Synthesizer

Synthesizer


Artikel von info@birdseed.de[/EMAIL]]Birdseed Music.
Ob nun als Software oder als Hardware, analog oder digital - Synthesizer arbeiten nach einem festgelegten mathematischen Prinzip. Wenn man es nicht kennt, verkommt das Arbeiten mit ihnen zu einem ziellosen Knöpfchendrehen. Doch hinter einem abstrakten Prinzip verbergen sich faszinierende Klänge.

aus Formeln wird Klang
Anstatt Samples wiederzugeben, erzeugt ein Synthesizer seine Klänge aus mathematisch berechneten Wellenformen, die nach ihrer Form z.B. als Rechteck, Sägezahn, Sinus, Dreieck oder Rauschen (b.z.w. Square, Sawtooth, Sine, Triangle, Noise) bezeichnet werden. Genauere Einblicke bietet der Artikel "Wellenformen" Die hierfür zuständige Klangquelle wird als Oszillator oder auch VCO ("voltage controlled oscillator") bezeichnet, der die o.g. Wellenformen in gewünschter Frequenz erzeugt. Eine LFO ("low frequency oscillator") ist im Prinzip nichts weiter als ein Oszillator, der mit einer niedrigen Frequenz arbeitet. Er ist ein sog. Modulator und kann einen bestimmten Parameter beinflussen. Sagen wir mal, die Frequenz des VCOs wird durch einen LFO moduliert. Dies führt zu einem "Wabbeln" der Tonhöhe, was man auch als Vibrato bezeichnet. Wenn die LFO nun aber die Lautstärke - den VCA ("voltage controlled amplifier") - beeinflußt, "zittert" der Ton, weil er ja kontinuierlich lauter und leiser wird - dies nennt man "Tremolo"-Effekt. Und wenn die LFO den Filter (s. weiter unten) moduliert, wird der Ton abwechselnd heller und dumpfer. Wenn nun der LFO recht langsam schwingt, hat man das Gefühl, der Ton lebt, indem er unmerklich seine - vom Filtertyp abhängige - Klangfarbe verändert. Die "Envelope" oder "ADSR-Hüllkurve" (Attack, Decay, Sustain, Release) legt fest, welchen Lautstärkeverlauf jeder angespielte Ton nehmen soll.
Attack: Zeit, die der Ton braucht, bis er die volle Lautstärke erreciht. Ein hoher Attack sorgt für ein weichen Anschlagston, ein niedriger Attack läßt den Ton hart anklingen.
Decay: Wenn Die Attack-Phase vorbei ist, wird mit Decay festgelegt, wie lange der Ton braucht, um sich auf ein bestimmtes Niveau einzupendeln.
Sustain: Sustain legt fest, auf welcher Lautstärke der Ton gehalten wird.
Release: Die Ausklingzeit legt fest, wie lange der Ton noch nachklingt, wenn das Signal zum Stoppen des Klanges gegeben wird. Ein niedriger Release-Wert läßt den Ton abrupt enden, ein hoher Release-Wert läßt ihn sanft ausklingen. Oft existiert noch ein Tiefpaß (lowpass)-Filter, der alle Frequenzen über einem bestimmten Wert steil absenkt. Wie stark diese Senkung ist, wird in db pro Oktave angegeben. Ein 12db-Filter arbeitet z.B. so steilflanking, daß die Frequenzen eine Oktave über dem gewünschten Wert 12 db leiser sind. Zusätzlich kann oft Resonanz in bestimmter Stärke erzeugt werden. Hier wird ein phasengedrehtes, bereits verarbeitetes Signal wieder vor den Tiefpaßfilter zurückgesendet. Dies bewirkt, daß der Frequenzbereich kurz vor dem Absenkungsbereich deutlich angehoben wird. Wenn man dann die Absenkungsgrenze hoch- und runterwandern läßt, ergibt sich eine Art WahWah-Effekt, der bei bei vor allem bei Techno und Goa sehr beliebt ist. Ein Hochpaß (highpass)-Filter dagegen funktioniert genau umgekehrt: Er läßt nur hohe Frequenzen durch und sorgt so für einen sehr dünnen, brüchigen und beißigen Sound. Der Bandpaß (bandpass)-Filter kombiniert beides. Wenn man mit seiner Hilfe nur einen sehr schmalen Frequenzbereich durchläßt und diesen hoch- und