Workshops - Kleine Synthesizergeschichte

Die Geschichte des Synthesizers beginnt zwar nicht bei Adam und Eva, aber doch vor recht langer Zeit, nämlich in der zweiten Hälfte des vo ...

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Die Geschichte des Synthesizers beginnt zwar nicht bei Adam und Eva, aber doch vor recht langer Zeit, nämlich in der zweiten Hälfte des vorigen Jahrhunderts. Tollkühne Männer an sirrenden Kisten bemühen sich in der Folgezeit auf die unterschiedlichste Weise, Elektrizität in Musik zu verwandeln. Dabei steht zunächst oft der Aspekt im Vordergrund, mit den neuen Instrumenten auch eine neue Klangästhetik zu schaffen. Die imitativen Fähigkeiten elektronischer Klangerzeugungen rücken dagegen erst allmählich in das Gesichtsfeld von Musikern und Entwicklern, verhelfen dem Synthesizer aber letztlich zu seinem kommerziellen Durchbruch.




Dynamophon

1906 erbaut der Amerikaner Thaddeus Cahill das Dynamophon, auch Telharmonium genannt - ein 200 Tonnen schweres Ungeheuer mit dem Aussehen einer mittleren Maschinenfabrik, das Klänge mit Hilfe modifizierter Dynamos erzeugt. Die darauf gespielte Musik wird über das Telefonnetz übertragen - der Lautsprecher ist noch unbekannt, der Rundfunk bestenfalls ein Traum. Massive Beschwerden von Telefonbenutzern, deren Gespräche durch Interferenzen gestört werden, die mit den Dynamophon-›Sendungen‹ einhergehen, bringen das Instrument schließlich ins Grab.

Theremin

1920 stellt der Russe Leon Theremin ein Instrument vor, das später als Theremin oder Aetherophon bekannt wird und noch viel später im Beach-Boys-Hit "Good Vibrations" sogar einmal ein erfolgreiches Gastspiel in der Popmusik geben wird.

Äußerlich ein kleiner Kasten mit zwei Antennen, besteht der Theremin aus zwei batteriegespeisten Hochfrequenzgeneratoren, die als Tonerzeuger fungieren. Ihre Frequenzen liegen bei ca. 300 kHz, also deutlich außerhalb des menschlichen Hörvermögens, werden jedoch über einen Modulator und einen Tiefpass geleitet. Die niedrige Differenzschwingung, die auf diese Weise entsteht, ist dann über einen Lautsprecher hörbar. Da der eine Generator mit einer festen, der andere hingegen mit einer variablen Frequenz arbeitet und zudem mit einer Stabantenne verbunden ist, kann die Tonhöhe durch Bewegungen der rechten Hand im elektrostatischen Feld dieser Antenne gesteuert werden: Je näher die Hand, desto höher der Ton, je weiter entfernt, desto tiefer.


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Theremin-Modul des Doepfer Systems A-100

Die Lautstärke kann durch einen Schalter grob vorgewählt werden. Richtig spielen lässt sie sich durch Bewegungen der linken Hand über der zweiten Antenne in Form einer Drahtschlinge, die links am Gerät angebracht ist.

Sphärophon

1926 erlebt die Musikwelt die Taufe des Sphärophon. Ersonnen hat den Apparat Jörg Mager, Lehrer, Organist und zeitweiliger Hilfsarbeiter in einer Radiofabrik. Er will damit sein Ideal des stufenlosen Tonraums verwirklichen.

Das Sphärophon ist, ebenso wie der Theremin, ein Schwebungssummer: Zwei Hochfrequenzgeneratoren erzeugen eine hörbare Differenzschwingung. Zur Steuerung der Tonhöhe hat Mager in einen der beiden Schwingkreise einen Drehkondensator geschaltet. Auf diesen Drehkondensator ist eine Kurbel geschraubt, der eine halbkreisförmige Skala mit eingetragenen Stufen der chromatischen Skala unterlegt ist. Mit jeder Drehung der Kurbel verändert sich die Kapazität des Kondensators und damit die Tonhöhe. Um das störende Gleiten von einem Ton zum anderen zu vermeiden, das durch die stufenlose Arbeitsweise des Drehkondensators entsteht, gibt es eine zweite Kurbel, mit der man in Verbindung mit der ersten den jeweils nächsten Ton gewissermaßen vorwählen kann. Auch unterschiedliche Klangfarben bietet das Instrument. Diese werden über Filterketten erzeugt.

