Was genau ist eigentlich analoges Audio?

[Gisel1990]

Ich hab mal 'ne echt dumme Frage. Und zwar will ich verstehen, was analoges Audio im Kontex von Synthesizern eigentlich bedeutet. Also rein von der Physik her.

Mir ist klar, dass Digitales immer etwas zu tun hat mit zwei Zuständen (an/aus, 0/1), während Analoges kontinuierliche Werte annimmt. Also theoretisch unendlich viele Zustände. Aber wie muss man sich vorstellen, arbeitet ein VCO? Was genau schwingt da? Am Ende der Kette braucht's wohl analog, um die Mechanik des Lautsprechers zu bewegen, der Luft zu den Ohren schaufelt. Aber wie wird der analoge Stream über's Kabel übertragen? Kann das jemand für Dummies erklären oder kennt einen Link, wo das anschaulich erklärt wird?

 

[wer4tuztihjb4sdw872]

Viel Spaß beim Schmöckern. Da findest du eine Antwort auf deine Frage:

Synth Secrets - From Sound On Sound

Gordon Reid's classic 'synthesis explained' in-depth series ran in Sound On Sound every month, non-stop, over 5 years and is still used by Colleges and University courses as 'essential reading' when teaching the foundations of synthesis and sound design. We've collected all 63 episodes here, for...

www.soundonsound.com

 

[987654345dhshj]

So wie ich es verstanden habe, sind Schallwellen Schwingungen in der Luft die mit unterschiedlichen Frequenzen (Geschwindigkeiten) hin und her schwingen.
Analoge Signale sind elektrische Spannungen, die durch Bauteile fließen. Für jede Spannung steht eine Frequenz. Diese Spannungen gehen dann in den Lautsprecher und der bewegt sich und bringt die Luft zum schwingen.
Elektrische Spannungen werden so zu sagen in mechanische Bewegungen umgewandelt.

 

[ujhdsrtzhvdr]

So wie ich es verstanden habe, sind Schallwellen Schwingungen in der Luft die mit unterschiedlichen Frequenzen (Geschwindigkeiten) hin und her schwingen.

Die (Ausbreitungs)Geschwindigkeit von Schall ist unabhängig von der Frequenz. Es ist die Länge einer Schwingung, welche den Unterschied in der Frequenz ausmacht (und die Amplitude einer Schwingung, welche die Lautstärke definiert).

 

[Golden-Moon]

Elektrische Spannungen werden so zu sagen in mechanische Bewegungen umgewandelt.

Richtig. Der VCO erzeugt irgendwie(!) eine Wechselspannung. Da wechselt sich ständig die Stromrichtung. Das wird so über die Kabel zu den Lautsprechern übertragen. In den LS wird dann mit Hilfe einer Spule ein Magnet an einer Membran bewegt und dadurch Luftdruckänderungen erzeugt die je nach Geschwindigkeit in unterschiedlichen Frequenzen bei uns ankommen.

 

[ujhdsrtzhvdr]

Aber wie muss man sich vorstellen, arbeitet ein VCO? Was genau schwingt da?

Eine elektromagnetische Welle.

 

[Gisel1990]

Kann man sagen, dass digitale Klangbearbeitung, wie z.B. ein digitales Reverb-Pedal, das analoge Signal in digital und wieder zurück wandelt, und die eigentliche Magic dazwischen durch Algorithmen passiert? Während ein analoges Effekt-Pedal nur auf Basis von elektronischen Bauteilen und deren Auswahl und Anordnung auf der Platine funktioniert?

 

[fanwander]

Aber wie muss man sich vorstellen, arbeitet ein VCO? Was genau schwingt da?

Sorry, für die Eigenreklame, aber Du bist der Kandidat für Kapitel 7 meines Buches...

 

[987654345dhshj]

Die (Ausbreitungs)Geschwindigkeit von Schall ist unabhängig von der Frequenz. Es ist die Länge einer Schwingung, welche den Unterschied in der Frequenz ausmacht (und die Amplitude einer Schwingung, welche die Lautstärke definiert).

Ja das ist mir klar. Mit Geschwindigkeit meine ich doch wie oft etwas hin und her schwingt pro Sekunde (Frequenz)

 

[Christian Böckle]

Wichtig wären die Begrifflichkeiten:
Strom fließt.
Spannung fließt NICHT, sondern sie "liegt an".

Als Denkmodell zur Veranschaulichung:
Ein Wasserhahn:
Das Wasser versinnbildlicht den Strom (Das Wasser fließt).
Der WasserDRUCK entspricht der Spannung (Druck fließt nicht, sondern LIEGT AN).
Geschlossener Wasserhahn: Widerstand "unendlich" (Es fließt kein Wasser (kein Stromfluß)).
Leicht geöffneter Wasserhahn: Großer Widerstand (Es fließt wenig Wasser (geringer Stromfluß).
Weit geöffneter Wasserhahn: Kleiner Widerstand (Es fließt viel Wasser (hoher Stromfluß).

