phaser? Phaser ist ein Modulations-Audioeffekt, bei dem eine Reihe von Spitzen und Tälern über das Frequenzspektrum des EQ des Signals erzeugt werden. Diese Spitzen und Täler variieren im Laufe der Zeit, typischerweise von einem LFO gesteuert, um einen Kehreffekt zu erzeugen, der als Phaser bekannt ist.

Warum ist der Phaser ein Modulationseffekt? Phaser ist ein Modulationseffekt, da ein LFO die Eckfrequenzen der kaskadierten Allpassfilter (Pole) moduliert. Wenn der LFO die Pole moduliert, bewegen sich die Kerben innerhalb des Frequenzgangs auf und ab, was den Phasenverschiebungsklang des Phasers verursacht.

Der Phasereffekt bewirkt, dass eine Reihe von Kerbfiltern über den Frequenzgang streichen, wodurch ein einzigartiger Effekt entsteht. Es ist vielleicht der schwierigste Modulationseffekt zu erklären, aber ich werde mein Bestes tun, um es einfach zu erklären.

Anstatt eine Verzögerungsschaltung zu modulieren, ist der LFO eines Phasers so eingestellt, dass er eine Reihe von Allpassfiltern moduliert. Dazu kommen wir gleich.

Der Effekt, den der Phaser auf einen Klang hat, ist ähnlich wie bei Flanger, außer dass der Kammfilter technisch gesehen kein Kammfilter ist. Es ist eigentlich eine Reihe von Kerbfiltern, die sich im Gleichklang bewegen, wenn der Phaser moduliert wird.

Im Allgemeinen sind die Kerben des Phasers weniger zahlreich und etwas anders verteilt. Deshalb klingen Phaser und Flangers ähnlich, sind aber sicherlich unterscheidbar.

Okay, kommen wir zu dem Teil, in dem es darum geht, zu verstehen, wie Phaser funktionieren.

Beginnen wir mit dem Allpassfilter. Dies ist ein Filter, der alle Frequenzen durchlässt, aber die Phase der Frequenzen über das Frequenzspektrum ändert.

Ein Allpassfilter besteht aus einem Tiefpassfilter und einem Hochpassfilter, die bei einer Eckfrequenz sanft kreuzen. Sie sind so eingerichtet, dass alle Frequenzen passieren und keine EQ-Boosts oder Cuts stattfinden. Der Hochpassfilter wirkt jedoch auf ein phaseninvertiertes Signal, so dass die Frequenzen langsam die Phase über das gesamte Spektrum ändern.

Die Eckfrequenz liegt dann bei 90º. Schauen wir uns ein paar Bilder zur Veranschaulichung an.

Lassen Sie uns nun eine Reihe von Allpassfiltern in Kaskade aneinanderreihen (jeder wird in den nächsten eingespeist):

Im obigen Fall haben wir 4 Allpassfilter (auch Pol genannt).

Werfen wir einen Blick auf das Phasenverschiebungsdiagramm für 1-, 2-, 3- und 4-Pol-Setups:

Wenn wir uns auf die 4-polige Linie konzentrieren, sehen wir, dass wir zweimal 180º (völlig phasenverschoben) fahren. Dies geschieht in den tiefen mittleren Frequenzen und wieder in den mittleren Bereichen.

Der 4-polige Frequenzgang würde ungefähr so aussehen, wo die 180º phasenverschobenen Frequenzen effektiv als Notch-Filter angezeigt werden:

Je mehr Pole, desto mehr Kerben (bei einem Verhältnis von zwei zu eins).

Wenn wir die Eckfrequenz jeder Stufe / Pol innerhalb des hörbaren Frequenzspektrums nach oben und unten modulieren würden, würden wir diese Kerben fegen und einen Phasereffekt haben!

Rückführung der endgültigen Allpassfilterausgabe in den ersten Allpassfilter inPUT wird den Effekt weiter verstärken, indem Resonanzen erzeugt werden:

Und da haben wir, so prägnant und einfach, wie ich es machen kann. Hier ist eine Abbildung eines vereinfachten Phasersignalpfads.

