Wie funktioniert ein LFO?

[newbie11]

Hab mal ne Frage zur Klangsynthese, wäre nett wenn das jemand beantworten könnte..
LFO ist ja im Prinzip ein ganz normaler Osc, der allerdings so tiefe Frequenzen erzeugt, dass das menschliche Gehör die nicht wahrnehmen kann.. Er erzeugt also genauso Schwingungen wie ein ganz normaler Osc nur dass die Wellen um einiges länger sind, da tiefer. Jetzt interessiert mich aber, wie kann es sein, dass beide im Prinzip das gleiche machen, nämlich Schwingungen erzeugen, aber der LFO gewisse Parameter am normalen Osc ändern kann. Da kommt doch nur ne Schwingung raus, wie kann der LFO dann irgendwelche Parameter am Osc ändern? Warum ist das das Gleiche als wenn ich mit der Hand den Regler für irgendeinen Parameter am Osc drehe, wie funktioniert das?

 

[Burkie]

Weil der Ausgang des LFO auf einen Regeleingang des Osc geroutet wurde.

 

[newbie11]

Natürlich gehe ich davon aus dass alles korrekt angeschlossen ist, es bleibt also die Frage wie kann das funktionieren, denn der LFO schickt eine Schwingung an den Osc und wie kann es das gleiche sein, als wenn ich den Parameter mit der Hand ändern würde.. Was passiert da?

 

[Kuno]

Ein LFO ist lediglich ein periodisches Steuersignal.
Wenn du dieses Signal z.B. auf den Cutoff eines Filters routest, ist das eben das selbe, wie als ob du selbst diesen Parameter per Hand hin und her bewegen würdest.

Natürlich kann ein LFO auch Parameter an OSCs steuern (sofern es der Synth zulässt). Tonhöhe wird da wohl das üblichste sein.

Äh ... was war jetzt eigentlich die Frage?

 

[Can]

Der Begriff Schwingung ist vielleicht bisschen verwirrend (obwohl ja richtig), wenns darum geht, z.B. nen Effekt-Parameter zu modulieren.

Ich denk bei sowas einfach an Zahlenwerte, die sich einem Bereich zwischen Minimal- und Maximal-Wert periodisch bewegen.

Angenommen wir haben den Bereich 0 und 100 und in 2 Sekunden wandert der Wert von 0 auf 100 hoch und geht dann in 2 Sekunden wieder auf 0 zurück. Wenn man damit ein Filter-Cutoff oder sonstwas steuern will, wird das Filter-Cutoff einfach auf den aktuellen Wert zwischen 0 und 100 gesetzt. Da der Wert sich zeitlich verändert, verändert sich auch der Cutoff...

Das ist eigentlich nichts anderes als ein LFO.... die wichtigste Eigenschaft/Funktion dabei ist einfach, dass ein Wert sich in einem bestimmten Bereich bewegt. Der Bereich ist dann die Amplitude und die Frequenz die Zeit, in der das passiert (bzw. ihr Kehrwert, jaja). Und das passiert halt in der Regel nicht linear (jede Millisekunde Wert um 1 erhöhen/erniedrigen), sondern sinusförmig.... oder in jeder anderen Schwingungsform (Dreieck, Sägezahn usw.).

Ich finds so einfacher zu verstehen als wenn man sich eine Schwingung vorstellt, da man bei ner Schwingung oftmals an schnelle Abläufe denkt.... aber bei LFO sind die Abläufe (Perioden) viel langsamer (länger), also die Frequenzen viel geringer... daher LFO (= Low Frequency Oscillator) (niedrige Frequenzen). So ein Phaser soll sich halt langsam bewegen und nicht 100x pro Sekunde durch die Gegend jumpen.

.....die Erklärung ist sicher mathematisch/technisch nicht komplett korrekt, aber für's Verständnis ists glaub ich nicht schlecht.

