Test: Second Sound UniSyn, Audio zu MIDI/CV Synthesizer

Wunschfaktor Second Sound UniSyn

Von Zeit zu Zeit, schwirrt mir beim Beat schrauben eine Melodie durch den Kopf. Wo ist das Mikro? Schnell aufnehmen, bevor es weg ist! Die Skizze steht- der nächste Gedanke: „Irgendwann suche ich mir die Noten am Keyboard raus und übe das- dann kann ich es mit einem Streicherklang einspielen“. Wochen vergehen, die Melodie gefällt mir immer noch, aber das alles raussuchen- puhh… üben… ist nicht alles schon genug Arbeit … wo bleibt die Kreativität … Mann, wäre das toll, wenn ich das Solo einfach einsingen und danach, oder gar dabei (?) direkt auf einen elektronischen Klangerzeuger übertragen könnte!

So suchte ich denn schon länger nach einem Pitch zu MIDI-Interface in Hardware-Form und nun gibt es so ein Produkt in Form des Second Sound UniSyn.

Was macht der Second Sound UniSyn?

Anliegende monophone Eingangssignale analysieren und deren Tonhöhe:

1. als MIDI-Signal ausgeben
2. als Steuerspannung ausgeben
3. zur Steuerung eins internen kleinen Synthesizers verwenden

Die Lautstärke des eingehenden Signals analysieren und zur Steuerung:

1. der Cutoff-Frequenz des Filters des internen Synthesizers verwenden
2. einiger festgelegter MIDI-CCs verwenden

Brian Kaczynski der hinter der Firma Second Sound steht, hatte ursprünglich einen dedizierten Chip entwickelt, der eingehende Audiosignale analysierte um die ermittelte Tonhöhe als MIDI und CV Signale ausgeben zu können.

Es findet sich zum Thema Audio zu CV/MIDI eine Abhandlung von ihm im Netz, die sich sehr interessant liest (vorausgesetzt  Dinge wie PLL- und Peak-Detektoren erschrecken einen nicht zu sehr) und von der ich auch hier und da ein Wort verstehe. Auf jeden Fall scheint er sich umfassend mit dem Thema und der Historie desselben auseinandergesetzt zu haben und geht die Problematik sehr gewissenhaft und mit Gehirnschmalz und Recherche an.

Die Technik aus dem Chip wurde nun auf einen handelsüblichen Prozessor übertragen. Auf der Website des Herstellers werden noch Restposten verschiedener Vorstufen des UNISYN angeboten. Dadurch dass hier das Gehäuse wegfällt (und womöglich auch aufgrund dessen, dass für ein „vollständiges“ Produkt andere Tests nötig sind), ist der Preisunterschied erheblich. Die Features unterscheiden sich durchaus auch. So kann beim ersten Evulationboard zum Beispiel noch die Eingangslautstärke eingepegelt werden und es gibt einen AUX-Eingang, aber dafür gibt’s keine automatische Lautstärkeregelung und keine Phantomspeisung. Auch fehlt hier noch ein SD-Card-Slot.

Die letzte Vorversion, ähnelt in den Features dann schon sehr dem UNISYN. Wer also keine Angst vor blanken Platinen hat oder sich gerne selbst ein Gehäuse zimmert, kann hier Geld sparen.

Erhältlich ist der Second Sound UniSyn momentan nur direkt beim Hersteller in den USA. Die Transportkosten betragen 30 $, es kommt dann aber noch Einfuhrgebühren dazu. Es gibt Pläne des Herstellers, das Gerät direkt über Händler in Europa zu vertreiben, hierzu gibt es aber noch keine weiteren Details.

In den Klangbeispielen fokussiere ich mich, bis auf die gleich folgende Ausnahme, auf das Ansteuern des UNISYN mit Gesang. Eine Session mit einem befreundeten Musiker und seinem Cello brachte aber auch mit diesem Instrument sehr positive Resultate. Die Klangbeispiele sollen vor allem zeigen, wie der UniSyn dem eingehenden Audiomaterial folgt. Über die gesanglichen Qualitäten, bitte ich gnädig hinwegzusehen! Hier aber ein Klangbeispiel, in welchem der UniSyn nicht vom Gesang, sondern einer Kalimba gesteuert wird. Kalimba, interner Synth und ein Korg Prophecy Sound sind gleichzeitig zu hören.

