4. Digital signal processing

For reference purposes: Atari 800xl pitches for the PAL version

Thu, 16 Dec 2010 00:46:00 GMT

The Atari 800xl (as well as the 400, 800, 600xl and XE) has a very simple sound chip. It is not 8 bit like your sound interface is 16 bit or 24 bit in resolution now. It cannot make a sine-like wave with an 8 bit resolution. It has 4 sound channels, each can tap into one of these two clocks: At 64kHz, or if you poke a memory location, 15kHz. Two of the three can tap into the main clock, which is slightly lower for the PAL version: ±1.77Mhz. I assume the 64kHz and 15kHz clocks are also related to the clocking of the video, hence different for the PAL and NTSC versions.

The clocks are then devided by a number, which is expressed in 8 bit. The result is a square wave with a 1 bit resolution. This square wave can then be changed in volume in 16 steps, 4 bits deep. So the endproduct is technically 4 bits deep, but this 4 bit resolution is not available to the four individual streams!

The devided clock frequency results in a simple square wave. This can be made noisy. In the Atari, there are 3 random number generators. They are not really random, they repeat a noisy series of zeros and ones. These series of zeros and ones each have different lengths: 16 numbers, 32 numbers, and the third can be switched: 512 numbers or about 128.000 (17bits). The last one sounds the most like white noise.

The devided clock can be used as a sample and hold for these noise generators. This way, the maximum frequency in the noise can not be higher than the pitch by which you sample it. If you use the low numbers, you will notice the result is pitchy, much like a ring modulator. This is especially true for the shortest noise generator, called distortion number 12 in Basic.

You can then patch in X-OR circuits, by a poke command, combining channel 0+2 and 1+3 respectively. This results in a sort of crude high frequency filter, as the result can never be lower than the pitch of devider 2 and 4 (which then are, I assume, not used to sample noise)

Another way of combining audio channels is by patching two deviders in succession. So the output of devider 0, is then devided again by devider 1, thus resulting in a lower pitch. I will need to test if any or both of the deviders can be used for the noise sampling. At least bass material can be made this way.

In atari music, the 4 channels are often used as follows:

Channel 0 devided again by channel 1, for bass.
Channel 2, used to sample the large noise generator, for rhythms.
Channel 3, used for a high pitched melody.

Please note that deviding pitches will never ever produce an equal temperament scale. In fact, you will get some very pure fifths, but some others will be WAY off. Also, the higher your pitch at the output, the smaller the number is you devided with. So at high pitches, your pitch resolution is too small. The upside of this system, is that you will find lower octaves of the same value in cents as the ones you will find in higher pitches. So I looked into this, and worked out the Atari temperament down to the tenths of cents. This is something you will not find in any manual, which is why I post it here. I measured the standard 64kHz clock devisions, so no poking yet. Stay tuned for an update on those.

note, difference with 12-tone-ET, devision for several octaves.

B2 +3.2 cent, 255
C3 +0.6 cent, 241 120
C# +3.6 cent, 227 113 56
D3 -2.6 cent, 215 107 53 26
Es -3.6 cent, 203 101 50
E3 +1.3 cent, 191 95 47 23 11
F3 -6.1 cent, 181 90
F# -8.3 cent, 171 85 42
G3 -4.6 cent, 161 80 39
G# +5.6 cent, 151 75 37 18
A3 -0.7 cent, 143 71 35 17 8
Bb -1.7 cent, 135 67 33 16
B3 +3.2 cent, 127 63 31 15 7

Note that F, F# and G# are the furthest away from 12 tone ET. The rest is usable.

These are the distances between the notes in cents:

N second minor3 major3 forth- fifth-- majsix minsept

C 196.8 - 295.8 - 400.7 - 493.3 - 694.8 - 898.7 - 997.7
# 192.8 - 297.7 - 390.3 - 488.1 - 702.0 - 894.7 - 999.6
D 203.9 - 296.5 - 394.3 - 498.0 - 701.9 - 905.8 - 1003.2
# 197.5 - 295.3 - 399.0 - 509.2 - 701.9 - 904.2 - 1007.2
E 190.4 - 294.1 - 404.3 - 498.0 - 701.9 - 902.3 - 996.1
F 201.5 - 311.7 - 405.4 - 504.4 - 706.7 - 903.5 - 1002.5
# 213.9 - 307.6 - 406.6 - 511.5 - 711.9 - 904.7 - 1009.6
G 203.9 - 302.9 - 407.8 - 505.2 - 702.0 - 905.9 - 998.5
# 192.7 - 297.6 - 395.0 - 498.0 - 690.8 - 888.3 - 986.1
A 203.9 - 301.3 - 404.3 - 498.1 - 702.0 - 892.4 - 996.1
# 202.3 - 305.3 - 399.1 - 498.1 - 695.6 - 897.1 - 1007.3
B 200.4 - 294.2 - 393.2 - 498.1 - 688.5 - 902.4 - 996.1