Zu den gängigen Phasereffektsteuerungen gehören:

  • Geschwindigkeit/Rate: steuert die Frequenz des LFO, der wiederum die Geschwindigkeit steuert, mit der der Kammfilter über den EQ des Signals streicht.
  • Breite: Kontrollen erhöhen oder verringern die Amplitude des LFO und erhöhen dadurch den Frequenzbereich, den der Phaser beeinflussen wird.
  • Feedback/Resonanz: Passt die Menge des betroffenen Signals an, das durch die Phaserschaltung zurückgespeist wird, wodurch die Resonanz jedes Peaks innerhalb des Kammfilters erhöht und die Intensität des Phasereffekts erhöht wird.
  • Etappen/Stangen: ändert die Anzahl der Pole (und damit Kerben) in der Phaserschaltung/-wirkung.
  • Mischen: Passt die Mischung zwischen dem trockenen (unverarbeiteten) Signal und dem nassen (phasenverschobenen) Signal an.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Phaser-Effektgeräte:

Doepfer A-125 VC Phaser

Beachten Sie, dass uni-vibe auf den gleichen Konstruktionsprinzipien wie der Phaser basiert.

Was ist der Dreheffekt in Audio? Der Rotationseffekt (auch bekannt als Leslie-Effekt) wurde ursprünglich vom berühmten Leslie-Lautsprecher erzeugt, einer Einheit mit einem rotierenden Lautsprecher. Wenn sich der Lautsprecher dreht, werden drei separate Effekte in der [stationary] Ohren der Zuhörer. Diese Effekte sind Tremolo, der Doppler-Effekt (Vibrato) und Phasing.

Der Dreheffekt kann durch einen rotierenden Lautsprecher oder mit einer Effekteinheit erzeugt werden. Diese Effekteinheiten sind im Wesentlichen Phaser.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele von Rotary-Effektgeräten:

Leslie Cream Simulator

Automatisches Schwenken

Was ist Auto-Pan? Auto-Pan ist ein Modulationseffekt, der das Audiosignal zwischen zwei Positionspunkten im Mixpanorama hin und her bewegt und in Stereo- oder Mehrkanalmischungen erfolgen kann.

Warum ist Auto-Pan ein Modulationseffekt? Auto-Pan ist ein Modulationseffekt, da das Panning des Signals über einen LFO moduliert wird, der das Signal zwischen zwei Punkten im Stereo- (oder Mehrkanal-) Bild bewegt.

Zu den üblichen Steuerelementen für den automatischen Schwenkeffekt gehören:

  • Breite: steuert die Variation des Schwenkens von Seite zu Seite, indem die Amplitude des LFO geändert wird.
  • Offset: Passt den Mittelpunkt an, um den sich der Autoschwenk moduliert.
  • Rate: Passt die Geschwindigkeit an, mit der sich die Verschiebung ändert, indem die Frequenz des LFO geändert wird.

Werfen wir einen Blick auf ein Beispiel für eine Auto-Pan-Effekteinheit:

Bemerkenswertes Auto-Pan-Effekt-Plugin: Soundtoys PanMan (Link zum Preis bei Plugin Boutique)

Soundtoys PanMan

Ringmodulation

Was ist der Ringmodulationseffekt in Audio? Ringmodulation ist ein Amplitudenmodulationseffekt, bei dem zwei Signale (ein Eingangs- / Modulatorsignal und ein Trägersignal) zu zwei brandneuen Frequenzen addiert werden, die die Summe und Differenz der Eingangs- und Trägersignale darstellen. Der Träger ist typischerweise eine einfache Welle, die von der Effekteinheit ausgewählt wird, während das Modulatorsignal das Eingangssignal ist.