Lieferumfang und Äußeres des UniSyn

Der Second Sound UniSyn kommt in einem Karton mit Schaumpolstereinlage, der sich auch gut zum sicheren Transport des UNISYN eignet. Außerdem liegen eine englischsprachige Bedienungsanleitung, ein MIDI-Adapterkabel und ein Netzteil bei.

Das mitgelieferte Netzteil hat ein absurd langes Kabel, – na lieber so als zu kurz! Das Gerät wurde in den USA bestellt und das mitgelieferte Netzteil hat zwar die Fähigkeit sich automatisch auf 230V umzustellen, aber der Stecker des Netzteils ist leider für den Betrieb an US-amerkanischen Steckdosen ausgelegt. Ein im Netz bestellter Adapter für unter 3,- Euro schaffte hier Abhilfe, es lässt sich aber auch ein Standard Gitarreneffektnetzteil zur Stromversorgung des UNISYN verwenden.

Das Gehäuse besteht aus solidem Metall und wirkt sehr robust.

Sämtliche Schalter sind als Kippschalter ausgeführt und machen einen stabilen Eindruck. Die Potis hingegen sind leider nicht mit dem Gehäuse verschraubt und fühlen sich etwas wackelig an.

Rückwärtig befinden sich:

• eine DC-Buchse zum Anschluss des 9V Netzteils (Center negativ)
•  eine XLR/Klinken-Kombibuchse, über welche finden Line- oder  Mikrofonsignale ihren Weg ins Gerät finden
• der  PRE-OUT-Ausgang, über den das vorverstärkte Eingangssignal direkt abgegriffen werden kann
• der SYNTH-OUT-Ausgang – hier liegen mischbar das vom internen Synthesizer generierte und das vorverstärkte Signal an
• Die SUSTAIN-Buchse – sie ermöglicht den Anschluss eines Tasters oder Schalters: Hiermit lässt sich die aktuell ermittelte Tonhöhe einfrieren und die ausgeben Note wird gehalten.

Die drei letzten beschriebenen Anschlüsse sind alle als große Klinken ausgelegt.

Oben herum gibt es vier kleine Klinkenbuchsen zur Anbindung an die wunderbare Welt des Euroracks und andere analoge Klangerzeuger:

• PITCH – gibt die ermittelte Tonhöhe als  1 V/Octave Steuerspannung aus
• ENV– gibt entsprechend der Lautstärke des eingehenden Line- oder Mikrofonsignals eine Steuerspannung aus
• GATE – gibt ein Gate-Signal aus, sobald ein über THRESHOLD einstellbarer Pegel überschritten wird
• FM IN 1 V/OCT– über diese Buchse lässt sich die Tonhöhe des internen Oszillators zusätzlich via Steuerspannung steuern. Die erklingende Tonhöhe wird trotzdem auch weiterhin vom analysierten Audiosignal gesteuert. So lassen sich via CV Offsets hinzufügen.

Außerdem wird das an der FM IN-Buchse anliegende Signal auch in Halbtonschritte zerlegt an der CV Out Buchse und als MIDI-Noten ausgegeben. Ein CV zu MIDI-Wandler und chromatischer Quantizer fürs Eurorack als Dreingabe – dufte! Soll nur die CV-Buchse die Tonhöhe bestimmen, muss man allerdings etwas tricksen: Es muss ein statisches Audiosignal (z. B. Oszillator auf einer Tonhöhe) am Audioeingang anliegen, damit Noten ausgegeben werden.

Und dann gibt es noch eine mit MIDI OUT betitelte Buchse. Die MIDI-Buchse – ach ja. Leider ist sie als kleine Klinke ausgeführt. Aufgrund der Größe des Gerätes wäre evtl. auch eine DIN-Buchse möglich gewesen, die ich wesentlich lieber gesehen hätte. Ich weiß, die Klinken-MIDI-Buchsen haben Fans – mein Problem mit den Klinken-MIDI-Buchsen ist die Uneinheitlichkeit: In der Theorie ist es toll – ein Stereoklinkenkabel und fertig. Durch die zwei verschiedenen „Standards“ in der Belegung (A und B) muss ich aber doch immer wieder zu den Adaptern greifen und ein „echtes“ MIDI-Kabel dazwischenstecken um eine MIDI-Verbindung herzustellen. Und wenn beim Abbauen versehentlich ein A-Adapter beim B-Standard-Gerät landet, sieht’s beim nächsten Aufbau mau aus. Außerdem finde ich die Bauform beim gleichzeitigen Vorhandensein von Anschlüssen für die Verbindung zum Eurorack nicht unbedingt günstig – da ist schnell mal was falsch gesteckt. Daher plädiere ich an dieser Stelle dafür, diese Buchsen bitte nur zu verwenden, wenn kein Platz für 5-Pol DIN-Buchsen vorhanden ist! Notiz an mich selbst: Ich sollte dazu übergehen, an die Klinken-MIDI-Buchsen aller meiner Geräte und die entsprechenden Adapter ein kleines A oder B zu schreiben, um gleich zu wissen, woran ich bin.

