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Im Fokus: Einstieg Synthesizer

Die Welt neuer Klangdimensionen

Was genau ist ein Synthie und wie entstehen die Klänge? In unserem Special erfährst du es.


Die Welt neuer ...

Die Verbreitung der Elektrizität ermöglichte neue, ungewohnte Instrumente. Etwa das Theremin, eine Erfindung aus Russland in den 1920er-Jahren, oder das Trautonium, das in Berlin entwickelt wurde. Beide Instrumente konnten sich aber nie auf einem so großen Markt durchsetzen wie der Synthesizer. Doch was genau ist ein Synthie eigentlich, wie entstehen die Klänge im Inneren und wie stellt man seine Sounds ein? Hier erfährst du es.

Die ersten Synthesizer in den 1950er-Jahren waren noch riesige, schwere Geräte. Sie bestanden aus einzelnen Modulen, die zur Erzeugung eines Klangs durch Kabel miteinander verbunden werden mussten. Für den Preis eines solchen Schranks hätte man damals oft schon ein Auto bekommen – es war unvorstellbar, dass Musiker wie du und ich eines Tages aus Strom völlig neuartige Klänge erzeugen würden. Erst der technische Fortschritt, der kleinere und günstigere elektronische Bauteile ermöglichte, und vor allem der Minimoog änderten dies.


Der Minimoog ist das Vorbild, an dem sich die Mehrzahl moderner Synthesizer im Aufbau orientieren. Bob Moogs Idee: Die wichtigsten Module in einem kompakten Gerät zu vereinen. Er nutzte zur Tonhöhensteuerung die von der Orgel/Klavier bekannte Tastatur und bot das Ganze zu einem günstigen Preis an. Damit erleichterte er den Einstieg in die Welt der Synthesizer. Sein Erfolg er­mun­terte andere Firmen wie etwa ARP, Oberheim, Korg und Roland kompakte Synthesizer zu bauen. Ab den 1980er-Jahren nutzten viele die immer günstigeren di­gi­ta­len Chips, um sie an Stelle analoger Schaltungen für die Klangerzeugung zu verwenden. Yamaha, dessen FM-Synthesizer die erfolgreichste Abweichung von Moogs Grundkonzept waren, war dabei einer der Vorreiter.

Noch kompakter waren dann die Synthesizer in den 1990er-Jahren. Computer wurden leis­tungs­­stärker und das Berechnen von Klängen in Echt­zeit war plötzlich auf normalen PCs möglich. Firmen wie Native Instruments oder Arturia erober­ten mit Software-Synthesizern den Markt. Doch egal wie die Klänge erzeugt werden: Das Grundprinzip aus Oszillatoren, Filtern, Verstärkern und Modu­la­tions­quellen ist weiterhin das klassische.


Robert „Bob“ Moog: Einer der entscheidenden Synthesizer-Pioniere.

Aufbau und Grundklang

Zum Erfolg des Minimoogs trug neben der bekannten Klaviatur sein übersichtlicher Aufbau bei. Vier Baugruppen formen den Klang: Oszillatoren (VCO), Filter (VCF) und Verstärker (VCA) als klangprägende Elemente und dazu noch als Modulationsquellen die Hüllkurven und Controller, die für die Steuerung der ersten drei Gruppen zuständig sind. Moog verbaute neben zwei ADSR-Hüllkurven noch zwei Räder, eines für Modulationen und eines zur Beeinflussung der Tonhöhe (Pitch-Bend-Rad). Diese vier Baugruppen sind bis heute in fast jedem Synthesizer zu finden. Bei den Modulationsquellen kommt in der Regel noch ein langsam schwingender Oszillator (LFO) für periodische Modulationen hinzu.

Gegenüber anderen (elektronischen) Tasteninstrumenten wie E-Pianos, Keyboards und Orgeln hat ein Synthesizer den Vorteil, dass in seine Klangerzeugung sehr tief eingegriffen werden kann. Grundlage eines jeden Klangs sind ein oder mehrere Oszillatoren. Sie erzeugen periodische Schwingungen. Die häufigsten Wellenformen sind der Sägezahn, die Rechteck-/Pulswelle, das Dreieck und der Sinus. Vor allem Sägezahn und die Rechteck-/Pulswelle werden zur Erzeugung synthetischer Klänge eingesetzt. Sie enthalten besonders viele Obertöne.