Warum ist Ringmodulation ein Modulationseffekt? Ringmodulation ist effektiv eine Art von Amplitudenmodulation wobei das Trägersignal eine Grundfrequenz im/nahe dem hörbaren Bereich (20 – 20.000 Hz) hat. Der Träger wird durch den Eingang moduliert, um Seitenbänder am Ausgang zu erzeugen, die die Summe und Differenz der beiden Signalfrequenzen darstellen.

Die Ringmodulation ist ein weiterer etwas kniffliger Effekt zu erklären. Lassen Sie uns darauf eingehen, indem wir zuerst das Ergebnis von Der Ringmodulationseffekt.

Wie zu erwarten, hat die Ringmodulation in ihrer einfachsten Form einen Modulator und ein Trägersignal. Diese Signale sind Wellenformen und haben Frequenzinhalte. Der Ausgang des Ringmodulators besteht aus den Seitenbändern des Modulators und des Trägers. Das ist die Summe und Differenz ihrer Frequenzen.

Der Effekt lässt sich am einfachsten mit zwei Sinuswellen zeigen. Nehmen wir an, wir haben eine 1 kHz (1.000 Hz) Sinuswelle als Modulator:

Nehmen wir an, der Träger ist eine 900 Hz Sinuswelle. In diesem Fall würde der Ringmodulator zwei neue Frequenzen (Seitenbänder) ausgeben:

  • 1.000 Hz – 900 Hz = 100 Hz
  • 1.000 Hz + 900 Hz = 1.900 Hz

Die meisten Audiosignale sind jedoch keine Sinuswellen und bestehen aus vielen verschiedenen Frequenzen und Oberschwingungen. Dies kann ziemlich komplex werden, und alle Seitenbänder werden produziert.

Wenn die Trägerwelle eine Sinuswelle ist, bleiben die Dinge relativ zahm. Jede Frequenz (und sogar das Rauschen) des Modulators wird nur in zwei Bänder aufgeteilt.

Richtig wild wird es, wenn der Träger keine Sinuswelle ist und daher Oberschwingungen hat. Jede Oberschwingung des Trägers erzeugt ihre eigenen 2 Seitenbänder von jeder Frequenz im Modulatorsignal.

Ohne zu weit in dieses Kaninchenloch zu gehen, erlauben Sie mir, ein weiteres illustriertes Beispiel zu geben.

Dieses Mal betrachten wir ein 100 Hz Dreieckswellenmodulatorsignal mit nur den ersten 4 Oberschwingungen.

Lassen Sie uns in diesem Beispiel ein 50 Hz-Sinuswellenträgersignal verwenden. Die Seitenbänder des Dreiecks und der Sinuswelle würden an jeder Harmonischen erzeugt:

  • 100 Hz fundamental würde werden:
    • 100 – 50 = 50 Hz
    • 100 + 50 = 150 Hz
  • 300 Hz erste Harmonische würde:
    • 300 – 50 = 250 Hz
    • 300 + 50 = 350 Hz
  • 500 Hz zweite Harmonische würde:
    • 500 – 50 = 450 Hz
    • 500 + 50 = 550 Hz
  • 700 Hz dritte Harmonische würde:
    • 700 – 50 = 650 Hz
    • 700 + 50 = 750 Hz
  • 900 Hz vierte Harmonische würde:
    • 900 – 50 = 850 Hz
    • 900 + 50 = 950 Hz

Der Ringmodulatorausgang würde in diesem Beispiel etwa wie folgt aussehen:

Kommen wir nun zum Modulationsaspekt.

Die Ringmodulation ist nahezu identisch mit der Amplitudenmodulation (wie die Tremolo -Effekt, den wir bereits besprochen haben), mit Ausnahme eines wesentlichen Unterschieds.

Bei der Ringmodulation dreht sich das resultierende Produkt aus Modulator und Träger in die Phase, wenn der Träger negativ wird. Bei der Amplitudenmodulation gibt es keinen solchen Phasenflip. Dies kann in der folgenden Abbildung visualisiert werden:

Dadurch sind weder der Modulator noch die Trägersignale am Ausgang zu hören. Es sind nur die Seitenbänder. Einige Ringmodulatoren bieten eine Mix-Steuerung, um das Eingangs-/Modulatorsignal in den Ausgang einzumischen.