Der MIDI-Kanal ist am Second Sound UniSyn übrigens fest auf Kanal 1 eingestellt, lässt sich laut Hersteller aber „einfach über ein Firmware Update ändern. Das Updaten der Firmware erfolgt über den eingebauten SD-Card-Slot: Einfach vor dem Hochfahren des Gerätes, eine SD Karte mit der Firmware einstecken und das Update erfolgt dann automatisch und wirklich sehr schnell; eigentlich wirklich praktisch. Für eine Flexibilität bei der Auswahl des MIDI-Kanals würde das dann aber bedeuten, dass für drei MIDI-Kanäle drei SD-Karten mit der entsprechenden Firmware bereit liegen- naja, eine andere Lösung wäre doch praxisnaher gewesen.

Die Eingangssektion des Second Sound UniSyn

Das via Klinke oder XLR eingespeiste Signal lässt sich noch ein wenig aufbereiten. Die Qualität des Mikrofonvorverstärkers ist ok, bei Weitem kein Neve, aber es lässt sich gut damit arbeiten.

Der Pegel des Eingangssignals lässt sich beim Second Sound UniSyn nicht fein regeln. Das Signal lässt sich lediglich via Kippschalter fest im Pegel anheben. Die Wirkung des Schalters ist allerdings nur am PRE OUT Ausgang zu hören. Das über den OUT MIX zuregelbare Originalsignal bleibt davon unbeeinflusst- es hat stets den gleichen Pegel. Hier kommt eine automatische Lautstärkeregelung (AGC) zum Einsatz, die erstaunlich gut arbeitet. So ist gewährleistet, dass die Tonhöhenanalysesektion stets ein korrekt geregeltes Signal  erhält. Tatsächlich habe ich die Möglichkeit selbst genau einzugreifen nicht vermisst.

Etwas fraglich ist die Notwendigkeit der Pegelanzeige in diesem Zusammenhang: ich mag Pegelanzeigen wirklich gerne und ziehe sie simplen Übersteuerungsanzeigen vor. Da hier aber kein Einfluss auf den Pegel genommen werden kann, sehe ich einfach nur, dass die AGC gut arbeitet. Abgesehen davon zeigt die Pegelanzeige bei Firmwareupdates den Status an.

Zum Betrieb eines Kondensatormikrophons lässt sich Phantomspeisung aktivieren. Die Spannung beträgt hier nur 24 V, statt der öfter im modernen Studio anzutreffenden 48 V, trotzdem funktionieren zwei von mir am UniSyn getestete Kondensator-Mikrofone (Neumann und Oktava) gut damit. Ein weiteres funktionierte am UNISYN nicht zuverlässig. Da es sich um ein älteres nachträglich selbst mit P48 ausgerüstetes Mikrofon handelt, zieht es evtl. mehr Strom als die anderen Mikrofone. Ich möchte das daher nicht dem UNISYN zur Last legen.

In den Klangbeispielen habe ich ausschließlich ein simples dynamisches Sprechermikrofon von Sony verwendet.

Der zuschaltbare Kompressor ist im Second Sound UniSyn eine echte Bereicherung und bringt das Signal (hört hört) noch einmal ein Stück nach vorne. Für den Fall, dass die AGC einmal nicht richtig arbeitet (das passierte bei mir nach dem Umstecken von Mikro auf Lineeingang), hat der Kompressor-Schalter eine Doppelfunktion: Einmal hin- und herschalten führt eine Art Reset der AGC durch und danach läuft alles wieder normal.

Ein dreistufig schaltbares Hochpassfilter entfernt tieffrequente Anteile und ist aber auch am PRE OUT zu hören. Da es vor der Analysesektion liegt, ist auch in Bezug auf das Tracking sehr nützlich- Rumpelgeräusche von einem in der Hand gehaltenen Mikrofon, werden so nicht versehentlich als tonhöhenrelevant interpretiert.