Ein fünfstimmiger Nachfolger des Sphärophon, das sogenannte Partiturophon, kommt 1931 zu der Ehre, bei den Bayreuther Festspielen die Parsifalglocken elektronisch imitieren zu dürfen - ein erster Schritt zum Einsatz elektronischer Instrumente zur Geräuschkopie.

Magers Instrumente, darunter auch das später von ihm noch gebaute Kaleidophon, werden künstlerisch ein Opfer der nach 1933 in Deutschland herrschenden politischen Verhältnisse, physisch ein Opfer des damit verbundenen Krieges.

Ondes Martenot

1928 erklingen im Saal der Pariser Opéra erstmals Töne aus den Ondes Musicales des Franzosen Maurice Martenot. Der Apparat, ersonnen mit dem ausdrücklichen Anspruch, alle Klänge herkömmlicher Instrumente imitieren zu können, erringt die Anerkennung zahlreicher namhafter Komponisten, darunter Milhaud, Ravel, Honnegger, Messiaen und Varèse. Er wird unter dem Namen Ondes Martenot ein großer kommerzieller Erfolg: Viele Theater, vor allem in Frankreich, setzen die Ondes für Bühnenmusik ein, wobei zu Martenots Kunden nicht nur Institutionen wie die Opéra National, sondern auch Revuetheater wie die Folies Bergères gehören.

Martenots Instrument arbeitet ebenso wie Theremin und Spärophon nach dem Prinzip des Schwebungssummers. Der Spieler sitzt vor einer Klaviatur, die bei den frühen Versionen allerdings nur als optisches Bezugssystem für die Tonhöhen dient. Erst in späteren Ausführungen, wie sie ab 1947 auf den Markt kommen, spielt man damit das Instrument im eigentlichen Sinne. Über der Klaviatur ist ein Seil mit einer Öse gespannt, das mit einem Drehkondensator verbunden ist. Zieht man das Seil mit Hilfe des in die Öse gesteckten Zeigefingers der rechten Hand hin und her, ändert sich die Kapazität des Kondensators und damit auch die Tonhöhe.

Die auf diese Weise erzeugten Töne setzen allerdings heftig ein und enden abrupt, müssen also noch einer Klangformung unterworfen werden, um musikalisch einsetzbar zu sein. Dies ist Aufgabe der linken Hand, die einen links am Gerät auf einem Schieber angebrachten Registerhebel bedient. Auch die zwölf Klangfarbenregister der Ondes sind auf diesem Schieber untergebracht.

Trautonium

Das Jahr 1930 erlebt die Geburtsstunde eines weiteren Meilensteins der Entwicklung elektronischer Musikinstrumente, des Trautoniums. Konstruiert hat es der Postrat, Musikwissenschaftler und Organist Dr.-Ing. Friedrich Trautwein, wobei er sich der Unterstützung des Direktors der Musikhochschule Berlin und der Firmen Telefunken und AEG erfreuen durfte.

Über die Ziele befragt, die er mit dem Bau eines elektronischen Instruments verfolgt, sagt Trautwein einmal in einem Interview, er wolle ›für den schaffenden Künstler neue Ausdrucksmöglichkeiten bereitstellen‹ und glaube daran, mit seinen Arbeiten ›vor allem der schöpferischen Kunst zu dienen und damit zur Versöhnung der beiden fälschlich in Gegensatz gedrängten Zweige menschlichen Geistes: Kunst und Technik, beizutragen‹. Bemerkenswerte Worte, die Entwicklern heutiger Synthesizer wohl nur schwer zu entlocken wären.

