Ist scheinbar eher was für Freunde des eher cleanen Sounds, die FPGA Oszillatoren werden entsprechend kosten (???), dafür sollen sie auch weitgehend aliasing frei sein.
Der große Vorteil ist der, dass man Schaltungen in FPGAs (in dem Typ, der in der KYRA verwendet wird) mit grob 200MHz laufen lassen kann. Bedeutet, man kann alle Gleichungen quasi-Analog benutzen nach Euler-Cauchy integrieren und differenzieren, bzw iterative Lösungen suchen. Damit bekommt man sehr hohe Abtastraten hin, die es erlauben, einfache Gleichungen mit 192kHz zu produzieren und/oder gleich mehrere Kanäle zu generieren. Laut dem Entwickler verwendet er partiell eine 32-fache Überabtastung. Wären also 1536kHz. Ich benutze 768kHz mit entsprechendem AA-Filtern. Man kan zeigen, dass das ausreichend ist, um analoges Audio zu repräsentieren, ohne Artefakte / Aliasing zu bekommen.
Das heißt aber nicht, dass die Werteverläufe automatisch aliasing-frei sind - nur weil FPGAs benutzt werden. Auch dort sind es letztlich virtuelle Oszillatoren, also digitale Schaltungen mit FlipFlops und Kombinatorik, die diskret rechnen und erst mal nicht mehr Genauigkeit bringen, als DSPs. Im Gegenteil: Mit 64-Bit Systemen ist der Aufrechterhalt der Genauigkeit sogar einfacher, als in FPGAs, weil die dort (Artix, Zynq) verbauten Multiptizierer nur 25x18 Bit können und oft kaskadiert werden müssen.
Zu den Kosten: Solche Bausteine, also z.B. der Xilinx-Zynq (Kyra) oder ein Xilinx-Artix (gleiche Technik wie Zynq nur ohne integrierte ARM-CPU) liegen im Bereich von 50,- ... 150,- Euro das Stück. Eine vollständige Platine mit einem DDR3-Ram, Flash und Pwer, die autark arbeitet, gibt es im Handel zwischen 100,- und 350,- Euro. Ich benutze für meinen FPGA-Synth welche mit einem Artix-200 zu 280 Netto. In dem sind über 700 Multiplizierer vorhanden. Ein typischer idealer Oszillator, der wie ein mechanischer Schwinger nach DGL 2.Ordnung funktioniert, benötigt deren 6..8 je nach Genauigkeit. Die Version die ich verwende, welche mehrere Parameter für nichtsättigende Dämpfung und Reibung hat, wie sie bei Saiten und Blechschwingung benötigt werden (2-fach gekoppelte DGL3 mit Rückkopplung) braucht 12 solcher Multiplizierer. Mit einem solchen Oszillator kann man dann wegen der Rückkopplungen "nur" alle 20 .. 30 Takte einen Wert erzeugen. Macht so etwa 10MHz "Rechenfrequenz". Damit bekommt man für einen Sinus, der mit 10 kHz schwingen soll, immerhin 1000 Punkte. Das ist schon sehr "analog". Anteiliger Preis: 3 Euro !
Letztlich kommt es darauf an, wie komplziert der Erbauer seine Schaltung gestaltet und wie genau er z.B. Elektronik nachbaut. Da gibt es eine große Bandbreite.
Wer sich dafür interessiert: Mein MOOG-Filter braucht - wenn es so einigermaßen genau arbeiten soll - bei dieser Timing-Konstellation minimal fast 15% eines solchen FPGAs und berechnet dann z.B. 32 Kanäle gleichzeitig. Das sind rechnerisch noch 1,50 Euro je Kanal! Wenn ich aber anfange, richtige Transistorgleichungen wie z.B. Gummel-Poon zu nehmen, wird nicht nur der FPGA halb voll, sondern er packt auch nur noch 2 Kanäle mit ausreichender Frequenz, dass es für 20kHz "ehrliche" Bandbreite reicht. Damit kostet das Filter schon schlappe €25,00
Da ist der Aufbau in echter Elektronik nach wie vor billiger.
Und Gleichungen, wie wir sie aus der Halbleiterelektronik kennen, z.B. das vereinfachte SRH-Modell, sind gar nicht mehr in Echtzeit zu berechnen, ober man bräuchte etliche FPGAs parallel. Man kann sich also leicht ausrechnen, wie "genau" und "echt" digitale Nachbildungen von solchen Filtern- und Verzerrern sind und wie einfach sie gebaut sind, wenn sie von der DAW per plugin berechnet werden.
Beispiel zur digitalen Modellierung von analogen Schaltungen:
www.mikrocontroller.net