Schon in diesem Bereich sind viele Eingriffe möglich. Je nach Zahl der Oszillatoren und Anzahl der erzeugten Wellenformen lassen sich durch Mischung verschiedener Wellenformen und Oszillatoren verschiedene „Rohklänge“ erzeugen. Durch unterschiedliche Grundfrequenzen, leichte Verstimmungen der Oszillatoren oder gegenseitige Modulationen (wenn möglich) sowie durch den Einsatz verschiedener Wellenformen gleichzeitig – je nach Bauart – sind in diesem Modul vielseitige Variationen möglich.

Die vier Grundwellenformen: Sie unterscheiden sich in ihrer Obertonstruktur und damit auch in ihrem Klang – jede der Grundschwingungsformen hat einen eigenen Klangcharakter und eignet sich für ganz bestimmte Sounds.

Filtern und modulieren

Im Filter wird der „Rohklang“ veredelt, indem jedes einen Teil der Frequenzen der Wellenformen unterdrückt: Ein Tiefpass (Lowpass) macht den Klang dumpfer, ein Hochpass (Highpass) dünnt den Bassbereich aus und ein Bandpass lässt wiederum nur einen Teil der Frequenzen durch. Jedoch wäre ein Filter ohne Modulationen genauso spannend wie ein EQ. Erst die Modulationen machen es interessant. So kann der Klang beispielsweise erst dumpfer klingen und dann durch ein sich öffnendes Lowpass-Filter mehr Höhe bekommen. Oder der Bassbereich wird über die Dauer eines Taktes zunehmend durch einen entsprechend langsamen LFO ausgedünnt. Wie bei den Oszillatoren sind durch Filter vielseitige klangliche Veränderungen möglich.

Dagegen ist das Verstärker-Modul geradezu langweilig. Außer, dass der Lautstärkenverlauf des Klanges beeinflusst wird, passiert wenig. Doch dieses „Wenige“ ist nicht zu unterschätzen. Denn hier entscheidest du darüber, ob der Sound eher perkussiv, schwebend oder orgelhaft wirken soll. Wenn du einen Klang selbst erstellst, dann ist dies der Bereich, in dem du die wesentlichen Einstelllungen für die Wahrnehmung festlegst. Ich empfehle, zuerst den Lautstärkenverlauf einzustellen. Denn: Ist der schon gut, dann sind die Einstellungen der Oszillatoren und des Filters sowie deren Modulationen einfacher. Weil dann geht es nur noch darum, eine schöne Klangfarbe zu finden. Der Rahmen, der bestimmt, wie der Klang wahrgenommen wird, ist durch den Lautstärkenverlauf dann schon festgelegt.

HDR Front eines alten Modular Synthesizer von Synthesizers.com

Belebende Modulation

Die Klaviatur liefert immer mindestens zwei Steuersignale: Das erste, eine Spannung (CV), steuert die Tonhöhe der Oszillatoren, das zweite, ein Schalt­signal (Gate), die Tondauer. Es löst auf Tastendruck die Hüllkurven aus, die dann die eingestellten zeitlichen Werte durchlaufen.

Drückt man eine Taste, kommt es zuerst zur Attack-Phase, bei der die Hüllkurve für den VCA der Einschwingdauer akustischer Instrumente entspricht. Die anschließende Decay-Phase ist die Zeit, in der die Schwingung wieder abfällt. Sustain nennt sich der Wert, den die Lautstärke (bzw. Klangfarbe) nach dem Ende der Decay-Phase solange hält, bis das Gate-Signal zu Ende ist. Danach durchläuft die Hüllkurve noch die Release-Phase, die dem Nachschwingen akustischer Instrumentenklänge ähnelt. Diesem Prinzip unterliegt übrigens auch die Steuerung von digitalen und Software-Synthesizern. Nur, dass die Spannungen durch digitale Werte simuliert werden.



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