runterwandern läßt, kann man eine Art von Phaser-Effekt erzeugen. Das Ganze klingt kompliziert, ist es auch. Deshalb lautet eine of angewendete Alternative: So lange Regler verschieben, bis es gut klingt. Oftmals besitzt die Hardware- (und auch die Software-) Variante einen eingebauten sog. Pattern-Sequencer. Es ist eine Art programmierbare Matrix, die standardmäßig 8, 16, 32 oder 64 verschiedene Eingabefelder besitzt, in denen jeweils verschiedene Werte wie Lautstärke, Tonhöhe und Modulation festgelegt werden können. Diese Felder werden nacheinander in einem wählbaren Tempo durchlaufen und steuern die Oszillatoren. Wenn alle Felder durchlaufen sind, wird wieder bei Feld 1 angefangen. Sequencer sind eine wichtiges Kompositions-Instrument von elektronischer Musik, insbesondere bei Techno, House und Dancefloor und erzeugen diese typischen, sich dauernd wiederholenden Sounds. Der Roland TB-303 ist der bekannteste kombinierte Klangerzeuger/Sequencer. Die digitale Hardware- und vor allem Software-Variante macht genau das Gleiche, nur, daß der Ton nicht durch Dioden und Oszillatoren gejagt wird, sondern vom Computer berechnet wird. Deshalb laufen viele Programme nur mit mathematischem Co-Prozessor, der aber seit der 486´er Serie fest eingebaut ist. FM - das Zauberwort der 80´er
Eine technisch kompliziertere, aber soundmäßig vielseitigere Form der Klangerzeugung ist die Frequenzmodulations-Synthese, kurz FM-Synthese genannt. Sie ist sehr kompliziert und funktioniert, grob erklärt, dadurch, daß die Modulationsfrequenz des durch den Oszillator erzeugten Klang so hoch ist, daß sie als eigener Ton hörbar ist. Durch die Kompliziertheit dieser Technik und der Tatsache, das bereits kleine Parameterveränderungen ein soundmäßiges Chaos erzeugen können, wird hier oft mit Presets gearbeitet. Der bekannteste FM-Klangerzeuger ist ohne Frage der Yamaha DX7. Wirkten die FM-Sounds lang als veraltet und breitgetreten, erleben Sie seit einiger Zeit eine Renaissance. Die OPL3-Chips in alten Soundkarten (=> Kap. 1-4) arbeiten mit der FM-Methode, leider sind sie fast alle sehr leistungsschwach und unflexibel, was wirklich unüberhörbar ist. Der Kampf analog gegen digital
Fans von "echten" analogen Synthesizern behaupten, daß deren digitale Variante eine Verstümmelung des typischen "Analog-Sounds" produziert, und das Resultat wäre tot, kalt und ohne Leben.
Was steckt hinter dieser Behauptung ?
Es hat sich vor einigen Jahren eine Art Gegentrend zum digitalen Musik-Zeitalter entwickelt. Ausgelöst wurde es von immer mehr High Tech in der elektronischen Musik.
Workstations und auch Software entwickeln sich immer mehr zu "Schlachtschiffen" und überfordern den durchschnittlich gebildeten User mit ihrer Funktionsvielfalt. Vor allem fehlende "Greifbarkeit" und "Fühlbarkeit" in der Bedienung (durch Endlos-Regler, Eingabe von Zahlenwerten, viele abstrakte Begriffe) bindeten zu stark an die Presets.
Gerade aufgrund ihrer präzisen Digitaltechnik klingen sie absolut sauber und geben den Klang so wieder, wie er eigentlich berechnet wurde. Seit aber typisch "analoge" Störgeräusche wie Rauschen oder Übersteuerung wieder als Stilmittel eingesetzt werden, zeigt sich das Defizit vieler älterer Digitalgeräte. Sie klingen zu "steril" und "klinisch". Dies ist allerdings keine revolutionäre Einsicht, sondern ein bekanntes Problem. Deshalb gibt es immer mehr Software-Synthesizer auf dem Markt, die gezielt die Klangeigenschaften analoger Synthesizer rekonstruieren - dazu hier mehr.