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Inhaltsverzeichnis Musik und ihre Instrumente .............................................. 10 Mittel zur Klangerzeugung bei Synthesizern ..................... 14 Erklärung zu den Blockschaltbildern des MS 10 ................ 14 Voltage-Controlled-Oscillator (VCO) ............................... 21 Voltage-Controlled-Filter (VCF) ......................................... 24 Voltage-Controlled-Amplifier (VCA) ............................... 27 Envelope-Generator (EG) .................................................. 29 Modulationsgenerator (MG) ............................................. 36 Rauschgenerator (Noise-Generator) .................................. 39 Diverse Sektionen des MS 10 ............................................ 40 Ringmodulator .................................................................. 46 Sample-and-Hold ........................................................... 48 Modulations-VCA .............................................................. 49 Signal-Processors ............................................................. 53 Analog-Sequenzer ............................................................. 58 Digitale Sequenzer ............................................................ 68 Interface-Systeme ............................................................. 70 Preset-Synthesizer ........................................................... 74 Mehrstimmige und polyphone Synthesizer ....................... 79 Vocoder............................................................................. 85 Digitale Rhythmusgeräte ................................................. 88 Echogeräte und Phasen-Effektgeräte . . .......................... 91 Nachwort .......................................................................... 98 Stichwortverzeichnis ....................................................... 101 Anwendungsbeispiele ....................................................... 107
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Vorwort Der Einsatz von Synthesizern war sehr lange ausschließlich den Leuten vorbehalten, die entweder eine technische Vorbildung oder das Glück hatten, zu einem frühen Zeitpunkt mit Synthesizern arbeiten zu können. Diese Möglichkeiten bestanden eigentlich nur in Tonstudios oder an den Musikhochschulen und ähnlichen Einrichtungen. Nur solche Institutionen konnten es sich finanziell leisten, die kostspieligen Geräte der ersten Generation zu bezahlen. Erst durch die Großproduktion einiger Konzerne wurde es der Masse der Musiker möglich, sich solche Geräte ebenfalls zuzulegen. Damit begann aber auch die Problematik, sich mit technischen Gegebenheiten auseinanderzusetzen, wie es in dieser Form vorher noch nie notwendig gewesen war. Vollständig verwirrt wurde der Käufer auch noch durch verschiedenartige Bezeichnungen gleicher technischer Vorgänge bei unterschiedlichen Fabrikaten. So blieb den Interessenten lange Zeit der Überblick über alle Produkte versperrt. Um all diese Mißstände zu beseitigen und Klarheit zu schaffen, haben wir uns entschlossen, eine umfangreiche Einführung und Anleitung zum Betrieb von einfachen Synthesizern sowie von komplexen Baukasten-Systemen zu geben. Um zu erläutern, warum der Synthesizer ein Gerät mit so vielen Reglern und Schaltern sein muß, ist es unumgänglich, sich über einige physikalische Dinge klar zu werden.
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Das menschliche Ohr kann Schallwellen zwischen ca. 20 Hz und 16 kHz wahrnehmen. Es bleibt zu unterschieden, wie diese Schallwellen auftreten. Sie können Töne, Klänge oder auch Geräusche sein. Ein Ton entsteht durch periodische Schwingungen. Je nach Form dieser Schwingungen entsteht schon der Grundcharakter dieses Tones (Sinus, Rechteck, Sägezahn). Die Tonhöhe hängt von der Anzahl dieser Schwingungen pro Sekunde ab. So wiederholt sich bei 16 Hz die Schwingung 16 mal pro Sekunde, bei 10 kHz dagegen 10000 mal. Treten zur gleichen Zeit mehrere einzelne Töne auf und stehen diese Töne in einem bestimmten Verhältnis zueinander, spricht man von einem Klang. Werden solche Klänge systematisch aneinandergefügt, entsteht Musik. Im Laufe der Zeit wurde der Abstand zwischen den einzelnen Grundtönen so verfeinert, daß man heute bis auf wenige Ausnahmen im asiatischen Raum die chromatisch abgestufte Tonleiter mit 12 Einzeltönen als Normalstimmung verwendet. Musik ist das Extrem an geordneten Tönen und Frequenzen. Sind jedoch im Schall sehr viele Frequenzen enthalten, die in keinem harmonischen Verhältnis zueinander stehen, bezeichnet man dieses als Geräusch. Zu unterscheiden ist hierbei zwischen weißem und rosa Rauschen. Weißes Rauschen ist eine unregelmäßige Folge von Impulsen mit unterschiedlicher Größe. Diese Impulse sind über das gesamte Frequenzband gleichmäßig verteilt und ergeben in einem bestimmten Zeitraum für jede Frequenz das gleiche Level. Rosa Rauschen enthält dagegen besonders viele Impulse aus den unteren Frequenzbereichen, wie sie beispielsweise auch beim Meeresrauschen vorhanden sind.
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Musik und ihre Instrumente Als Ursprung aller Instrumente dürften in der Vorzeit Schlaginstrumente wie Trommeln und Klanghölzer gestanden haben. Solche Instrumente, die den reinen Rhythmus betonen, sind heute noch bei fast allen Naturvölkern anzutreffen. Als Weiterentwicklung traten dann Saiten- und Blasinstrumente in den Vordergrund. Erst mit diesen Instrumenten war es möglich, unterschiedliche Tonhöhen zu erzeugen. Außerdem brachten diese Instrumente sehr differenzierte Klänge zuwege. So klingt eine gestrichene Saite, die ein SägezahnSignal erzeugt, völlig anders als eine Flöte (Sinus-Schwingung) oder ein Holzblasinstrument (Rechteck). Als völlige Neuerung traten dann erstmals die Tasteninstrumente auf. Durch die chromatische Tonstimmung wurde es möglich, unterschiedliche Instrumente wie Orgel und Klavier durch die gleichen Bedienelemente (Tasten) zu spielen. Diese Instrumente ließen sich allein zehnstimmig spielen. Der Grundstein für das Ein-Mann-Orchester war gelegt. Durch die Entwicklung der ersten elektro-magnetischen Orgel (Hammond) und der ersten vollelektronischen Orgel (Wurlitzer) wurde es möglich, auf relativ kleinem Raum alle denkbaren Wellenformen über die Tastatur abzurufen. Die Klangvielfalt dieser Instrumente löste eine Revolution in der Musikdarbietung aus. Trotz alledem begnügten sich diese Instrumente damit, Klänge mehr oder weniger naturgetreu zu kopieren. Durch elektrische Hilfsmittel (Percussion, Sustain usw.) wurde versucht, die Klangabläufe den natürlichen Vorgängen der Original-Instrumente anzugleichen. Dies konnte nur zu unbefriedigenden Ergebnissen führen, da die Technik, die hierfür verwendet wurde, nur eine Beeinflussung in geringem Maße zuließ.