Prinzipiell:
"Digital" heißt, daß das Analogsignal (gemäß diverser Algorithmen) ausschließlich "BERECHNET" wird (also wie innerhalb eines Computers). Und das finale Endergebnis der Berechnungen wird dann im allerletzten Baustein (also dem DA-Wandler) in ein analoges Signal "gewandelt".

"Analog" heißt, daß das Endergebnis von einer elektronischen Schaltung in direkter unmittelbarer Weise "geformt" (bzw. "erzeugt") wird, und die eigentliche Funktion der Schaltung an jedem Punkt der Schaltung meßbar nachvollzogen werden kann.
Zur Veranschaulichung:
Eine mechanische (analoge) Uhr.

 

[Gisel1990]

Sorry, für die Eigenreklame, aber Du bist der Kandidat für Kapitel 7 meines Buches...

Ich würde das Buch sofort kaufen, wäre es als Kindle verfügbar. Von physischen Büchern bin ich komplett weg.

Es ist übrigens nicht so, dass ich nicht Literatur über Synthesizer und elektronische Musik gelesen habe, aber ich hatte dieses Thema trotzdem nie so richtig kapiert. Das mag daran liegen, dass die Autoren zu viel voraussetzen, es selber nur halb verstehen, oder ich zu blöd bin. Mir ist klar, dass es irgendwie um Strom, Spannung, Frequenzen und Wellen geht. Die Analogie mit dem Wasserhahn von Christian Böckle fand ich ziemlich hilfreich.

Was ich aus den Antworten mitgenommen habe, ist, dass der Trick darin besteht, elektrische Spannung in Schallwellen umzuwandeln.

 

[fanwander]

Ich würde das Buch sofort kaufen, wäre es als Kindle verfügbar.

Keine Arme keine Kekse...

Die Analogie mit dem Wasserhahn von Christian Böckle fand ich ziemlich hilfreich.

Die ist auch ein Klassiker (und total gut). Schon mein Kosmos Expermentierbaukasten hat mir Transistoren mit Wasserspielen erklärt

 

[Christian Böckle]

Es gibt doch nichts Schöneres, als ein Buch.
Und auch ein Buch ist "analog".

 

[987654345dhshj]

Ist ein Buch wirklich analog oder etwas anderes? Für mich ist analog "gleichwertig" immer ein kleines Modell von der Realität.
Ein Hörbuch auf Tape ist für mich wirklich analog.

Realität: Eine echte Person steht in einem Studio und erzählt irgendwas
Analoges Abbild: ein Tape mit der Aufnahme von der Stimme der Person

Aber ein Buch ist doch eher etwas codiertes.
Aber eine Zeichnung oder Foto in einem Buch ist wieder etwas analoges für mich.

 

[Christian Böckle]

Bei Florians Buch ist sogar eine CD dabei, wodurch es näherungsweise zum Hörbuch wird (Die CD kann (bei Bedarf) auf Cassette überspielt werden.).

 

[einseinsnull]

Mir ist klar, dass Digitales immer etwas zu tun hat mit zwei Zuständen (an/aus, 0/1), während Analoges kontinuierliche Werte annimmt.

letzteres ist richtig, ersteres nicht.

digitale signale repräsentieren nicht unbedingt binäre werte, in abgrenzung zu analogen signalen ist bei hnen vor allem die auflösung in der zeit nicht-kontinuierlich.

Was genau schwingt da?

das weißt du eigentlich selbst, was es in der physik so alles gibt: das ist alles entweder strom oder spannung.

wobei es natürlich theoretisch auch mit licht geht.

beim transducer ist es dann magnetismus und beim schall ist es dann druckschwankung.

Am Ende der Kette braucht's wohl analog, um die Mechanik des Lautsprechers zu bewegen, der Luft zu den Ohren schaufelt. Aber wie wird der analoge Stream über's Kabel übertragen? Kann das jemand für Dummies erklären oder kennt einen Link, wo das anschaulich erklärt wird?

schau einfach mal z.b. in eine bedienungsanleitung eines eurorack moduls. da steht etwas von 5 volt drauf. das ist das, was dort passiert: schwankungen zwischen 0 und 5 volt.

bau einen widerstand in eine leitung ein und das signal wird schwächer.


die übertragung von digitalen signalen erfolgt stets auf der basis von analogen signalen. auch im midikabel fließt strom. deswegen reden elektriker und informatiker da immer aneinander vorbei, denn für den informatiker zählt nur der "inhalt" eines signals und für ihn ist MIDI daher ein "digitales signal" und wie es übertragen wird interessiert ihn nicht.