Gruß Lukas

 

[clemenserwe]

Wenn Dich interessiert, wie es funktioniert, dass ein Lfo z.B. die Tonhöhe eines Oszillators verändert, musst Du die Frage andersrum stellen.

Nicht wie funktioniert ein LFO - sondern wie funktionieren die Regeleingänge von Oszillatoren.
Nicht der LFO stellt diese Funktionen bereit, sondern der Oszillator (also das zu steuernde Modul) muss die Fähigleit haben, Steuersignale verarbeiten zu können.

Wenn Du den Parameter mit den Händen verdrehst, drehst Du (meistens) an einem Widerstand, der so geschaltet ist, dass er eine Steuerspannung verändert.

Anstatt nun diese Spannung per Widerstand zu beeinflussen, kann man auch gleich eine von ausserhalb bereitgestellte Spannung verwenden. In der Praxis wird dann einfach beides gemischt - ein Oszillator hat Regler und mehrere Steuereingänge die gemeinsam die Funktion beeinflussen.

Wird's klarer?

Clemens

 

[newbie11]

Ok vielen Dank, so habe ich es verstanden! Gibt es denn noch eine Erklärungsmöglichkeit, die veranschaulicht wie die "Schwingung" an sich das Signal bzw den Parameter ändert? Denn theoretisch ist die Zahlenwerttheorie verbunden damit, dass der Eingang des Osc das Signal richtig weiterverarbeitet ja schlüssig! Aber aus einem Osc kommen doch nunmal Schwingungen, die durch einen Ausgang auch hörbar gemacht werden können. Und genau diese Schwingungen des LFO müssen doch irgendwie Einfluss auf die Schwingungen des normalen Osc nehmen. Oder ist es tatsächlich so, dass der Eingang des Osc einfach nur die Zahlenwerte "wahrnimmt" und es dann so wie oben beschrieben weiterverarbeitet? Nehmen die Schwingungen des LFO Einfluss auf die Schwingungen des Osc oder kommt es dazu gar nicht erst, weil es vorher am Eingang weiterverarbeitet wird in reine Zahlenwerte? Wie wäre die mathematisch-technische Erläuterung, kann da noch jemand ergänzend was zu sagen?

 

[Kuno]

Und genau diese Schwingungen des LFO müssen doch irgendwie Einfluss auf die Schwingungen des normalen Osc nehmen. Oder ist es tatsächlich so, dass der Eingang des Osc einfach nur die Zahlenwerte "wahrnimmt" und es dann so wie oben beschrieben weiterverarbeitet?

In wiefern ein LFO Einfluss auf einen OSC nimmt, hängt davon ab, welchen Parameter er steuert.

Ein LFO könnte zum Beispiel den Pitch eines OSCs steuern. In dem Fall hört man eine Art Vibrato.

 

[Can]

Ich sag ja, das Wort Schwingung verwirrt Wenn man es anders erklärt, ist es viel einleuchtender

Eingang des OSC gibts nicht. Nen OSC schwingt halt... und ne Schwingung hat die beiden (wichtigsten) Parameter Frequenz und Amplitude.

Oder ist es tatsächlich so, dass der Eingang des Osc einfach nur die Zahlenwerte "wahrnimmt" und es dann so wie oben beschrieben weiterverarbeitet?

Da jeder aktuelle Synthesizer digital arbeitet und den ganzen Kram berechnet, geht es ausschließlich nur noch im Zahlenwerte. Der LFO ist quasi ne Funktion, die Werte ausgibt und irgendeinen Parameter wird dann auf diesen Wert gesetzt. Das kann, wie Kuno gesagt hat, der Pitch (die Tonhöhe) eines OSCs sein, oder die Amplitude (Lautstärke)... dann hört man ein Tremolo.

Aber häufig steuert ein LFO gar keinen Parameter eines anderen OSCs, sondern Parameter von Effekten.