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Voltage — Controlled-Sektion Erst durch die Entwicklung der spannungsgesteuerten Regeleinheiten (Voltage-Controlled-Sections) wurde die uneingeschränkte Beeinflussung möglich. Von hier bis zum modernen Synthesizer war es dann nur noch ein kurzer Weg. Die Grundvoraussetzung der individuellen Klanggestaltung war jetzt mit relativ einfachen technischen Geräten möglich.
Preset-Synthesizer
Bereits zu diesem Zeitpunkt spaltete sich die SynthesizerEntwicklung. Diejenigen, die davon träumten, so realistisch wie möglich alle Instrumente zu kopieren, machten sich daran, Geräte zu entwickeln, die ähnlich aufgebaut waren wie die bekannten Orgeln. Über Registerschalter waren sehr echte Klänge mit realistischen Ein- und Ausschwingvorgängen abzurufen. Als besonderen Service für den Musiker wurden außerdem Klangfilter eingebaut, die mehr konnten als die herkömmlichen Höhen- und Tiefenregler. So konnte sich jeder exakt den Sound einstellen, der gewünscht war.
Freie Synthesizer
Der andere Weg, der beschritten wurde, führte zur Entwicklung der freien Synthesizer. Der Grundgedanke war, mit diesen Geräten den „Soundbastlern“ den Zugriff auf jede Sektion der Geräte zu ermöglichen. Das setzte jedoch einige Grundkenntnisse über Klangbeschaffenheit und Zeitabläufe voraus. Dadurch wurden zwangsläufig diese Geräte zu „technischen Synthesizern“, die eher einem Computer als einem Musikinstrument ähnelten. Als Ergebnis entstand dann auch der völlig neue SynthesizerKlang, den man bisher überhaupt noch nicht kannte. Mittlerweile dürften sich diese Geräte als eigenständige Musikinstrumente mit eigenen Klangfarben in allen Bereichen der Musik etabliert haben.
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Mittel zur Klangerzeugung bei Synthesizern Der grundlegende Unterschied der Voltage-Controlled-Section gegenüber der herkömmlichen Ton- und Klangerzeugung liegt in der Eigenschaft, daß alle Bedienelemente wie Regler und Schalter „nicht“ Bestandteil der elektrischen Schaltung sind. Diese sind in sich geschlossene Baueinheiten, die durch Anlegen externer Spannungsquellen, wie z. B. Batterien oder Regelspannungen, wie Generatoren sie liefern, gesteuert werden. Erst dadurch wurde die vielseitige Beeinflussung der verschiedenen Baueinheiten untereinander und gegenseitig möglich. In den nachfolgenden Kapiteln werden die einzelnen Baugruppen anhand eines KORG MS 10-Synthesizers erläutert. Dieses Gerät eignet sich deshalb hierfür, weil die Anordnung aller Sektionen und deren Bedienelemente logisch den Tonund Regelsignalflüssen entsprechen.
Erklärung zu den Blockschaltbildern des MS 10 Blockschaltbilder sind technische Schaltpläne, die die Zusammenhänge zwischen den einzelnen elektrischen Einheiten aufzeigen. Jede Einheit wird als graues Kästchen dargestellt. Die Verbindungslinien zwischen den Baueinheiten sind elektrische Verbindungen. Entweder die Verbindungen laufen direkt zwischen den jeweiligen Baugruppen, dann sind dies Verbindungen, die nicht geregelt werden können, oder sie führen über Potentiometer (Regler), dann können sie beeinflußt werden. Außerdem sind verschiedene Steuerspannungen über Buchsenabzurufen. So können individuelle Steuerspannungen Verbindungen zwischen den einzelnen Synthesizer-Baugruppen hergestellt werden. Dabei werden eventuelle Festverkabelungen automatisch unterbrochen. Die Steckverbindung hat in jedem Fall Vorrang vor der Festverkabelung.
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Steuerspannungen Nun im einzelnen zu den Baugruppen: Der Ton wird im VCO erzeugt. Hier wird über Wellenform und Fußlage entschieden. Vom VCO aus fließt die Information in das VCF (VoltageControlled Filter). Im Filter wird die Klangfarbe des Tones bestimmt. In der Regel werden die Oberwellen beschnitten, so daß der Ton weicher wird. Vom VCF aus gelangt der Ton in den VCA (Voltage-Controlled-Amplifier). Hier wird die Lautstärke des Tones bestimmt. Über einen Volumenregler gelangt der Ton zur Ausgangsbuchse. Von hieraus kann die Information über Bühnenverstärker und Boxen oder über Mischpulte verstärkt werden, so daß der Ton hörbar wird. Die Information, die jetzt zur Verfügung steht, ist ein Dauerton, der in der Klangfarbe durch das Filter beeinflußt ist. Er hat keine Lautstärkekontur und ist nicht in der Tonhöhe zu beeinflussen (Ausnahme: Stimmkopf, Fußlage). Erst durch Drücken einer Taste auf dem Keyboard wird dem VCO die Tonhöhe mitgeteilt. Dies erfolgt durch eine klar definierte Spannung für jeden Ton der Tastatur. Diese Regelspannung bestimmt, in welcher Tonhöhe der VCO schwingen soll. Außerdem wird durch Niederdrücken Trigger-Impuls der Taste zusätzlich ein Trigger-Impuls (Schalt-SignalAuslöse-Impuls) erzeugt.
VCO
VCF
VCA
Trigger-Impuls
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EnvelopeGenerator
Dieser Trigger-Impuls teilt einer anderen Baueinheit, dem EG (Envelope-Generator, Hüllkurven-Generator, ADSR-Generator, KonturGenerator) mit, daß in diesem Moment ein neuer Ton entstehen soll. Der EG steuert die komplette Lautstärke-Kontur des Tones, d. h., während der Druckzeit der Taste und auch noch nach dem Loslassen der Taste ändert sich die Lautstärke. Zur Einstellung dieser Kontur gibt es im EG in der Regel vier Einstell-Regler für Attack = Einschwingen des Tones Decay = Abklingen des Tones bei gedrückter Taste Sustain = Endlautstärke des Tones bei gedrückter Taste Release = Abklingzeit nach Loslassen der Taste.