Die Analyse-Sektion des Second Sound UniSyn

Über GATE THREShold wird festgelegt, ab welchem Pegel der Uni-Syn aus dem Audiomaterial die Tonhöhe ermittelt, bzw. eine neue MIDI-Note sendet und ein Gate-Signal ausgibt. Interessanterweise leuchte die Gate LED durchgehend und erlischt, sobald der Threshold Pegel überschritten wird. Ich hätte es anders herum – LED leuchtet, sobald ein Gate-Signal gesendet wird – logischer gefunden. Dafür zeigt die GATE-LED mir auf diese Weise aber auch, dass das Gerät in Betrieb ist und hat so eine praktische Doppelfunktion.

Das Tracking, also die Art und Weise wie der UniSyn Tonhöhen im zugeführten Signal erkennt, bzw. MIDI-Noten draus extrahiert lässt sich über einen Kippschalter mit drei Positionen verändern. Zur Auswahl stehen hier FAST, MID und RICH. FAST funktioniert im Allgemeinen sehr gut, bei obertonreichen Signalen sind MID und RICH die bessere Wahl, da der UniSyn sonst u. U. Obertöne als Grundton interpretiert.

Die ermittelte Tonhöhe kann bei Bedarf über den HARMONY-Regler transponiert werden und wird anschließend als MIDI-Note oder CV Signal ausgegeben, bzw. steuert direkt den internen Oszillator. Der HARMONY-Regler umfasst in Halbtonschritten einen Bereich von 4 Oktaven (-2 Oktaven unter bis +2 Oktaven über der erkannten Tonhöhe).

Da der Regler eher klein ist, gestaltet sich das Einstellen der Tonhöhe sich leider etwas fummelig. Die angegeben Werte für -1 und +1 Octave sind eher Schätzwerte und auch die Mittelposition entspricht u. U. nicht genau einer Transposition von 0, sondern liegt z.B. beim vorliegenden Testgerät weiter links auf 11:30 Uhr. Eine Kalibrierung ist leider nicht möglich. Wenn 0 V in der Mitte sein soll, lässt sich aber die Potikappe lösen und versetzt aufbringen, allerdings stimmt dann unter Umständen die Außenposition nicht mehr genau.

Ich hatte mir eine alternative  Firmware gewünscht in welcher eine Beschränkung der einstellbaren Töne besteht: Statt allen 12 Halbtönen über 4 Oktaven nur die Oktavschritte und zusätzlich immer die Quinte über der jeweiligen Oktavlage. So ist im Livebetrieb die Anwahl anderer Transpositionen schneller möglich und man landet nicht versehentlich bei einer Transposition von einem Halbton neben der Originaltonhöhe… Als ich beim Hersteller anfragte, ob das möglich sei, hat dieser prompt reagiert. Die Firmware hat er mir bereits am Tag danach geschickt und hochgeladen. Außerdem verwies er darauf, dass die Möglichkeit eines einfachen Updates genau für solche Fälle geschaffen wurde und er offen für kundenseitige Ideen und Verbesserungen sei – wunderbar.

Ab nach draußen: MIDI, CV und interne Klangerzeugung

Ist einmal die Tonhöhe ermittelt und via Threshold festgelegt ab welchem Pegel eine neue Note generiert wird, gibt der UniSyn munter Noten an die interne Klangerzeugung weiter und via MIDI und CV Gate aus. Selbstverständlich ist das ausgebenden Notenmaterial in allen Fällen monophon.

Via CV und Gate gibt es hier keine großen Überraschungen. Das Gerät arbeitet im Verbund mit einem zu Testzwecken angeschlossenen MakeNoise O-Coast problemlos. Hier war sogar gleichzeitiger Betrieb von MIDI und CV möglich. MIDI zum Auslösen neuer Noten, der ENV Out Ausgang zum Steuern des Obertongehaltes. Und im unteren der Beispiele auch des Pegels.

Beim Erzeugen von MIDI-Noten kann die Lautstärke des Eingangssignals kann je nach Position des VCF FREQ Reglers Aftertouch, ModWheel CC, Breath Controller CC oder Expression CC des über MIDI angeschlossenen Klangerzeugers steuern.