 

[einseinsnull]

Ist ein Buch wirklich analog oder etwas anderes?

ein buch ist gar kein signal.

 

[3456hgdertzuikgfs]

Zum VCO:
"Ein Oszillator in der Elektronik erzeugt ungedämpfte meist sinusförmige elektrische Schwingungen. Er arbeitet an Gleichspannung und erzeugt Wechselspannung und kann aus einem einzelnen selbstschwingenden Bauteil oder aus mehreren Bauteilen bestehen, die zu einer Oszillatorschaltung zusammengefügt werden"
https://de.wikipedia.org/wiki/Oszillator#Oszillatoren_in_der_Elektronik

Welche Arten werden in Synths verbaut?

Die frequenzbestimmenden Bauteile elektronischer Oszillatoren können sein:

• Spulen und Kondensatoren im Schwingkreis
• RC-Glieder bzw. Tiefpässe beim RC-Oszillator (Niederfrequenz)
• Laufzeiten in elektronischen Bauteilen beim Ringoszillator
• Topfkreise, Hohlraumresonatoren und Lecherleitungen im Dezimeter- und Zentimeterwellen-Bereich
• Schwingquarze, Keramikresonatoren im oberen Kilohertz- bis zweistelligem Megahertz-Bereich
• Oberflächenwellen
• Yttrium-Eisen-Granat-Kristalle (Elektronenspinresonanz), siehe YIG-Filter (Zentimeterwellen)
• winzige mechanische Schwinger im MEMS-Oszillator

LMNC´s super simple Oscillator nutzt z.B.: den 2n904. Dieser fällt oben in keine Gruppe? Wenn man das mittlere Füßchen nicht belegt, schwingt er...irgendwie...

Vermutlich ist das Thema in der Tiefe noch viel komplizierter und bei jedem Synth wieder ein bisschen anders...

 

[einseinsnull]

ach so am rande.

sind trigger und gate wirklich analoge signale? ... die repräsentieren - anders als ein musiksignal (VCO) - auch nur feste, binäre werte und müssen daher von dem schaltkreis, an den sie angeschlossen sind, als solche erst interpretiert werden. sie sind de facto "digital", obwohl kontinuierlich.

also alles gar nicht so einfach.

 

[wer4tuztihjb4sdw872]

Florians Buch ist ein Standardwerk. Sollte man analog gelesen haben.

 

[wer4tuztihjb4sdw872]

ach so am rande.

sind trigger und gate wirklich analoge signale? ... die repräsentieren - anders als ein musiksignal (VCO) - auch nur feste, binäre werte und müssen daher von dem schaltkreis, an den sie angeschlossen sind, als solche erst interpretiert werden. sie sind de facto "digital", obwohl kontinuierlich.

also alles gar nicht so einfach.

Ja, sie sind analog, zwar binär von der Information her, aber dennoch analog.

 

[Cee]

Die 'Nullen und Einsen' oder 'nur zwei Zustände' sind hier eigentlich egal, die betreffen nur die interne Arbeitsweise im Computer. Besser ist der Hinweis, den @Christian Böckle schon gab: dass im digitalen Synth das Ergebnis *ausgerechnet* wird.

Will ich im Analogen zB etwas leiser haben, drehe ich an einem Poti: der Widerstand ändert sich, Strom/Spannung werden weniger, entweder direkt beim Signal oder bei der Steuerspannung des Verstärkers.

Im Digitalen ziehe ich von den Zahlen, die die Lautstärke repräsentieren, eine Zahl ab.
Erst zum Schluss wird dann bei der DA-Wandlung für diese Werte eine geringere Spannung erzeugt als bei den anderen.

Im Lautsprecher fließt dann bei beiden an der Stelle weniger Strom durch die Spulen, die Membrane werden nicht so stark ausgelenkt, der Ton wird leiser.

 

[einseinsnull]

Ja, sie sind analog, zwar binär von der Information her, aber dennoch analog.

ja, nur dann ist ein midi signal auch analog. und der datenverkehr im internet sowieso.

 

[everNoob]

Richtig. Der VCO erzeugt irgendwie(!) eine Wechselspannung. Da wechselt sich ständig die Stromrichtung. Das wird so über die Kabel zu den Lautsprechern übertragen. In den LS wird dann mit Hilfe einer Spule ein Magnet an einer Membran bewegt und dadurch Luftdruckänderungen erzeugt die je nach Geschwindigkeit in unterschiedlichen Frequenzen bei uns ankommen.

Falsch der VCO erzeugt eine Gleichspannung(DC) meisstens übers auf- und entladen von Kondensatoren. Die Richtung bleibt gleich, nur die Spannung schwingt.