Diese Spannungsabläufe steuern den VCA, der wiederum die Lautstärke des Tones bestimmt. Durch den EG wird aus dem Dauerton ein Ton mit Konturablauf, der dem der echten Instrumente angeglichen werden kann. Diese Regelspannungen können jedoch auch den VCO und das VCF ansteuern. Dadurch können Tonhöhen- und Klangfarbenänderung durch den EG erzielt werden. ModulationsGenerator
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Eine weitere Regeleinheit stellt der MG (Modulation-Generator) oder LFO (LowF r e q u e n c y - O s c i l l a t o r = N i e d e r- F r e q u e n z Generator) dar. Dieser ist ein Tongenerator, der nur sehr niedrige Frequenzen erzeugt (0 Hz bis 20 Hz). Mit diesen Regelspannungen lassen sich verschiedene Baugruppen beeinflussen.
Wird die MG-Spannung dem VCO zugeführt, so ändert sich die Tonhöhe entsprechend der Wellenform des MG allmählich (Dreieck /\) oder abrupt (Sägezahn |\, Rechteck _| |). Das gleiche gilt prinzipiell auch für die Regelung des VCF. Hierbei wird jedoch nicht die Tonhöhe, sondern die Klangfarbe verändert. Außerdem kann eine Steckverbindung zwischen MG und dem VCA hergestellt werden, wodurch sich im gleichen Rhythmus die Lautstärke ändert. Dazu stehen bei den entsprechenden Sektionen des Synthesizers alle Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Als zusätzliche Baugruppe gibt es außerdem einen Noise-Generator, der rosa und weißes Rauschen erzeugt, und eine Portamento-Ein-heit, mit der die Tonhöhenunterschiede zwischen den einzelnen Tasten gleitend bzw. stufenlos abgerufen werden können. Zur manuellen Regelung der einzelnen Sektionen des Synthesizers dient ein Kontroll-Rad. Dieses Handrad erzeugt eine Regelspannung zwischen - 5 Volt und + 5 Volt. Damit lassen sich über Steckverbindungen Tonhöhe, Klangfarbe, Lautstärke usw. manuell beeinflussen. Alle Baugruppen, die hier in ihrer Zusammenschaltung beschrieben wurden, lassen sich zusätzlich durch externe Geräte beeinflussen. Dies können andere Synthesizer, Sequenzer, Signal-Processors und vieles mehr sein. Deshalb ist es erforderlich, möglichst jede Sektion direkt ansteuern zu können: aus diesem Grunde muß ein Synthesizer mit Ein- und Ausgangsbuchsen für jede Baugruppe ausgestattet sein. Das, was im ersten Moment bei solchen Geräten verwirrt, stellt sich bald als unentbehrlich heraus.
Noise-Generator Portamento
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Im Blockschaltbild 2 (Seite 19 ) sind die Regelsignalflüsse und die Tonsignalflüsse des Blockschaltbildes 1 auf die Baugruppen des MS 10 übertragen worden. Hierbei wird deutlich, welche Regler die Intensität der Steuerspannungen auf die entsprechenden Baugruppen bestimmen. Auf der rechten Seite ist der Signalfluß mit allen Ein- und Ausgängen der einzelnen Baugruppen dargestellt. All diese Zeichnungen sollen ein Verständnis schaffen, wie ein Synthesizer funktioniert, welche Baugruppen welche Aufgaben haben und wodurch sie zu beeinflussen sind. Erst jetzt kann klar werden, daß man mit einem elektronischen Instrument herkömmlicher Technik nicht im entferntesten soviel Einfluß auf die Gestaltung des Tones nehmen kann. In den folgenden Kapiteln werden die einzelnen Baueinheiten eines Synthesizers näher beschrieben. Welche Möglichkeiten der Beeinflussung habe ich und welche Regler benötige ich zur Durchführung meiner Ideen? Zum Teil wird die Entscheidung schon durch die technische Auslegung und Gestaltung des Gerätes vorgegeben, in. anderen Fällen kann ich individuell Steckverbindungen herstellen, mit denen ich eigene Vorstellungen und Wünsche verwirklichen kann.
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Der Voltage-Controlled-Oscillator (VCO) Der VCO dient zur Erzeugung des Tones bzw. Geräusches. In dieser Sektion wird erzeugt bzw. eingestellt: 1. die Fußlage (Oktavumschalter) 2. die Wellenform (Grundcharakter des Klanges und Rauschens) 3. Veränderung an den Wellenformen (Pulsweiteneinstellung, Pulsweitenmodulation) 4. Gesamtstimmung.
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Fußlage Mit dem Fußlagenwahlschalter kann exakt im Abstand von einer Oktave zwischen 32‘ (sehr tiefer Ton) und 4‘ (sehr hoher Ton) unabhängig von der gespielten Taste der Tastatur die Tonhöhe eingestellt werden. Der Oktavumschalter ist in jedem Fall besser zu bedienen als ein Grob-E insteiler für die Tonhöhe, der sich zwar stufenlos variieren läßt, jedoch jedesmal neu eingestimmt werden muß. Der exakte Abstand der Oktave wird intern im Gerät werksseitig eingestellt und ist sehr genau. So läßt sich während des Spielens schnell die Gesamttonhöhe verändern. Damit wird bei einer Vielzahl an Sounds schon der Charakter der gewünschten Instrumente erreicht (4‘ Violine, 8‘ Viola, 16‘Cello).
Wellenform Der Wellenformwahlschalter erlaubt die Umschaltung zwischen drei verschiedenen Wellenformen und weißem Rauschen. Zur Auswahl stehen a) eine Dreieckswelle b) eine Sägezahnwelle c) eine Rechteckwelle d) weißes Rauschen. Jede dieser Wellenformen hat einen anderen Klang. Für die Dreieckswellenform gilt, daß diese Klänge sehr weich sind und praktisch keine Oberwellen haben. Die erzeugten Töne klingen flötenartig.Die Sägezahnwelle erzeugt sehr obertonreiche Klänge. Trompeten, Saiteninstrumente usw. können mit dieser Wellenform erzeugt werden. Der Ton klingt ohne Filterung sehr scharf und spitz. Die Rechteckwelle bzw. Pulswelle ist ebenfalls sehr obertonreich. Der Klang, der hiermit erzeugt wird, ist jedoch hohler als Sägezahnklänge. Holzblasinstrumente (Fagott, Oboe, Klarinette), sowie Blechblasinstrumente (Saxophon usw.) werden mit Rechteckwellen erzeugt. Die Klangvielfalt wird jedoch wesentlich erweitert, wenn die Rechteckwelle verändert wird.