The purest notes:
Second: 204cent. I'm happy to find these.
Minor3: 298cent or 316. There are many different thirds here, but some are really close to pure.
forths: 498.1cent There are, logically very pure forths.
fifth: 701.9cent Note that some are way off, but many are very pure Pythagorean fifths!

Since I prefer to play in Dorian: What is the purest minor key? It's Dm

D3 -2.6 215 107 53 26
E3 +1.3 191 95 47 23 11
F3 -6.1 181 90
G3 -4.6 161 80 39
A3 -0.7 143 71 35 17 8
B3 +3.2 127 63 31 15 7
C3 +0.6 241 120 60*

My Joystick mapping:

10 JOY=STICK(0)
20 IF JOY=15 THEN POKE 53760, 160 : GOTO 10
30 IF JOY=13 THEN N=215
40 IF JOY=9 THEN N=191
50 IF JOY=5 THEN N=181
60 IF JOY=11 THEN N=161
70 IF JOY=7 THEN N=143
80 IF JOY=10 THEN N=127
90 IF JOY=6 THEN N=120
100 IF JOY=14 THEN N=107
110 IF STRIG(0)=0 THEN N=INT(N/2)
120 POKE 53761, N : POKE 53760, 175
140 GOTO 10
150 REM RUN turns the sound off, GOTO does not!
160 REM Note 120/2=60 this is 14cents too low, but usable in this role.

Notes:
The SOUND command in BASIC resets all interesting POKEs you did into 53768 (Audio Control)
RUN shuts off audio that is currently playing, GOTO does not.

POKE 53768 controls the audio patch:
128 : Makes the long 17 bits pseudo random "poly noise" word 9 bits long.
64 : clock Channel 0 with 1.76 MHz CPU clock, for higher pitches.
32 : clock Channel 2 with 1.76 MHz CPU clock, for higher pitches.
16 : clock Channel 1 with Channel 0 for lower frequencies, preciser pitches.
8 : clock Channel 3 with Channel 2 for lower frequencies, preciser pitches.
4 : Feed Channel 0 and Channel 2 through an X-OR as an highpass filter.
2 : Feed Channel 1 and Channel 3 through an X-OR as an highpass filter.
1 : Set all 4 clocks to 15 kHz (horizontal refresh rate) for 2 octaves lower sound.
Add the numbers of the options you want, and poke these into 53768.

POKE addresses per Channel:
Channel, frequency - distorion and volume
0, 53760 - 53761
1, 53762 - 53763
2, 53764 - 53765
3, 53766 - 53767

The distortion value in Basis is not really distortion. It's a 1 bit stream and can't be distorted like an analog signal can be, by definition. This is the noise sampler. The following table is the numbers to POKE (from silence to high volume) => Binairy code => then the number you would have used in the sound command => : function. I left out similar fuctions, and ordered it by noisyness.
160 - 175 => 1010xxxx =>10 => : Pure square wave
192 - 207 => 1100xxxx =>12 => : 4-bit poly noise, sounds like a ringmodulator
032 - 047 => 0010xxxx => 2 => : 5-bit poly noise, sounds a bit like a ringmodulator
064 - 079 => 0100xxxx => 4 => : 5-bit/4-bit poly noise
000 - 015 => 0000xxxx => 0 => : 5-bit/9 or 17-bit poly noise
128 - 143 => 1000xxxx => 8 => : 9 or 17-bit poly noise, 17 sounds really noisy.
240 - 255 => 1111xxxx =>15 => : The input into the volume is always one, making the volume a control voltage, 4 bits deep. I have not yet checked of the output is DC coupled.