In Bezug auf den Tremolo-Effekt ist es wichtig zu beachten, dass der Trägeroszillator kein LFO ist. Es muss eine viel höhere Frequenz (im hörbaren Bereich) haben, um hörbare Seitenbänder effektiv zu erzeugen.

Im eigentlichen Schaltplan des Ringmodulators hat der Effekt seinen Namen, da er wie ein Ring aussieht. Ich füge das unten hinzu:

Dieses Bild hat ein leeres alt-Attribut; Sein Dateiname lautet mnm_Basic_Ring_Modulation_Circuit.jpeg

Zu den gängigen Steuerelementen für den Ringmodulationseffekt gehören:

  • Trägerfrequenz: Passt die Frequenz des Trägersignals an.
  • Welle: ändert die Wellenform des Trägersignals.
  • Tiefpassfilter: Die Ringmodulation kann im High-End ziemlich hart werden. Einige Ringmodulatoren verfügen über eine LPF, um damit umzugehen.
  • Mischen: Mischt das trockene Signal mit den Seitenbändern (das trockene Signal wird standardmäßig nicht mit Ringmodulation ausgegeben).
  • LFO-Sektion: Einige Ringmods haben einen zusätzlichen LFO, um andere Parameter zu steuern, was die Modulationsaspekte des Effekts fördert.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Ringmodulationseffekteinheiten:

Random*Source Ring

Andere Effekte, die Modulation verwenden

Okay, nachdem wir nun die typischen Modulationseffekte behandelt haben, lassen Sie uns über die anderen Effekte sprechen, die Modulation verwenden.

Auch dies sind Standardeffekte, bei denen Hardware und / oder Software zur Erzeugung des Effekts verwendet werden. Diese Effekte werden im Allgemeinen nicht in den Kategorien „Modulationseffekte“ angezeigt, obwohl eine Modulation auf die eine oder andere Weise erforderlich ist, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Die anderen Effekte, die Modulation verwenden, sind:

Vocoder

Was ist Vocoding in Audio? Vocoding ist der Prozess der Analyse und Synthese der menschlichen Stimme (oder eines anderen Modulatorsignals) für die Audiotransformation. Ein Vocoder teilt das Modulatorsignal in Frequenzbänder auf, und ein Trägersignal wird entsprechend dem Pegel des Modulators in jedem dieser Frequenzbänder gefiltert.

Warum ist Vocoding ein Modulationseffekt? Der Vocoder ist aus diesem Grund ein Modulationseffekt: Er analysiert ein Modulatorsignal, unterteilt es in Frequenzbänder und wendet auf jedes Band einen Bandpassfilter an. Das Trägersignal wird in die gleichen Bänder und Filter aufgeteilt, die entsprechend der Amplitude des Modulatorsignals angehoben/abgesenkt werden.

Der Begriff Vocoder ist ein Kofferwort aus Stimme und Encoder. Vocoder sind in diesem Artikel etwas herausragend, da sie besser als Instrument als als Effekt klassifiziert werden. Sie arbeiten, indem sie Sprachsignale analysieren und synthetisieren, um andere Parameter zu modulieren oder anderweitig zu steuern.

Vocoder haben viele Anwendungen, einschließlich natürlich als elektronisches Musikinstrument. Also, kurz gesagt, wie funktionieren Vocoder?

Im Falle des Vocoders haben wir zwei definierte Eingaben. Das Modulatorsignal ist das Gesangs- / Stimmaudio, und das Trägersignal ist ein Musikinstrumentensignal (oft ein Keyboard-basierter Synthesizer).

Ein Vocoder analysiert, indem er das Modulatorsignal (das Vokal- / Stimmsignal) analysiert. Dies geschieht durch Messung der Amplituden des Signals innerhalb eines definierten Satzes von Frequenzbändern. Diese Bänder werden weitgehend durch Bandpassfilter definiert, obwohl das erste und letzte Band durch einen Tiefpass- bzw. Hochpassfilter definiert werden können.