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Pulsweiteneinstellung Mit diesem Regler kann stufenlos die Pulsweite der Rechteckinformation eingestellt werden. Das ist in einem Bereich von 50 % bis zu 0 % möglich. Hierbei verschwindet der Ton völlig. Der Klang ändert sich vom hohlen Sound bis zum sehr scharfen, spitzen Klang bei schmaler Pulsweite (Clavinet, Akkordeon, Banjo usw.). Außerdem läßt sich der Bereich begrenzen, in welchem sich bei automatischer Veränderung der Pulsweite durch andere Synthesizersektionen oder externe Steuerquellen (Fußpedal usw.) die Wellenform ändern soll. Dadurch ändert sich automatisch der Klang proportional zur Regelspannung. Es entstehen hierbei Klänge, wie sie sonst nur durch zwei Generatoren erzeugt werden können. Der Klang wird voller und breiter.
Der Gesamtstimmknopf Der Gesamtstimmkopf dient zur Einstellung der Tonhöhe. Hiermit wird der Synthesizer mit anderen Geräten eingestimmt. Der VCO ist durch die Tastatur und auch durch die verschiedenen anderen Steuersektionen des Synthesizers zu beeinflussen (siehe Blockschaltbild 1).
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Das Voltage-Controlled-Filter (VCF) Mit dem VCF wird die Klangfarbe des Tones bestimmt. Es stehen entweder Tiefpaßfilter oder Hochpaßfilter zur Verfügung. Mit einem Tiefpaßfilter beschneidet man die Oberwellen des Tones. So wird der Ton immer obertonärmer und weicher. Ein Hochpaßfilter arbeitet genau umgekehrt. Hier wird der Ton von unten her begrenzt, bis nur noch die Oberwellen vorhanden sind. Es ist auch möglich, beide Filter zu kombinieren. Dabei entsteht ein Bandpaß, der sowohl tiefe als auch hohe Töne beschneidet und nur einen Bereich zwischen den Filterpunkten, ein bestimmtes Frequenzband, passieren läßt. Im MS 10 wird ein Tiefpaßfilter verwendet. Diese Art ist als Einzelfilter am häufigsten verbreitet und hat die meisten Regeleffekte. Es stehen für diese Regelvorgänge zwei Potentiometer zur Verfügung: 1. 2.
Cut-off-Frequency-Regler Peak-Regler
Cut-off-Frequenz Mit diesem Regler wird stufenlos die Einsatzfrequenz des Filters bestimmt. Ist der Regler voll aufgedreht (Stellung 10), wird der Ton unbeeinflußt das Filter passieren. Wird nun der Regler von Stellung 10 aus langsam zugedreht, verändert sich der Ton. Die Oberwellen werden ab der eingestellten Einsatzfrequenz mit einer bestimmten Intensität abgeschnitten. Diese Intensität kann gemessen werden. Sie wird als Flankensteilheit des Filters in Db (Decibel)/Oktave angegeben. Von Fabrikat zu Fabrikat ist diese Flankensteilheit unterschiedlich. Das reicht von 6 Db/ Oktave-Filtern bis zu 24 Db/Oktave-Filtern, wobei die Db-Zahl angibt, wie radikal der Ton weggeschnitten wird. Das soll jedoch nicht heißen, daß das steilste Filter in jedem Fall auch das beste ist. Die Auslegung der Flankensteilheit hängt vom Einsatzbereich des Synthesizers ab. So kann für einen polyphonen Synthesizer eine geringere Flankensteilheit besser sein als eine sehr
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hohe. Durch die geringe Steilheit wird der erzeugte Klang subtiler und feiner, während Filter mit großer Steilheit sehr fundamental wirken. Im MS 10 wurde ein Filter mittlerer Steilheit verwendet (12 Db/Oktave). Frequenzgang des Tiefpaßfilters (VCF)
1 Amplitude, 2 Spitzenwert (PEAK), 3 Frequenz
Peak-Einstellung Mit dem Peak-Regler wird der Anteil der Rückkopplung des Filters bestimmt. Dieser Regler wird auch Emphasis oder Cue-Regler genannt. Mit dem Cut-off-Frequenz-Regler wird die-£insatzfrequenz auch für den Peak-Regler bestimmt. Wird der Peak-Regler bis auf Maximum aufgedreht, beginnt das Filter selbständig zu schwingen und Töne zu erzeugen, die nicht mehr vom VCO kommen und nicht durch die Tastatur zu steuern sind. Die Tonhöhe wird ausschließlich durch die Einsatzfrequenz des Cutoff-Reglers bestimmt. Dieser Effekt wird als Rückkopplung bezeichnet. Außer durch die Regler kann die Cut-off-Frequenz des Filters auch durch den MG, den EG oder externe Steuergruppen geregelt werden (Siehe Blockschaltbild 1).
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Der Voltage-Controlled-Amplifier (VCA) Der VCA ist eine relativ anonyme Baugruppe im Synthesizer. Im Prinzip erhält der VCA nur Steuerspannungen, die er verarbeitet. Er hat sonst keine Regelmöglichkeiten in Form von Potentio metern. Außer einem externen Steuereingang gibt es keine Mög lichkeit, den VCA zu beeinflussen. Eigentliche Aufgabe des VCA ist es, die vom EG erzeugten Steuerspannungen zu verarbeiten und die Lautstärke proportional zur Spannungskontur zu regeln. Bei Geräten mit mehreren VCA‘s ergibt sich die Möglichkeit, die Laut stärke des Synthesizers durch Fußpedal ohne jede Qualitätseinbuße zu regeln. Außerdem kann die Lautstärke von anderen externen Steuereinheiten (z. B. Sequenzer) gesteuert werden.
