Analoge Klangerzeugung
Die analogen Synthesizer der 1970er Jahre waren oft als Modularsystem aufgebaut. Die einzelnen Komponenten (Signalgeneratoren, Filter, Modulatoren) waren in einem Rack montiert und wurden über Klinkensteckerkabel miteinander verbunden. (–> Kabelsalat in Vollendung)
Hintergrundwissen: Ein Ton setzt sich in der Regel aus einem Grundton und den dazugehörigen harmonischen Obertönen zusammen. Klänge der anderen Art entstehen durch den verschiedenartigen Aufbau von Obertonreihen. Die einzelnen Obertöne unterscheiden sich dabei in Frequenz, Amplitude und dem zeitlichem Auf- und Abbau. Die Klangerzeugung in analogen Synthesizern stellte in Anlehnung an mechanische Instrumente zunächst nur wenige Grundwellenformen zur Verfügung: die Kippschwingung (streicherähnlich), die Rechteckschwingung (holzbläserähnlich), und die Dreieckschwingung (flötenähnlich).
Voltage Controlled Oscillator
Der VCO ist ein elektronischer Schwingkreis dessen Tonfrequenz von einer Steuerspannung abhängig ist. Bei der simultanen Verwendung mehrerer Oszillatoren erhöht sich die Zahl der klanglichen Gestaltungsmöglichkeiten – wobei häufig ein leichtes bzw. minimales “gegeneinander-gestimmt-sein” von Oszillatoren verwendet wird (out-of-tune-effect).
Der Rauschgenerator
Von Weißem Rauschen spricht man, wenn in einem Klanggemisch alle hörbaren Frequenzen in etwa gleichen Anteilen auftreten. Um ein Farbiges Rauschen z.B. Rosa Rauschen handelt es sich bei einer gewollten Störung dieser Frequenz-Gleichverteilung (wenn ein Frequenzbereich dominant oder weniger dominant ist). Einige Synthesizer besitzen die Möglichkeit, ein Rauschen zu erzeugen, bei dem die tiefen Frequenzen überwiegen. Das Rauschen kann auch als Modulationsquelle dienen. Auf diese Weise entstehen ungewöhnliche und interessante Klänge.
Voltage Controlled Filter (VCF)
Die eigentliche Klangformung findet im VCF statt. Dabei ist der gebräuchlichste Filter der Tiefpass-Filter (LPF). Der Hochpass-Filter (HPF) arbeitet genau umgekehrt. Durch das in-Reihe-schalten von Tief- und Hochpassfiltern entsteht ein Bandpassfilter (BPF). Das Gegenstück dazu, eine Bandsperre, entsteht bei Parallelschaltung von LPF und HPF. Hier wird ein spezielles Frequenzband gedämpft, während die übrigen Frequenzanteile ungehindert passieren.
Voltage Controlled Amplifier (VCA)
Der VCA kontrolliert den Klangparameter Dynamik in Abhängigkeit von der Spannung. Im Synthesizer wird der VCA hauptsächlich vom Hüllkurvengenerator gesteuert. Die meisten Synthesizer-Hersteller benutzen den VCA jedoch nicht als echten Verstärker, sondern lediglich als Abschwächer – er wird daher auch öfter als Voltage Controlled Attenuator = Abschwächer bezeichnet. Lediglich bei Moog-Modularsystemen findet man beide Funktionalitäten am Werk: Verstärken und Abschwächen.
Der Hüllkurvengenerator
Hüllkurvengeneratoren produzieren Spannungsabläufe, die programmierbar sind und über den VCA zur Dynamikregelung des Klanges benutzt werden. In den meisten Fällen lassen sich bei Hüllkurvengeneratoren vier unterschiedliche Parameter programmieren: Anschwellzeit (Attack-Time), Abklingzeit (Decay-Time), Lautstärke (Sustain-Level) und Ausklingen (Release-Time). Diese Parameter können durch den Regler “Level” verändert werden. Die dadurch entstandene Abkürzung ADSR kommt von den vier Phasen der Hüllkurve: Attack, Decay, Sustain, Release.
Die Modulation
Der LFO (Low Frequency Oscillator) besteht aus einem regelbaren Oszillator mit tiefer Frequenz. Wird der VCF mit den unterschiedlichen Wellenformen des LFOs moduliert, lassen sich bei Kopplung zweier Filter z.B. in Bandpass oder -sperre, verschiedene Effekte wie Wah-Wah oder Phaser erzeugen. Durch eine Modulation des VCAs bei sinus- oder dreieckförmigen LFO-Signalen entsteht ein Tremolo. Bei einem Rechtecksignal des LFOs wird für ein permanentes Wiederholen des Tones gesorgt, womit der der sogenannte Mandolinen-Effekt entsteht.
Sample-and-Hold
Hier wird aus einem verrauschten Signal in regelmäßigen Abständen ein Sample entnommen und als Spannungsniveau festgehalten. Durch die VCO-Kontrolle mit solch einem Signal ändert sich die Tonhöhe zufällig, wohingegen die Töne bei VCF-Steuerung (Spektralmodulation) zufällig heller und dunkler werden. Dies hat einen “blubbernden” oder entfernt sprachähnlichen Klang zu Folge.
Frequency Follower
Dieses Modul wandelt die Tonhöhe eines Signals in eine entsprechende Steuerspannung um. Damit arbeitet es genau nach dem umgekehrten Prinzip eines VCOs.
Envelope Follower
Diese Baugruppe wandelt den Lautstärkeverlauf oder eine Frequenz in einen entsprechenden Spannungsverlauf um.
Ringmodulator
Ein Ringmodulator multipliziert zwei Signale miteinander. Das resultierende Signal besteht aus den Summen- und Differenzfrequenzen der Harmonien beider Eingangssignale. Bei einfachen Verhältnissen von Frequenzen zu Signalen erhält man üblicherweise auch harmonische Klänge. Werden jedoch kompliziertere Frequenzverhältnisse gewählt, entstehen beispielsweise metallische oder auch glockenartige Klänge. Die Flexibilität der Ringmodulation bei der unmittelbaren elektronischen Umformung beliebiger Schallergebnisse macht sie insbesondere für den LIVE-Einsatz tauglich.
Resonanzfilter
Dieses Modul dient der elektronischen Nachbildung von Formanten (charakteristische Teiltöne eines Lautes).
Analoge Sequenzer
Sie produzieren automatische Steuerspannungsabläufe und Triggersignale, die zur Kontrolle jedes beliebigen spannungsgesteuerten Synthesizermoduls verwendet werden können. Analoge Synthesizer können auch von digitalen Sequenzern angesteuert werden. Diese digitalen Sequenzer sind heute wiederum von Mikroprozessoren gesteuert. Man unterscheidet darum wiederum in Hardware- und Software-Sequenzern.
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