Für jedes Band wird eine Art Amplitudenhüllkurve erzeugt. Die Energie jedes modulierten Bandes (Spannung im analogen Vocoder) wird dann an einen identischen Satz von Bändern/Filtern gesendet, die das Trägersignal steuern. Der Pegel, bei dem jedes der Trägersignalbänder vom Vocoder ausgegeben wird, wird durch die Energie/Spannung des entsprechenden Modulatorbandes moduliert.

Werfen wir einen Blick auf ein Vocoder-Diagramm, um unsere Erklärung zu erleichtern (beachten Sie, dass dies ein analoger Vocoder mit spannungsgesteuerten Verstärkern ist, aber das allgemeine Design ist universell):

Im obigen Vocoder-Diagramm haben wir 10 Bänder. Jedes Band/jeder Filter wird verdoppelt, um passende Bandpaare zu erhalten.

Das Modulatorsignal wird parallel durch jedes der 10 Bänder gesendet. Jedes Band analysiert einen bestimmten Frequenzbereich des Signals.

Das Trägersignal wird ebenfalls parallel durch jedes seiner 10 Bänder gesendet.

Die Amplitude/Spannung jedes Modulatorbandes wird verwendet, um den VCA (spannungsgesteuerten Verstärker) jedes passenden Trägerbandes zu steuern. Dies bedeutet, dass die Amplitude der Modulatorbänder den Ausgangspegel der Trägerbänder steuert.

Wenn der Modulator also eine einzelne Ton-/Sinuswelle wäre, die nur in ein Band passt, würde der Ausgang nur den Wert des Trägersignals dieses Bandes enthalten.

Indem wir Gesangs- / Sprachsignale als Modulator und eine Art Synth-Patch als Träger verwenden, können wir den Synth so modulieren, dass er einen charakteristischen Frequenzausgang eines Gesangs- / Sprachsignals annimmt, während der Charakter des Patches selbst erhalten bleibt.

Rauschgeneratoren können verwendet werden, um einige der nichtharmonischen Eigenschaften des Stimm- / Stimmsignals (Zischlaute, Plosive usw.) beizubehalten, da Rauschen enger mit diesen Sprachfaktoren zusammenhängt.

Es gibt noch viel mehr über Vocoder zu wissen, einschließlich der vielen Steuerelemente, die wir in Kürze besprechen werden. Dieser Abschnitt sollte Ihnen jedoch eine solide Vorstellung davon geben, wie Vocoder als modulationsbasierte Instrumente funktionieren.

Zu den gängigen Vocoder-Steuerelementen gehören:

  • Anzahl der Bänder: Passt die Auflösung des Modulators an, indem die Anzahl der Frequenzbänder geändert wird, in die der Modulator aufgeteilt ist.
  • Frequenzbereich: Passt die Grenzen des Trägersignals ähnlich wie bei einem Bandpassfilter an.
  • Bandbreite: Passt die Breite der einzelnen Bänder und Filter an.
  • Formant: verschiebt die Frequenzen (nach oben oder unten), die von den Filtern abgedeckt werden.
  • Tiefe: Der Betrag, um den der Modulator den Träger beeinflusst.
  • Stimmlos: Eine Einstellung, die es Sibilanz, Plosiven und anderen nicht-harmonischen Sprachinhalten ermöglicht, den Träger effektiver zu modulieren, indem dem Träger Rauschen hinzugefügt wird, was einen verständlicheren Vocoder-Effekt ermöglicht.
  • Mischen: Mischt den trockenen (unverarbeiteten) und nassen (Vocoderausgang) am Ausgang miteinander.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Vocodier:

Korg microKorg

Wah-Wah

Was ist der Audio-Wah-Effekt? Wah (oder Wah-Wah) ist ein Filtereffekt, der bei Gitarren und Tasteninstrumenten üblich ist. Wah wird erreicht, indem ein oder mehrere Boosts im EQ in der Frequenz nach oben und unten gefegt werden, wodurch der menschliche Vokalklang von „wah“ nachgeahmt wird.