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Der Envelope-Generator (EG) Der EG ist die Synthesizer-Einheit, die die meisten Regelspannungen im Gerät erzeugt. In erster Linie wird mit diesen Regelspannungen die Lautstärkekontur des Tones bestimmt. Dabei muß beachtet werden, daß als Einsatzsignal für den EG ein Startimpuls, das Triggersignal oder Auslösesignal, dient. Dieses Signal wird entweder direkt durch Niederdrücken einer Taste des Keyboards er zeugt oder durch externe Schalt-Impulse, wie sie vonSequenzern oder Signal-Processoren abgegeben werden. Bei Keyboard-controlled-Synthesizern ist dieses Problem sehr leicht zu lösen, da Trigger-Impuls beim Drücken einer Taste klar definiert ist, daß jetzt der Impuls abgegeben wird (Ausnahme: bei monophonen synthesizern, wenn mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt werden). Bei Synthesizern, die durch andere Instrumente gesteuert werden, speziell Gitarren-Synthesizern, ist dies schon viel problematischer. Bei solchen Geräten müßte der Synthesizer entscheiden können, ob das erzeugte Triggersignal aus dem Anschlag einer neuen Saite resultiert oder nur eine Unsauberkeit des Spielers vorliegt (Saite schwingt nicht frei oder schlägt an). Das führt dazu, daß die Gitarristen entweder sauber spielen müssen, was sehr leicht mechanisch wirkt, oder auf sehr feine Ausdrucksformen beim Gitarrenspiel verzichten müssen.
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Zum Einstellen der EG-Kontur stehen im MS 10 fünf Regler zur Verfügung: 1. 2. 3. 4. 5.
Hold-Time Attack-Time (Anstiegzeit) Decay-Time (Abfallzeit) Sustain-Level (Endlautstärke) Release-Time (Abfallzeit nach Loslassen der Taste)
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Im einzelnen:
Hold-Time zu 1.: In dem Moment, wo eine Taste niedergedrückt wird, erzeugt die Tastatur einen Triggerimpuls, der den EG startet. Solange die Taste gedrückt bleibt laufen die Funktionen Attack-Decay-Sustain ab. Mit dem Hold-Regler kann nun eine Zeitspanne eingestellt werden, die der Dauer einer niedergedrückten Taste entspricht, auch wenn diese nur kurz angetippt wurde. Damit wird es möglich, Funktionsabläufe, die nur bei gedrückter Taste stattfinden können, auch durch einen kurzen Triggerimpuls zu starten. Das ist sehr wichtig, wenn mehrere Systeme gekoppelt werden sollen oder Sequenzer-Systeme aufgebaut werden sollen.
Attack-Time zu 2.: Mit dem Regler Attack-Time wird die Zeitdauer bestimmt, in der der Ton von 0 bis zum Maximum ansteigen soll. Bei einer Attack-Zeit von 0 ist der Ton bei Niederdrücken der Taste sofort da. Das andere Extrem ist eine Einstellung des Attack-Reglers auf 10, das entspricht einer sehr langen Anstiegszeit, wie sie in der herkömmlichen Musik nirgendwo zu finden ist. Trotzdem ist eine solange Anstiegszeit nicht unsinnig oder überflüssig. Damit können beispielsweise seichte Brandungsgeräusche oder leichte Windgeräusche erzeugt werden. Es ist sinnvoll, als nächstes erst einmal die Funktion des Sustain-Level-Reglers zu erläutern, da dadurch alle anderen Funktionsabläufe einfacher zu verstehen sind.
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Sustain
Sustain-Level zu 4.: Nach Ablauf der Attack-Time ist das Maximum der Funktion erreicht. Eine weitere Einflußnahme durch den Attack-Regler ist nicht mehr möglich. Soll der Ton keine weitere Veränderung erfahren, solange die Taste niedergedrückt ist, wird die Endlautstärke mit dem Sustain-Level-Regler eingestellt. Ist der Regler voll aufgedreht (Stellung 10), so bleibt die Lautstärke unverändert. Wird der Regler nun in O-Richtung gedreht, wird dadurch die Lautstärke des Tones geringer bis zum völligen Verschwinden des Tones bei zugedrehtem Regler. Ergibt sich ein Unterschied zwischen der maximalen Lautstärke, die durch Erreichen des Endpunktes der Funktion Attack-Time entsteht und dem eingestellten Level für die Endlautstärke bei gedrückter Taste, so erwarte ich, auch auf die Zeit des Abklingens auf das Sustain-Level Einfluß nehmen zu können.
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Decay-Time
zu 3.: Dies geschieht durch den Decay-Time-Regler. Mit diesem Regler wird der Zeitraum bestimmt, in dem die Lautstärke des Tones vom Maximum auf das Sustain-Level abklingt. Ist das Sustain-Level = 0, d. h. bei gedrückter Taste und Ablauf aller Funktionen ist auch die Endlautstärke = 0, entstehen Ausklingvorgänge, wie sie vom Klavier oder von Gitarren bekannt sind. / Auch bei diesen Instrumenten klingt der Ton langsam aus. Das gilt auch, wenn keine Bedämpfung stattfindet. Ist jedoch das Sustain-Level nicht = 0, d. h. der Ton bleibt mit einer gewissen Lautstärke stehen, solange die Taste gedrückt bleibt, wird durch das Verhältnis von DecayTime und Sustain-Level ein percussiver Charakter erzeugt. Bei sehr kurzer Attack- und Decay-Zeit und einem mittleren Sustain-Level erhält man Klänge, wie sie von percussiv eingestellten Orgeln usw. bekannt sind. Je größer die Differenz zwischen Maximum und Sustain-Level ist, desto ausgeprägter ist auch der Percussions-Effekt.
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Release-Time zu 5.: In dem Moment, in dem die Taste losgelassen wird, enden die Funktionen Attack-Decay-Sustain. Der Ton bricht abrupt ab. Mit dem Regler Release-Time ist es möglich, eine Zeitspanne einzustellen, in der der Ton vom Sustain-Level gleichmäßig auf 0 abfällt. Diese endgültige Ausschwingzeit macht die Musik lebendiger und gestattet die Erzeugung von Halleffekten. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Funktion Release-Time in dem Moment endet, in dem eine neue Taste niedergedrückt wird und erneut ein Trigger-Signal erzeugt wird, d. h., von vornherein ist zu beachten, daß die Einstellung der Release-Zeit realistisch der Geschwindigkeit der Tonfolge angepaßt wird. Eine zu lang eingestellte ReleaseZeit in einer schnellen Tonfolge kann den falschen Eindruck erzeugen, daß zwischen den einzelnen Tönen keinerlei Ausschwingvorgänge stattfinden. In den fünf Abschnitten zur Erläuterung des EG wurde nur von Lautstärkeänderungen gesprochen. Das ist bewußt so gewählt worden, weil sich jeder etwas unter Lautstärkeänderungen vorstellen kann. Lautstärkeänderungen entstehen jedoch nur dann, wenn die Steuerspannungen, die vom EG abgegeben werden, einen VCA regeln.