 

[Tom Noise]

Ich hab mal 'ne echt dumme Frage. Und zwar will ich verstehen, was analoges Audio im Kontex von Synthesizern eigentlich bedeutet. Also rein von der Physik her.

Mir ist klar, dass Digitales immer etwas zu tun hat mit zwei Zuständen (an/aus, 0/1), während Analoges kontinuierliche Werte annimmt. Also theoretisch unendlich viele Zustände. Aber wie muss man sich vorstellen, arbeitet ein VCO? Was genau schwingt da? Am Ende der Kette braucht's wohl analog, um die Mechanik des Lautsprechers zu bewegen, der Luft zu den Ohren schaufelt. Aber wie wird der analoge Stream über's Kabel übertragen? Kann das jemand für Dummies erklären oder kennt einen Link, wo das anschaulich erklärt wird?

Ich fand diese Erklärung ganz gut verständlich: https://blog.teufel.de/wie-funktioniert-ein-lautsprecher/

 

[Tom Noise]

Falsch der VCO erzeugt eine Gleichspannung(DC) meisstens übers auf- und entladen von Kondensatoren. Die Richtung bleibt gleich, nur die Spannung schwingt.

Es gibt am VCO Ausgang beides, je nach VCO und Wellenform. Wechselspannung und pulsierende Gleichspannung.

zB aus dem Manual des ARP-2600:



Edit: Das, was am Ende der Signalkette eines Synthesizers herauskommt, ist im Idealfall eine Wechselspannung (durch AC Kopplung im Mixer oder VCA zB). Alles andere wäre nicht gut für die Lautsprecher.

 

[wer4tuztihjb4sdw872]

ja, nur dann ist ein midi signal auch analog. und der datenverkehr im internet sowieso.

Jein. Das Midi Signal ist auf der untersten Transportebene Strom an, Strom aus. Beim analogen Signal ist es nicht nur Strom an und Strom aus, sondern auch Stromstärke. Die darüber liegenden Kommunikationsschichten sind dann aber schon total anders. Siehe auch ISO/OSI Referenz-Modell.

 

[GuywithBass]

Von physischen Büchern bin ich komplett weg.

Bei Büchern muss nur die Sonne aufgehen und ich habe Licht um den Inhalt eines Buches zu entschlüsseln. Voraus gesetzt ich kann die Schrift und Sprache verstehen. Schriftzeichen sind dann auch eine Art Digitale Information, die wir dann in Analoge Informationen übersetzen.

 

[everNoob]

Es gibt am VCO Ausgang beides, je nach VCO und Wellenform. Wechselspannung und pulsierende Gleichspannung.

zB aus dem Manual des ARP-2600:

Anhang anzeigen 159601

Edit: Das, was am Ende der Signalkette eines Synthesizers herauskommt, ist im Idealfall eine Wechselspannung (durch AC Kopplung im Mixer oder VCA zB). Alles andere wäre nicht gut für die Lautsprecher.

Ja stimmt, Schande über mein Haupt für das überhebliche verbreiten von Schwachsinn.

 

[einseinsnull]

Jein. Das Midi Signal ist auf der untersten Transportebene Strom an, Strom aus.

alle signalübertragungen sind "analog" weil alle signalübertragungen physik sind, selbst in einer CPU.

das ist genau wie bei datenträgern: binäre, digitale daten auf einer festplatte bestehen nicht aus nullen und einsen, sie werden nur als solche interpretiert.

kaum tauscht die datenrettungsfirma den controller aus, kann man sogar vermeintlich) mit "nullen" überschriebene minimale "werte" wieder als "1" interpretieren und somit die vermeintlich nicht mehr vorhandenen daten wiederherstellen.

Beim analogen Signal ist es nicht nur Strom an und Strom aus, sondern auch Stromstärke.

das alleine ist glaube ich noch nicht das unterscheidungsmerkmal. es sind doch auch signale denkbar, die mehr als 1 verschiedene werte transportieren. man könnte z.b. trigger und gates einfach addieren oder sowas, und das ganze später wieder decodieren und wieder 2 signale daraus machen.

ein valides beispiel dafür fällt mir aber nicht ein, weil ich von den wenigsten kabeln sicher weiß, was darin passiert. beispiel anyone?


unterm strich bleibt übrig, dass es zur halbwegs sicheren unterscheidung zwichen dem einenund dem anderen letztlich immer nur auf den inhalt ankommt.

da auch beim digitalsynth am klinkenausgang ein analoges signal rauskommt, und so mancher analogsynthesizer digitale potis und displays hat, könnte man es sich leicht machen und diese geräte einfach als "hybrid" einordnen...