 

[ElectricSheep]

Da jeder aktuelle Synthesizer digital arbeitet und den ganzen Kram berechnet, geht es ausschließlich nur noch im Zahlenwerte

aktuell heißt nicht gleich digital

Aber häufig steuert ein LFO gar keinen Parameter eines anderen OSCs, sondern Parameter von Effekten.

und noch mal

wenn Du an einem modularen System arbeitest, dann hast Du alle Freiheiten! Da gibt es eigentlich keine "Regeln".

Du kannst auch einen VCO als LFO nutzen, wenn Du dadurch den Effekt erzielst, der dir gefällt....

In wiefern ein LFO Einfluss auf einen OSC nimmt, hängt davon ab, welchen Parameter er steuert.

jo. natürlich auch, wie der synthesizer aufgebaut ist und das zulässt.

 

[Can]

Ganz ruhig... du hast ja Recht

Aber 99% der aktuellen Synths (und dazu zähl ich sowohl Hardware als auch Soft-Synths) sind nunmal keine analogen Geräte, oder?

wenn Du an einem modularen System arbeitest, dann hast Du alle Freiheiten! Da gibt es eigentlich keine "Regeln".

Ja, ist auch richtig. Ich bin auch nen großes Talent darin, Aussagen zu zerpflücken, indem ich eine inhaltliche Lücke oder eine Ausnahme rausziehe Aber es ging hier denke ich darum, das Prinzip zu veranschaulichen und nicht jeden Spezial-Fall (und das sind modulare Systeme z.B.) zu berücksichtigen.

 

[ElectricSheep]

nein, sorry, so war das nicht gemeint. ich will das nicht zerpflücken, sondern lediglich vermeiden, dass man vielleicht dadurch erneute Missverständnisse hervorruft: wie z.B. dass die steuerung quasi nur noch digital sei, woraus man ggf. leicht schließen könnte, dass digital ja besser sei.
Wenn Du von nem Softwarsynth sprichst, dann arbeitet ausnahmslos jeder digital

Diesen geht allerdings in der Regel die Dynamik der Spannungsschwankungen verloren, wie man sie eben von spannungsgesteuerten Systemen kennt.
Eigentlich kann man gerade anhand von spannungsgesteuerten Systemen gut "erfühlen", wie OSC und LFO miteinander spielen und aufeinander einwirken.

Aber letztendlich kommt es eben auf den Aufbau, oder auch die Programmierung des Synthesizers an und ob diese zulassen, dass ich mit einem LFO direkt in den OSC eingreifen kann und nicht nur auf Filter usw...

 

[tubeless]

Aber aus einem Osc kommen doch nunmal Schwingungen, die durch einen Ausgang auch hörbar gemacht werden können.

Ich verstehe nicht so ganz, wieso Du Dich an dem Begriff Schwingungen so festhältst - es scheint so, als ob Steuerspannungen und die Schwingungen eines LFO für Dich zwei vollkommen getrennte und unterschiedliche Dinge sind?
Ist es aus Deiner Sicht unwahrscheinlich, dass Schwingungen auch Steuerspannungen sein können oder Steuerspannungen eben als Schwingende Spannung daherkommen können?

 

[clemenserwe]

Aber aus einem Osc kommen doch nunmal Schwingungen, die durch einen Ausgang auch hörbar gemacht werden können.

Eine Schwingung ist (in der Analogen Welt) nicht anderes, als eine sich (in einem wiederholenden Muster) ändernde Spannung.

Das heisst, wenn man in einem kurzen moment ein messtechnisches "Standbild" anfertigt, hat man keine Schwingung, sondern eine Spannung. (Und im nächsten moment eben eine etwas andere Spannung)

Und genau diese Schwingungen des LFO müssen doch irgendwie Einfluss auf die Schwingungen des normalen Osc nehmen.

Der Oszillator hiess früher übrigens VCO - für Voltage Controlled Oszillator. Das bedeutet, dass man mit Spannungen das Verhalten des Oszillators kontrollieren kann.
Wenn diese Spannungen schwingen - also sich periodisch ändern - ändert sich eben das Verhalten des VCO - und damit dessen Output.