Release
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Es ist auch möglich, andere Sektionen des Synthesizers durch den EG zu beeinflussen. Theoretisch ist es denkbar, daß der EG den VCO ansteuert. Dann würden alle vorab beschriebenen Lautstärkeänderungen zu Tonhöhenänderungen. Entsprechend den Konturänderungen (was heißen soll: den Spannungsänderungen), die vom EG abgegeben werden, verändert sich automatisch die Tonhöhe. Desgleichen ist es möglich, das VCF durch den EG zu starten. Das würde für den gesamten Konturablauf eine Klangfarbenänderung hervorrufen, die der Regelspannung des EG proportional wäre. Im übrigen sind den Einsatzideen des Benutzers kaum Grenzen gesetzt. Hierbei ist es unwichtig, ob solche Schaltungen allgemein als „sinnvoll“ anzusehen sind. Wichtig ist nur, daß damit eigene und individuelle Klänge erzeugt werden. So ist es ohne weiteres möglich, daß die Pulsweite beim MS 10 durch die EG-Regelspannungen verändert wird, was eine andere Art der Klangbeeinflussung hervorruft oder bei Geräten, die über mehr Steuermöglichkeiten verfügen (MS! 50, PS-Serie), die Geschwindigkeit oder Intensität des Vibratos iu regeln. Daraus wird deutlich, daß nur das Konzept zur Steuerung aller Sektionen durch dieselben Mittel, nämlich Regelspannungen, die Möglichkeit bietet, so weitreichende Beeinflussungen durchzuführen.
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Der Modulationsgenerator (MG) Mit dem MG, auch Low-Frequency-Oscillator (LFO) genannt, werden niederfrequente Modulationsspannungen erzeugt. Im wesentlichen entspricht der MG einem normalen VCO, der jedoch nur sehr niedrige Frequenzen erzeugt, die noch nicht hörbar sind (0 — 30 Hz). Diese Signale dienen zur Erzeugung von Vibratos, Tremolos oder automatischen Wah-Wah-Effekten. Das hängt davon ab, welche Sektion des Synthesizers durch den MG angesteuert werden. Zur Regelung aller Effekte stehen im MG zwei Regler zur Verfügung: 1. Wellenform-Regler 2. Geschwindigkeits-Regler.
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Modulations-Wellenform Zu 1.: Mit dem Einstellregler für die Wellenform ist es möglich, zwei verschiedene Wellenformen stufenlos zu verändern. Es stehen hierfür einmal als Grundform eine Sägezahnwelle zur Verfügung, die stufenlos von über eine Dreieckswelle bis hin zu variiert werden kann. Diese Art der Wellenform ist intern direkt verkabelt, so daß über die entsprechenden Modulation intensitätsregler die jeweiligen Sektionen direkt angesteuert werden können. Außerdem steht eine variable Rechteckinformation, die sich stufenlos von über bis hin zu einer Welle mit dieser Form verändern läßt, zur Verfügung. Um jedoch Modulationsvorgänge mit Rechteckwellen durchführen zu können, muß zuerst eine externe Verbindung zwischen den jeweiligen Sektionen des Synthesizers hergestellt werden. Dazu sind alle entsprechenden Ein- und Ausgänge auf dem Patch-Panel vorhanden.
Modulations-Frequenz
Zu 2.: Mit diesem Regler wird die Geschwindigkeit (Frequenz) des MG eingestellt. Dieser Regler entspricht prinzipiell dem Stimmkopf des VCO. Da jedoch keine hörbaren Töne erzeugt werden sollen, ist dieser Oscillator so ausgelegt worden, daß be wußt auf die Erzeugung von hohen Tönen verzichtet worden ist. Dafür ist im unteren Bereich eine sehr genaue Einstellung auch kleinster Frequenzunterschiede möglich. Das ist umso wichtiger, wenn man bedenkt, daß die exakte Geschwindigkeit des Vibratos / Tremolos wesentlich zum Ausdruck der Musik beiträgt.
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Die Geschwindigkeit wird über eine Leuchtdiode optisch angezeigt. So mit ist es auch möglich, vor dem Einsatz die genaue Geschwindigkeit zu kontrollieren und zu korrigieren. Mit dem MG werden alle regelmäßig wiederkehrenden Arten der Modulation erzeugt. Das gilt neben den oben erwähnten Formen (Vibrato, Tremolo, Wah-Wah) auch für Wiederholungseffekte, stufenlose Tonhöhenänderung, Triller usw. Einige spezielle Anwendungsformen (z. B. PS-Serie) erlauben außerdem Effekte, die sonst überhaupt nicht zu erzielen sind. Dazu gehört eine speziell ausgelegte Form des MG. In diesen Geraten Ht der Oszillator so ausgelegt, daß damit auch sehr viel höhere Frequenzen erzeugt werden können (bis zu 1000 Hz). In Kombination mit einem Ampli tudenmodulationsregler, der mehr als 100%ige Modulation zuläßt, können Effekte erzielt werden, die ähnlich denen eines Ringmodulators sind. Diese Sounds sind sehr wichtig, wenn realistische Glockenklänge erzeugt werden sollen. Im Einzelnen sollen diese Probleme noch in den weiteren Kapiteln besprochen werden.