10 JOY=STICK(0)
11 P=(PADDLE(2)):Q=(PADDLE(3))
12 Q=160+INT(Q/15)
13 ? N,P,Q
15 IF PTRIG(2)=0 THEN POKE 53768, 5
16 IF PTRIG(3)=0 THEN POKE 53768, 1
20 IF JOY=15 THEN POKE 53761,160 :POKE 53765,160: GOTO 10
30 IF JOY=13 THEN N=215:GOTO 100
40 IF JOY=9 THEN N=191:GOTO 100
50 IF JOY=5 THEN N=181:GOTO 100
60 IF JOY=11 THEN N=161:GOTO 100
70 IF JOY=7 THEN N=143:GOTO 100
80 IF JOY=10 THEN N=127:GOTO 100
90 IF JOY=6 THEN N=120:GOTO 100
100 IF JOY=14 THEN N=107
101 IF N=NOUD THEN GOTO 10
102 NOUD=N
110 IF STRIG(0)=0 THEN N=INT(N/2)
120 POKE 53761,175: POKE 53760,N
130 POKE 53765,Q: POKE 53764,P
140 GOTO 10

Amateur Tools

Tue, 11 Jul 2006 19:45:00 GMT

Pro Tools heerst als montage en opname tool. Maar in de periferie van het programma zitten toch een aantal nare kantjes. En zoals Bill Gates al zei: "Quality perception is in the last 5%". Ik gebruik nu versie 7.0. Na 10 jaar is ineens de menustructuur veranderd. Hoogst irritant.
Zo is de import audio functie verdwenen uit het audiomenu, for no reason. Bovendien zit bounce to disk nu in een sub menu. "Bounce", submenu "to disk". Nodeloos. Maar gelukkig heeft het nu wel een sneltoets.
Je hebt een dure extra feature nodig om naar mp3 formaat te bouncen. Belachelijk, want ze zouden gewoon quicktime kunnen gebruiken voor de conversie. Ik dacht, handig, want ik moet veel mp3tjes maken. Het internet is nu eenmaal mijn belangrijkste distributiekanaal. Maar de feature is compleet bagger. De tags worden niet gezien door andere programma's als iTunes. Daar heb ik dus voor niets proza in zitten te voeren. Maar wat veel erger is: De files worden voorzien van een onbekende hoveelheid stilte. Dit kan oplopen tot meer dan een uur! Honderden MBs gaan verloren aan stilte. Wat een bizarre bug voor een duur programma. Hoe kan dergelijke software langs de beta testers komen? Ik snap wel dat professionals neerkijken op mp3, maar het is nu eenmaal hoe mijn klanten mijn werk afnemen. Maar om het zo te negeren, dat is niet Pro. Dat is Ama.
Erger is nog dat Pro Tools mijn gloednieuwe iBook al drie keer fors heeft laten crashen. Alle drie de keren gebeurde dat na het verplaatsen van een region naar een andere stereo track, iets wat ik ontzettend vaak doe. De muis verdwijnt uit beeld, en toetsen werken niet meer, zelfs alt-apple-esc (force quit) geeft geen reactie meer. Lekker Ama.
Als u een vermoeden heeft waar dit aan kan liggen, dan hoor ik het graag.

Mensen als bolletjes

Sun, 17 Apr 2005 21:05:00 GMT

Een paar bewegende lichtvlekjes zijn genoeg om een mens er in te herkennen. Bekijk deze twee filmpjes en kijk welke van de twee gemaakt is op basis van echte bewegende mensen.
filmpje één en filmpje twee.

Voor het maken van electronische muziek is het relevant dat je de menselijke beweging in zulke rudimentaire beelden nog herkent. Ook in muziek heb je maar weinig nodig om te horen dat de oorspronkelijk bron van je muziek het menselijk stemgeluid was, of om te herkennen dat een apparaat met vingers werd bespeeld. Daaruit volgt dat je bepaalde aspecten van je muziek niet moet automatiseren als je de menselijkheid wilt behouden. Ik streef er naar om een electronisch instrumentarium op te bouwen dat wel is waar abstract en machinaal klinkt, maar toch zeer transparant is voor mijn motoriek.

Sfeer is zo oppervlakkig

Sat, 02 Apr 2005 21:03:00 GMT

Maar deze oppervlaktes getuigen van sfeer.
En ik kom mezelf hier ineens tegen, ik moet kennelijk mijn rug in de gaten houden.