Der MIDI BEND Schalter hat drei Positionen: Im MIDI Betrieb lässt die Position NONE nur diskrete Noten zu. Wenn die eingehende Tonhöhe nicht stabil ist, kann es daher zum Flattern zwischen zwei Tönen kommen. Der UniSyn kann daher solche Instabilitäten als Pitchbend-Befehle ausgeben, so lassen sich auch gesungene Vibrati auf die erzeugten MIDI-Töne übertragen. Die Position MID sendet Pitchbend-Daten von +/-1 Halbton und WIDE in einem Bereich von +/-2 Halbtönen. Natürlich spielen hier die am Klangerzeuger eingestellten Werte auch eine Rolle. Ich fand in den meisten Fällen MID die beste Wahl.

Die interne Klangerzeugung besteht aus einem Oszillator, der sich zwischen Sägezahn und Rechteck umschalten lässt.Die  gewählte Schwingungsform wird anschließend in ein einfaches Tiefpassfilter geführt. Dessen Cutoff-Frequenz lässt sich via VCF FREQ stufenlos regeln und bei Bedarf von der Lautstärke des Eingangssignals modulieren. Der MIDI BEND Schalter hat hierfür eine Doppelfunktion: Er legt außer der oben beschriebenen MIDI-Funktion fest, in welchem Maße die Lautstärke des Eingangssignals das Filter öffnet.

Das gefilterte Signal lässt sich dann via WAVE MIX-Regler stufenlos zum Sinus überblenden. Sinus geht dabei immer am Filter vorbei, so dass keine Pegelverluste bei niedriger Filterfrequenz-Einstellung auftreten.

Mit der Kombination aus Sägezahn und des durch die Amplitude des Eingangssignals gesteuerte Filters lassen sich schöne Funkbässe und Leads generieren. Subjektiv verzeiht einem die Sägezahnschwingung kleine Schlenker und Ungenauigkeiten mehr als die Rechteckschwingung. Hier fühle ich mich beim Singen stärker mit meinen gesanglichen Unzulänglichkeiten konfrontiert. Anderseits ist das auch ein gutes Werkzeug, um das Halten eines Tones zu trainieren.

Der „gemischte Betrieb“, also die Erzeugung von MIDI-Signalen und gleichzeitiges Ausgeben des internen Audiosignals ist möglich aber manchmal etwas problematisch, da auch der VCF FREQ Regler und der MIDI BEND-Schalter jeweils eine Doppelfunktion im MIDI-Sektor wie auch für das Filter haben.

Der Second Sound UniSynin der Praxis

Das Quellsignal sollte monophon und möglichst trocken sein (wenig Hall).

Das Arbeiten mit dem UNISYN erfordert ein wenig Übung. Beim Singen ist es am zielführendsten, sich nicht auf den angesteuerten  Klang zu konzentrieren, sondern auf die eigene Stimme zu achten. Dann trackt der MIDI-Synth sauber.

Am Anfang habe ich den Fehler gemacht, auf das ausgegebene interne Synthsignal bzw. den angesteuerten MIDI-Synth zu hören, bekam glitchende Resultate und landete oft auf Tönen, die ich so nicht beabsichtigt hatte. Schwierig sind auch Tonenden – bei leichtem Abkippen der Tonhöhe am Phrasenende springt die ausgegeben Tonhöhe am Tonende dann gerne nach unten – es heißt also, Stimme stabil bis zum Ende zu halten.

Der Einstellung des GATE Threshold-Reglers sollte auch unbedingt Beachtung geschenkt werden: oft bewirken kleine Änderungen hier schon den Unterschied zwischen wilden Tonsprüngen und präzisem Tracking.

Nach einer gewissen Einarbeitungszeit, konnte ich dem Second Sound UniSyn die gewünschten Ergebnisse entlocken. Es macht wirklich Spaß, direkt mit der Stimme den MIDI-Klangerzeuger seiner Wahl zu steuern. Besonders gefiel mir aber auch die simpel gehaltene interne Klangerzeugung und das Arbeiten mit Klangerzeugern im Eurorack-Verbund. Generell konnte ich die richtigen Einstellungen für letztere oft schneller finden als MIDI-Klangerzeuger. Bei diesen war oft mehr Geduld von Nöten.

Die SUSTAIN-Buchse bringt mehr Spaß, als sich erstmal vermuten lässt: So kann z. B. im Melodiespiel bzw. Gesang der Grundton gehalten werden und die weitergeführte Melodie diesen umspielen. Außerdem kann rechtzeitiges Aktivieren vor dem Tonende helfen, ungewollte Tonsprünge am Ende zu verhindern: einfach den Ton vor Ende der Note einfrieren, dann wird auch das Griffgeräusch beim Loslassen der Gitarre nicht als gewollter Ton interpretiert.