Komm weg von dem mystischen Wort "Schwingung". In einem analogen Synthesizer sind das alles sich ändernde Spannungen. Das bleibt so bis zum Lautsprecher. Dort wird es in sich (periodisch ändernde) Luftdrücke (=Schall) umgewandelt.

Clemens

 

[newbie11]

Ahhh ok jetzt hab ich es gecheckt! Danke!!!

Jetzt hab ich noch eine letzte Frage dazu, wo ist der Unterschied, wenn ich einen Parameter des Osc per LFO oder den gleichen Parameter per Envelope steuern lasse?
Ich kenne die Envelope also die Hüllkurve nur als Einheit vor dem Out Anschluss, dass praktisch der Osc nicht die ganze Zeit einen Ton von sich gibt sondern, durch die Hüllkurve nur dann, wenn es gebraucht wird. Das heisst es geht eine Verbindung vom Osc zur Envelope und dann zum Output. Wenn ich aber einen Parameter am Osc steuern möchte, dann geht eine Envelope Einheit ZUM und nicht VOM Osc!
Vorher habe ich mir vorgestellt, dass die Hüllkurve mit den ADSR Parametern, die "Schwingung" umhüllt und praktisch immer nur das durchlässt was man einstellt bzw. was auf dem Keyboard gedrückt wird. Aber da jetzt die Envelope zum Osc geht, muss die Envelope ja auch irgendwas senden bzw. wie kann denn jetzt die Envelope einen Parameter dann steuern?

 

[tubeless]

Das ist nix anderes als ne automatische Lautstärkeregelung. Also wieder eine veränderbare oder sich automatisch verändernde Spannung.

 

[clemenserwe]

Das heisst es geht eine Verbindung vom Osc zur Envelope und dann zum Output.

Nein. Genau genommen geht eine Verbindung vom Oszillator zu einem VCA. (Voltage Controlled Amplifier/Verstärker). Der VCA ist die Lautstärkeregelung, die Tubeless anspricht. Was Voltage Controlled bedeutet, kannst Du Dir inzwischen denken: Man kann Steuerspannungen hinschicken und das Verhalten beeinflussen.
Ob das dann eine Hüllkurve ist oder ein LFO ist dabei egal. Beides sind Steuerspannungen.

Wenn ich aber einen Parameter am Osc steuern möchte, dann geht eine Envelope Einheit ZUM und nicht VOM Osc!

Es geht keine Envelope-Einheit hin, sondern eine Envelope schickt eine .... na raten mal ... jaaa, genau! ... Steuerspannung hin

Achso - falls die Frage noch kommt - man spricht deswegen auch von Steuermodulen (LFO, Envelope, Tracking-Generator etc.) Diese können mit den Steuereingängen der signalführenden Module (das sind VCO/Oszillator, VCF/Filter und VCA/Verstärker) verbunden werden. Jedes dieser Module hat normalerweise mehrere Steuereingänge für verschiedene Funktionen, z.B. der Filter für Resonanz und Cutoff-Frequenz, der OSC für Frequenz(Tonhöhe) und Pulsweitenmodulation und der VCA für Lautstärke.

Logischerweise: Je mehr Steuereingänge ein System hat desto interessanter sind die möglichen Modulationen (so nennt man die Beeinflussung per Steuerspannung) und damit die Klänge.
Deshalb gibt es z.B. auch oft eine Modulationsmatrix (z.B. beim Oberheim Matrix 6) in der frei vorgegeben werden kann, welches Steuermodul wieviel von seinem Output an welchen Steuereingang sendet.

Richtig interessant: Beim Matrix6 haben dann die Steuermodule ebenfalls wieder Steuereingänge, so dass man z.B. den Decay-Wert einer Hüllkurve per LFO modulieren könnte.


Clemens

 

[newbie11]

Ok, verstanden! Danke für die plausiblen Erklärungen!