Das Trautonium stößt in der Folge auf recht große Akzeptanz. Unter den Komponisten, die Musik für das Trautonium schreiben, finden sich jedenfalls so illustre Namen wie Paul Hindemith, Richard Strauss und Werner Egk.

Technisch beruht Trautweins Instrument auf einem Niederfrequenz-Generator, der sägezahnförmige so genannte ›Kippschwingungen‹ abgibt. Diese entstehen in einer parallel mit einem Kondensator geschalteten Glimmröhre. Der Kondensator wird durch eine Dreipolröhre periodisch aufgeladen, deren Gittervorspannung - regelbar über ein Manual - die Zahl der Entladungen und damit die Tonhöhe bestimmt.

Beim Manual entscheidet sich Trautwein nicht für eine Klaviatur, sondern eine wenige Jahre zuvor patentierte Erfindung zweier Frankfurter Kollegen, das Bandmanual. Dabei hat der Spieler einen Draht niederzudrücken, bis dieser eine Metallschiene berührt. Die Stärke des Drucks wird durch einen Kohlewiderstand in einen elektrischen Wert übersetzt, der dann die Dynamik des gespielten Tons bestimmt.

Bereits 1932 beginnt die Firma Telefunken mit der Produktion einer in einigen technischen Details verbesserten Version des Trautoniums, wobei die Angaben über die gebaute Stückzahl zwischen 50 und 100 schwanken. Bei diesem Gerät, das somit als das erste serienmäßig gefertigte, industrielle elektronische Instrument gelten darf, hat Trautwein zudem Schaltungen zur Steuerung der Klangfarbe eingebaut: Die obertonreichen Schwingungen der Generatorröhre werden in zwei elektrische Resonanzkreise geleitet, in denen bestimmte Anteile des Klangs ausgesiebt, andere verstärkt werden. Das Telefunken-Modell besitzt zwölf Drehknöpfe und Schalter, mit denen neben der Klangfarbe auch Oktavtransposition und Tonumfang geregelt werden kann.

Hammond-Orgel

1934 erfindet Laurens Hammond in Chicago eine Orgel, die nach dem Prinzip des alten Telharmoniums von Cahill arbeitet. Das Instrument wird - als erstes elektronisches Instrument überhaupt - gleich in Großserie hergestellt und macht in der Folge als Hammond-Orgel musikalisch wie auch kommerziell Weltkarriere.

Mixturtrautonium

1952 stellt der einstige Trautwein-Gehilfe und Hindemith-Schüler Oskar Sala, in der Zwischenzeit zum unübertrefflichen Konzertsolisten auf dem Trautonium gereift, sein Mixturtrautonium vor. Zunächst zwei-, später sogar vierstimmig, eröffnet das Mixturtrautonium ein deutlich breiteres Klangspektrum als sein Vorläufer. So hat Sala beispielsweise einen Rauschgenerator zur Erzeugung von Geräuschen, einen elektrischen Unterbrecher für rhythmische Effekte und Vorrichtungen für Halleffekte eingebaut.


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Das Trautonium des großen Oskar Sala.

Gehört übrigens hat das Mixturtrautonium wohl jeder schon einmal: Die Geräuschvertonung von Alfred Hitchcocks Klassiker ›Die Vögel‹ wurde 1962 von Sala mit diesem Instrument erstellt.

Der Vorläufer

1955 stellt die Radio Corporation of America (RCA) ihren Electronic Music Synthesizer vor. Seine Konstrukteure Harry F. Olson und Herbert Belar haben mit dieser Maschine allerdings keinen Synthesizer im heutigen Sinne entwickelt, sondern einen halbautomatischen Musikerzeuger: Der Komponist schreibt seine Ideen über eine Tastatur, die äußerlich der eines Fernschreibers ähnlich ist, auf spezielle Lochstreifen. Diese Lochstreifen werden von der Maschine gelesen und in Musik übersetzt, welche wiederum über einen Verstärker auf einen sechsspurigen Plattenschneider und von dort auf eine Schallplatte gelangt.