Warum ist Wah-Wah ein Modulationseffekt? Wah-Wah ist ein Modulationseffekt, da der Benutzer die formantenartigen EQ-Boosts moduliert, typischerweise mit dem Tretpedal.

Wah-Effekte zielen darauf ab, den gleichen spektralen Gleitflug zu erreichen wie die menschliche Stimme, die „Wah“ vorwärts und rückwärts sagt. Die Modulation der EQ-Peaks, die durch den Effekt verursacht wird, soll der Bewegung von Formanten in der natürlichen Reaktion der menschlichen Stimme ähneln.

Formanten sind unverwechselbare Frequenzen, die helfen, einen Vokal (oder Konsonanten-) Laut zu definieren. Es handelt sich um besondere Empfindlichkeiten (Amplitudenzunahme) bei bestimmten Frequenzbändern. Jeder Vokal hat seine eigenen Formanten, die etwas mehr Energie haben als die anderen Frequenzen in der Schallwelle.

Hier ist ein Diagramm, das die Vokallaute nach ihren ersten und zweiten Formanten darstellt.

Der Wah-Effekt imitiert den Klang „wah-wah“, indem er einen Resonanzpeak über den Frequenzgang des Effektausgangs moduliert. Die Modulation wird durch einen variablen Widerstand (Potentiometer) oder eine andere Art der Ausdruckskontrolle gesteuert. Der eigentliche Filter eines gefegten Wah-Effekts könnte in etwa so aussehen:

Das obige Bild zeigt, dass der Resonanzpeak von einem Extrem (dargestellt durch die gelbe Linie) zu einem anderen (dargestellt durch die blaue Linie) moduliert wird.

Zu den üblichen Steuerelementen der Wah-Effekteinheit gehören:

  • Ausdruckscontroller: Die Modulationssteuerung, sei es ein Mod-Rad, Expression-Pedal, Aftertouch usw.
  • Q-Steuerelemente: Passt die Breite des Resonanzpeaks an.
  • Bereich: Passt den Frequenzbereich an, zwischen dem der Peak moduliert wird.
  • EQ (Bass, Mitten, Höhen): eine zusätzliche Klangregelung.
  • Niveau: Die Gesamtleistung der Effekteinheit.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele von Wah-Wah-Effektgeräten:

Dunlop Cry Baby GCB-95

Auto-Wah/Hüllkurvenfilter

Was ist Auto-Wah- oder Briefumschlagfilterung? Auto-Wah/Hüllkurvenfilterung ist ein Effekt, bei dem der Filter des Signals durch die Hüllkurve/Transienten eines Signals moduliert wird. Diese Filter wirken daher entsprechend dem dynamischen Anstieg und Abfall eines Signals und werden am häufigsten auf Bass-, Gitarren- und Synthesizer-Instrumenten verwendet.

Warum ist Auto-Wah/Hüllkurvenfilterung ein Modulationseffekt? Auto-Wah/Hüllfilterung ist ein Modulationseffekt, da der Filter durch die Hüllkurve des Signals moduliert/gesteuert wird.

Wie der Name „Hüllkurvenfilter“ vermuten lässt, verwendet dieser Modulationseffekt die Hüllkurve der Amplitude des Eingangssignals, um eine Filtergrenzfrequenz zu steuern und das Ausgangssignal effektiv zu filtern.

Diese Art der modulierten Filterung ähnelt dem oben erwähnten Wah-Wah-Effekt, mit der Ausnahme, dass die Modulation automatisch durch die inhärente Hüllkurve des Eingangs und nicht durch einen Ausdruck verursacht wird.Pedal, daher der Name
„Auto-Wah“.