A very alarmy sound

Mon, 28 Feb 2005 00:49:00 GMT

Nik, Scott en ik stonden net op om af te rekenen, toen het alarm ging. We liepen de trap af en beneden in het restaurant was enige onrust. Het personeel stelde de klanten gerust, er was geen brand, er werd aan gewerkt. Na het betalen merkte ik ineens dat ik de toonhoogte van het alarm kon besturen door ruggelings dichter bij of verder van een muur te gaan staan. Toen drong het tot me door: mijn laptop was in mijn tas aangegaan, maxmsp draaide nog, en de boel stond zo hard te feedbacken dat ik mijn rugzak voelde trillen toen ik hem in mijn handen nam om de gillende laptop tot zwijgen te brengen. De rust keerde weer, ik had de slappe lach. Ik bood mijn excuus aan, maar de ober bleef sorry tegen mij zeggen. Sorry, jongens.

3D Esher

Thu, 17 Feb 2005 15:03:00 GMT

Deze sculpturen van George W. Hart zijn knap en vanaf foto's ondoorgrondelijk.

Compressor Amplifier

Mon, 31 Jan 2005 13:36:00 GMT

De handleiding van deze bijzondere versterker is interessant leesvoer. De versterker was bedoeld om zijn versterkingsfactor te nivelleren, dus meer te versterken als de input zachter is. Zo konden toespraken en telefonie verstaanbaarder worden. In het lijstje toepassingen staat het gebruik als compressor zoals dat nu gewoon is, eigenlijk niet genoemd. "Er zijn ook alternatieve toepassingen mogelijk", besluiten de handleidingschrijvers, "en die horen we graag van u." Het apparaat werd door de Beatles op de plaat revolver heel creatief ingezet, bijvoorbeeld door het signaal van de bekken-microfoons in elkaar te drukken met het signaal van de basedrum. Goed leesvoer, en het schema om hem zelf te maken zit erbij. (simpel, maar kostbare buizen en trafo's.)

Een bak informatie over audio editing

Tue, 25 Jan 2005 11:44:00 GMT

Goeie link voor de techniekstudenten: Van het wegknippen van een "eeuh", via het beheersen van je volumes, tot het labelen van je eindproduct, de productie cd. En alles daartussen en omheen. Het is duidelijk geschreven en voorzien van plaatjes en screenshots, dus daar heb je wat aan.

Sonic Wargame in Atak (Enschede)

Thu, 04 Nov 2004 00:49:00 GMT

Vrijdag wordt het beruchte Sonic Wargame weer gespeeld, dit keer in Atak, Enschede.
Atak ligt op 200 meter van het station van Enschede.
Aanvang: 23.00 uur
Damage: 6 euri (email als je komt, wie weet kan ik een paar mensen op de gastenlijst zetten)

Het Sonic Wargame verbindt 4 (electronische) bands. Elke band kan de andere bands sampelen en moet daar accuut hun bewerkingen daarvan als output uitkeren aan alle andere bands.
Elke band kan stemmen op de band die ze willen horen. Maar alleen als je twee of drie stemmen krijgt, ben je te horen. Dus als je geen, of maar een stem weet te verkrijgen, wordt je door de Wargame machine uitgezet.

Het Sonic Wargame is een knetterende en rauwe geluidservaring waar je als publiek dwars doorheen kunt lopen. Je kunt elke muzikant op de vingers kijken. Op een display van gloeilampen kun je zien wie op wie stemt. Kom daar maar eens om bij verkiezingen!

Het Sonic Wargame is een project van Xavier van Wersch, mede gerealiseerd door ondergetekende, en verder ontwikkeld met twee dozijn muzikanten.
Er spelen vrijdag in het totaal 12 muzikanten mee, waaronder 4 dendriet leden.

Gneisorator

Sun, 17 Oct 2004 21:28:00 GMT

Gneis is een Fok!reaguurder die uitblinkt in domheid. Door ene Marko V is hij nu geautomatiseerd. Gebruik hier de Gneisorator! Met 1 druk op de knop produceert hij teksten als deze, aan elkaar geregen flarden van comments op retecool, dus helemaal in jargon.
FF tussendoor... Ligt geenstijl weer plat En zodoende in een rolstoel. Had ie wat dat betreft kut, download firefox effe daarbij gaat het niet veel kost, krijg je van lutsers pikt?