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Der Rauschgenerator
Alle Töne, die im VCO erzeugt werden, unterscheiden sich nur durch ihre Wellenform. Im Wesentlichen sind sie jedoch Grundtöne die klar in ihrer Frequenz zu definieren sind. Das ist sehr wichtig, weil sonst keine Melodien gespielt werden können. Ganz anders ist dies bei reinen Geräuschen. Geräusche sind eine Summe verschiedener Frequenzen, die entweder völlig unregelmäßig verteilt sind, oder aber in bestimmten Bereichen häufiger auftreten. Man unterscheidet zwischen weißem und farbigem Rauschen. Bei weißem Rauschen sind alle Frequenzen zwar unregelmäßig, jedoch über einen bestimmten Zeitraum gesehen, gleichmäßig verteilt, d. h. alle Freuqenzen sind in einem bestimmten Zeitraum gleich oft vorhanden. Im MS 10 kann der Rauschgenerator neben weißem Rauschen auch rosa Rauschen erzeugen. Im Gegensatz zum weißem Rauschen sind beim rosa Rauschen deutlich mehr tiefe Frequenzen vorhanden. Der Grundcharakter ist dadurch dunkler und grollender, während weißes Rauschen spitz klingt, ähnlich hohen Zisch-Lauten. Logischerweise resultieren hieraus die unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten. Zur Erzeugung von Wellen, Brandungsgeräuschen, Erdbeben, Donnerschlägen und ähnlichem wird rosa Rauschen verwendet, für Regen, Wind usw. bietet sich weißes Rauschen an. Über den Wellenform-Wahlschalter des VCO kann direkt weißes Rauschen abgerufen werden. Es stehen jedoch weiterhin zwei Ausgangsbuchsen für weißes und rosa Rauschen auf dem Patch-Panel zur Verfügung. Das ist wichtig, denn es kann häufig vorkommen, daß neben einer normalen Wellenform (Klang) zusätzlich noch etwas Rauschen (Weiß) zugemischt werden soll. Damit sind unter anderem AnblasGeräusche bei Trompeten usw. zu realisieren. 39
Diverse Sektionen des MS 10 Die wesentlichen Funktionsblöcke eines Synthesizers wurden in den vergangenen Kapiteln erläutert. Es gibt aber noch eine Reihe von Bedienelementen, die von Gerät zu Gerät unterschiedlich ausgelegt sind. So verfügt z. B. der MS 10 über ein Kontrollrad, welches neben der Tastatur angebracht ist. Dieses Kontrollrad ist in seiner Funktion frei programmierbar. Das Kontrollrad erzeugt eine Regelspannung von -5V bis +5V, die über eine Ausgangsbuchse des Patch-Panels abgerufen werden kann. Entweder können interne Sektionen damit gesteuert werden (VCO, VCF, VCA) oder auch externe Regelvorgänge damit beeinflußt werden. So ist es z.B. bei dem KORG-Echogerät SE 500 möglich, die Motorgeschwindigkeit durch eine Regelspannung stufenlos zu verändern. Dies ist durchaus auch durch das Handrad möglich.
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Außerdem stehen für interne und externe Regelvorgänge vier Modulationsintensitätsregler zur Verfügung. Damit lassen sich die Sektionen VCO (Tonhöhe) und VCF (Klangfarben) beeinflussen. Es gibt je einen Regler, mit dem stufenlos die Intensität des MG auf die jeweiligen Sektionen bestimmt werden kann, sowie je einen Regler, der intern eine Verbindung zwischen dem EG einerseits und dem VCO und dem VCF andererseits herstellt. Diese beiden Regler haben jedoch eine Doppel-Funktion. Mit diesen Reglern ist außerdem eine externe Beeinflussung möglich. Dies geschieht automatisch in dem Moment, in dem auf dem Patch-Panel eine Steckverbindung mit der jeweiligen Synthesizer-Sektion (VCO, VCF) hergestellt wird. Dies geschieht in den seltensten Fällen ausschließlich mit den Mitteln des eigenen Gerätes. Vielmehr wird damit der Zugriff auf die verschiedenen Sektionen des Synthesizers ermöglicht, und eine Verkabelung mit anderen Geräten möglich. Dies können Sequenzer, Signal-Processors oder andere Geräte sein. Es ist deshalb auch von größter Wichtigkeit, daß alle erforderlichen Ein- und Ausgänge für die Trigger-Signale und die Regelspannungen der Tastatur vorhanden sind. So können von einer Tastatur aus sowohl die Steuerimpulse wie auch alle erforderlichen Kontrollspannungen auf alle angeschlossenen Geräte gleichzeitig übertragen werden. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß die angeschlossenen Geräte nach demselben Steuerprinzip arbeiten. Das ist aber nicht in jedem Fall so.
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Ausführlich werden die Unterschiede des Steuersysteme in dem Kapitel über Inerface-Systeme behandelt. Keine Probleme gibt es in der Regel bei gleichen Fabrikaten. So ist es prinzipiell möglich, alle KORG-Synthesizer untereinander zu kombinieren. Dabei muß jedoch darauf geachtet werden, daß alle Geräte die erforderlichen Ein- und Ausgänge haben. So muß der „Haupt-Synthesizer“ Steuer-Synthesizer-Ausgänge für die Kontroll-Spannung des Keyboards (KBD-CV-Out/ Keyboard-Controll-Voltage-Out-put) und für das Triggersignal haben, das ebenfalls vom Keyboard erzeugt wird. Als Eingänge an „Slave-Synthesizer“ müssen die entsprechenden Buchsen für die Kontroll-Spannung (Tonhöhe) und das Trigger-Signal (Startimpuls für den EG) vorhanden sein. Es ist jetzt möglich, zwei MS 10 parallel zu schalten und durch den Haupt-Synthesizer zu steuern. Das wirft allerdings die Frage auf, warum man diesen Aufwand überhaupt treibt. Dazu ist zu antworten, daß zwei parallel geschaltete Synthesizer eine Menge Klangvorteile und Klangeffekte erzeugen können. Einige typische Anwendungsbeispiele sollen kurz angesprochen werden.