Eine Hüllkurvenfilter-Effekteinheit erkennt die Amplitude des Eingangssignals und erzeugt eine entsprechende Hüllkurve. Wir können dies mit dem folgenden Bild visualisieren, wobei die schwarze Linie das Audiosignal und die rote Linie die erkannte Hüllkurve darstellt:

Dieses Bild hat ein leeres alt-Attribut; Sein Dateiname lautet mnm_Envelope_Filter_Envelope_Detector-2.jpeg

Diese Hüllkurve moduliert den Filter der Effekteinheit. Ein Tiefpass-Umschlagfilter sieht in etwa wie folgt aus (beachten Sie, wie die minimalen und maximalen Hüllkurvenmarkierungen übereinstimmen):

Der Filter hat im Allgemeinen eine Resonanzspitze bei der Grenzfrequenz, um den Wah-ähnlichen spektralen Gleitflug zu erreichen, wie oben dargestellt.

Hüllkurvenfilter können Bandpass-, Hochpass- oder Tiefpassfilter verwenden, die für verschiedene Effekte nach oben oder unten gezogen werden können.

Zu den üblichen Umschlagfiltersteuerelementen gehören:

  • Filtertyp: Tiefpass, Bandpass oder Hochpass.
  • Reaktion/Angriff: Passt die Angriffszeit der generierten Hüllkurve an.
  • Geschwindigkeit/Zerfall: Passt die Abklingzeit der generierten Hüllkurve an.
  • Empfindlichkeit: Passt die Amplitude an, die erforderlich ist, um die gleiche Filterung zu erreichen.
  • Bereich: Passt den Bereich der Filterbewegung über die Hülle an.
  • Q/Peak: Passt die Resonanzspitze bei der Grenzfrequenz an.
  • Zugrichtung (nach oben/unten): Ändert die Richtung des Sweeps.
  • Mischen: Mischt die trockenen (ungefilterten) und nassen (Hüllkurvenfilter) Signale am Ausgang.

Werfen wir einen Blick auf einige Beispiele für Hüllkurvenfilter-Effekteinheiten:

Mutronics Mutator

Oktaver

Was ist der Oktaveffekt? Der Oktav-/Oktaveffekt ist ein Audioeffekt, der dem Signal effektiv eine oder mehrere Oktaven (unten oder oben) hinzufügt.

Warum ist der Oktaveffekt ein Modulationseffekt? Einige Oktaveffekteffekte verwenden Amplitudenmodulation mit erzeugten Rechteckwellen-Trägersignalen, die Oktave(n) vom Eingangsgrundsignal entfernt sind. Diese Träger beeinflussen dann Kopien des Eingangssignals, um das Signal um eine oder mehrere Oktaven zu erhöhen oder zu verringern, was zu einem weniger „synthetischen“ Klang führt.

Beachten Sie, dass eine einfache monophone Oktaverzeugung mit Modulation erreicht werden kann, Tonhöhenverschiebungs- und Harmonisierungseffekte jedoch nicht. Diese Effekte erfordern Sampling und DSP, um effizient in Echtzeit zu arbeiten. Heute verwendet die überwiegende Mehrheit der Oktaveffekte auch eine genauere DSP-Technologie.

Schauen wir uns ein Beispiel für eine Oktaveffekteinheit an:

Boss OC-2

Andere Anwendungen der Modulation in Audio

Obwohl es in diesem Artikel nicht unbedingt um Modulation im Allgemeinen geht, dachte ich, es wäre schön, mit ein paar weiteren Beispielen für Modulation im Kontext von Audio abzuschließen.

Wir haben den Effekt besprochen. Lassen Sie uns nun kurz ein paar andere Möglichkeiten erwähnen, wie Modulation verwendet wird.

Stimmmodulation bezieht sich auf jede Variation in der Stärke, dem Ton oder der Tonhöhe der Stimme einer Person. Wir können sehen, wie ähnlich dieser natürliche Effekt vielen der oben diskutierten Audioeffekte ist.

Modulieren bedeutet in der Musiktheorie, die Tonarten innerhalb eines Musikstücks zu wechseln.