Als Tonerzeuger dienen zwölf Sinus-Oszillatoren, von denen jeder eine feststehende Frequenz der chromatischen Skala vom zweigestrichenen Fis bis zum dreigestrichenen F wiedergibt. Eine Auswahlschaltung gestattet dabei einen Gesamttonumfang von acht Oktaven. Die ursprüngliche Sinusschwingung der Tonerzeuger wird zunächst über einen dazu geeigneten Schaltkreis in die obertonreiche Sägezahnform verwandelt. Weitere Schaltkreise statten das Instrument unter anderem mit Hüllkurven, Rauschgenerator, Niederfrequenzmodulator zur Erzeugung von Vibrato und Tremolo, Filter- und Resonatorketten zur Erzeugung verschiedener Klangfarben und Steuermöglichkeiten für die Lautstärke aus. Untergebracht ist die ganze Pracht aus Dutzenden von Röhren und Hunderten von Spulen, Transistoren, Relais, Widerständen und Kondensatoren in sieben Schaltschränken.

Der erste Synthesizer

1964 stellt der Amerikaner Robert Moog auf der AES den Prototypen eines elektronischen Instruments vor, das als Urvater aller analogen Synthesizer im heutigen Sinne gelten darf. Zwar hatte vor Moog bereits sein Landsmann Don Buchla ein ähnliches System vorgestellt, jedoch ist Moog der erste, der zur Steuerung aller Parameter eine Steuerspannung von 1 Volt/Oktave einsetzt, die bis zum heutigen Tag Standard bei analogen Synthesizern ist.

Was ist ein Analog-Synthesizer?

Der Begriff ›Analog-Synthesizer‹ ist zunächst einmal eher ein Hinweis darauf, wie die Bausteine eines Synthesizers technisch realisiert sind, als dass er bestimmt, was für Klänge ein Synthesizer erzeugen kann oder wie er diese erzeugt.


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Innenansicht des Oberheim OB-Xa - trotz vieler integrierter Schaltungen sieht man noch viel analoge Hardware.

Analoge Synthesizer in ihrer Reinform nämlich arbeiten mit Schaltkreisen, die aus einzelnen analogen Bausteinen wie etwa Transistoren, Widerständen und Kondensatoren aufgebaut sind. Die im Laufe der Zeit fortschreitende Digitalisierung machte freilich auch vor dem Synthesizer nicht halt, und so wurden nach und nach immer mehr Baugruppen durch integrierte Schaltkreise, Mikrochips und schließlich digitale Signalprozessoren (DSPs) ersetzt.

Geblieben ist über all diese Veränderungen hinweg das Prinzip, nach dem schon die ersten, ja noch wirklich analogen Synthesizer ihre Klänge erzeugen. Dieses Prinzip heißt - wie wir später sehen werden, technisch korrekt - ›subtraktive Synthese‹, wird aber seit ewigen Zeiten als ›analoge Synthese‹ gehandelt.

An dieser Stelle sollten Sie sich das erste Audiobeispiel anhören. Es führt Ihnen Sounds und Phrasen vor, die für Analogsynthesizer besonders charakteristisch sind, damit Sie eine erste Antwort auf die Frage bekommen: ›Wie klingt eigentlich ein analoger Synthesizer?‹

CD-Track 01: typische Sounds und Phrasen analoger Synthesizer - Moog Lead, Moog Sequenzer Bass, Modular Arpeggio, OB Dark Poly, OB Rock Poly, Modular SynthBrass, OB GlideDrone, Moog MegaBass, OB Warm Pad.

Polymoog


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Moogs erster polyphoner Synthesizer, der Polymoog - mäßig erfolgreich, aber ein Design-Klassiker.


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Polyphone Legende - der Oberheim OB-8 ist noch heute für viele ein Synonym für fette analoge Sounds.


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Die japanische Konkurrenz zum OB-8: Rolands Jupiter-8 ist ebenfalls einer der Poly-Synths, die Maßstäbe gesetzt haben.

Sounddemo



Aus Wizoobooks "Analoge Klangsynthese", Autor: Reinhard Schmitz