Obwohl es eine Weile dauern würde, in jedes mögliche Modulationsschema für die drahtlose Übertragung von Audio einzusteigen, sollte ich einige der wichtigsten Möglichkeiten erwähnen, wie Modulation für drahtloses Audio verwendet werden kann (beachten Sie, dass es verschiedene Modulationstypen innerhalb der folgenden Arten der drahtlosen Übertragung gibt):

  • AM (Amplitudenmodulation) Radio
  • FM (Frequenzmodulation) Radio
  • Drahtlose Audioübertragung über Funkwellen
  • Kabellose Bluetooth-Audioübertragung

Wie wir kurz besprochen haben, verwenden Synthesizer-Instrumente Modulation auf alle möglichen Arten, um das Ausgangsaudiosignal zu formen. Hier sind ein paar Möglichkeiten, wie Modulation in Synthesizern verwendet wird:

  • FM (Frequenzmodulation) Synthese
  • Synthesizer-Modulationssteuerung
    • LFOs
    • Hüllkurven-Generatoren
    • Modulationsräder
    • Aftertouch
    • Step-Sequenzer
    • Knöpfe/Fader
    • Expression-Pedale

Ein besonderer Hinweis zur FM-Synthese

Ich dachte, ich könnte nicht über Vocoder diskutieren, ohne die FM-Synthese zu diskutieren, da sie beide Instrumente sind. Lassen Sie uns diesen Artikel beenden, indem wir kurz auf die FM-Synthese eingehen.

Was ist FM-Synthese? Frequenzmodulationssynthese ist eine Art von Klang- / Audiosynthese, die modulierende Oszillatoren verwendet, um die Frequenz der Audio- / Trägerwellenform zu modulieren. Viele komplexe harmonische und unharmonische Klänge sind mit dieser Art der Synthese möglich.

Ist Frequenzmodulationssynthese nicht nur Vibratodann? Auf keinen Fall!

Denken Sie daran, dass der Vibrato-Effekt tatsächlich die Verzögerungszeit in einem Verzögerungssignal moduliert. Es erreicht seine Tonhöhenvariation, indem es die Periode der Wellenform komprimiert und erweitert.

Die FM-Synthese verwendet ihre Modulatorsignale, um die Frequenz des Trägers selbst zu verändern, was sie zu einer völlig anderen Art der Modulation macht.

Davon abgesehen können wir den tonhöhenvariierenden Effekt nutzen, um die Natur der FM-Synthese zu verstehen.

Das erste, was zu beachten ist, ist, dass Vibrato einen LFO-Modulator verwendet. Die Variationen in der Tonhöhe sind dann leicht wahrnehmbar.

Wenn der Modulatoroszillator in einem FM-Synthesizer eine ausreichend niedrige Frequenz (im LFO-Bereich) hätte, würden wir auch eine Variation in der Tonhöhe des Synth-Ausgangs hören.

Aber was passiert, wenn wir die Modulatorfrequenz erhöhen? Die Modulation der Tonhöhe beginnt sich zu beschleunigen, bis sie nicht mehr wahrnehmbar wird. Um den Cutoff-Punkt von 20 Hz hören wir eine zunehmende Modulatorfrequenz als Änderung der Klangfarbe und nicht als Beschleunigung der Tonhöhenvariation.

Je höher die Modulationsfrequenz, desto komplexer die synthetisierte Ausgangswellenform.

Indem wir also die Frequenz einer Wellenform mit einem Oszillator im „hörbaren Frequenzbereich“ modulieren, verändern wir tatsächlich die Tonalität der Wellenform und synthetisieren dadurch neue Audiosignale und Klänge.

Dies ist natürlich eine zu starke Vereinfachung, aber es ist ein guter Anfang, um die Grundlagen der FM-Synthese zu verstehen.

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Paula Ludecke

Paula Ludecke ist Autorin und Erstellerin von Inhalten, die einfach nur die Welt zu einem besseren Ort machen möchte. Sie arbeitet gerade an ihrem ersten Buch, in dem es darum geht, wie man sein bestes Ich sein kann – und sie kann es kaum erwarten, dass du es liest!

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