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Anwendungsbeispiele 1. Einstellung gleicher Fußlage, ähnlicher Filtereinstellung, identische EG-Kontur. Der Klang, der jetzt mit zwei Synthesizern erzeugt wird, ist fundamentaler als eine einzelne Stimme. Außerdem kann man eine leichte Verstimmung der beiden VCO‘s gegenseitig dazu nutzen, einen schwebenden Klang zu erzeugen. Diese Art der Anwendung hat sich mittlerweile in der modernen U-Musik etablieren können. Es ist ein Klang, der gemeinhin als der „Moog-Sound“ bezeichnet wird. 2. Einstellung gleicher Filter, gleiche EG-Kontur, Fußlage im Abstand einer Oktave. Der erzeugte Klang klingt vielschichtiger mit ausgeprägter Breite. Der Abstand von einer Oktave vermittelt fast den Eindruck, einen zweistimmigen Synthesizer zu spielen. Außerdem ist es möglich, beide VCO‘s in einem bestimmten Intervall zueinander zu stimmen (Terz, Quinte), um interessante Klangeffekte zu erzielen. 3. Einstellung gleicher Fußlage, gleicher Filterenstellung unterschiedlicher EG-Kontur Als interessante Klangvariante hat sich diese Einstellung herausgestellt. Dabei wird der Haupt-Synthesizer ohne EG-Modulation auf VCO und VCF so eingestellt, daß er orgelähnlich klingt, solange die Taste gedrückt bleibt. Eine mittellange Release-Zeit gestaltet den Klang räumlich und lebendig. Beim Slave-Synthesizer wird die EG-Kontur so eingestellt, daß praktisch kein Sustain-Level, keine AttackZeit und keine Release-Zeit vorhanden sind. Die Regelung erfolgt ausschließlich durch die Decay-Zeit. Außerdem wird die Intensität des Modulationsreglers sehr weit aufgeregelt, so daß der EG das Filter stark öffnet. Mit dem Cut-offFrequency-Regler wird die Weite des Effekts gesteuert. Als Klangergebnis erhält manbeim Niederdrücken der Taste peitschenartige Einsätze, die in einem sanften Grundton übergehen. 44
Komplexe Synthesizer-Systeme Nach diesen drei Beispielen fragt man sich allerdings zurecht, warum dafür zwei getrennte Geräte notwendig sind, wobei teilweise Einrichtungen des Slave-Synthesizers überhaupt nicht benutzt werden (Tastatur, Triggerdetektor, usw.). Viel einfacher wäre es, gleich von jeder Sektion genügend viele Baueinheiten in ein gemeinsames Gerät zu integrieren. In gewisser Weise ist dies sinnvoll. Jedoch muß im Hinblick auf die entstehenden Kosten sehr genau analysiert werden, wo die Grenze dessen liegt, was preislich noch vertretbar ist. Ist bei einem System mit 4 VCOs die Zuschaltung eines weiteren Oszillators von so großer klanglicher Bedeutung, daß dies unbedingt in Form eines eigenständigen Gerätes realisiert werden muß? Dies bleibt mit Sicherheit fraglich. Als guter Kompromiß hat sich ein System herausgestellt, welches über jeweils zwei Sektionen der wichtigsten Bereiche verfügt (2 VCO, 2 VCF, 2 EG). Dabei kann man davon ausgehen, daß nicht unbedingt alle Sektionen völlig identisch ausgelegt sein müssen. Sinnvoll erscheint vielmehr, daß sich alle Baueinheiten gegenseitig ergänzen. So ist eine Abstufung der Fußlagen und Wellenformen im VCO viel sinnvoller als eine sture Auslegung, die völlig identisch ist. Vernünftig ist auch die Kombination eines Hoch-Paß-Filters und eines TiefPaß-Filters. Automatisch erhält man hierbei einen Bandpaß mit interessanten Klangmöglichkeiten. Wie aus den vorab
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beschriebenen Beispielen mit den unterschiedlichen EGKonturen schon hervorgeht, ist es überflüssig, beide EGs gleich aufwendig zu gestalten.
Doppelauslegung aller Baugruppen Die Berücksichtigung all dieser Überlegungen hat zu der Entwicklung eines in dieser Form ungewöhnlichen Synthesizers geführt. Es handelt sich hierbei um den KORG MS 20. In diesem Gerät sind alle doppelten Baugruppen auf ein sinnvolles Maß an Regelmöglichkeiten reduziert worden, um Platz für neue Möglichkeiten zu schaffen. Wie aus den abgebildeten Blockbildern hervorgeht, sind die wesentlichen Regelspannungs- und Triggersignalflüsse sowie die Beeinflussung untereinander deutlich sichtbar. Außerdem verfügt der MS 20 über drei neue Synthesizer-Sektionen, die in diesem auch noch nicht besprochen worden sind. Es handelt sich um den 1. Ringmodulator 2. Sample-and-Hold 3. Modulations-VCA.
Der Ringmodulator Ein Ringmodulator dient im wesentlichen der Erzeugung von Glockenklängen und anderen metallischen Klängen. Zum Betreiben eines Ringmodulators sind mindestens zwei Schallquellen nötig.
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In diesem Fall sind es die beiden Oszillatoren des MS 20. Die Frequenzen, die dem Ringmodulator zugeführt wurden, werden dort automatisch gemischt. Es wird dabei sowohl die Summe als auch die Differenz der beiden Töne erstellt und diese wiederum gleichzeitig abgegeben. Der entstehende Klang ist in der Zusammensetzung der Frequenzen sehr unregelmäßig und ändert sich mit der
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Tremolo- und Ringmodulator-Hüllkurven
Stimmung der Oszillatoren zueinander. Das entspricht den Eigenschaften von Metallen, die ebenfalls sehr unregelmäßig schwingen. Der Grundton verschwindet dabei fast völlig, so daß es sehr schwierig ist, mit dieser Einstellung erkennbare Melodien zu spielen.
Die Sample-and-Hold-Sektion Diese Sektion des Synthesizers wird häufig auch als Zufallsgenerator bezeichnet. Dabei entnimmt diese Sektion in regelbaren Abständen dem zugeführten Signal den momentanen Spannungswert und hält diesen bis zum nächsten Abtastzeitpunkt fest. Der zufällig ermittelte Wert für den Moment wird erneut abgetastet und fest-
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gehalten. Führt man diese daraus resultierende Steuerspannung dem VCO zu, entstehen unregelmäßige Tonhöhenänderungen, die sich im Rhythmus der Steuerfrequenz ändern. Es ist sinnvoll, als Bezugssignal rosa Rauschen zu verwenden, da hierbei der Effekt am ausgeprägtesten ist. Bei anderen Geräten, die für den Sample-and-Hold-Kreis über einen getrennten Takt-Generator verfügen, lassen sich auch sehr interessante Effekte mit dem Dreieckssignal und einer langsamen Modulationsgeschwindigkeit erzielen.
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Der Modulations-VCA Bei dem MVCA handelt es sich um einen VCA, der unterschiedliche Eingangssignale nur auf Befehl „passieren“ läßt. Diese Signale stehen am Ausgang des MVCA als Regelspannungen zur Verfügung und können den jeweiligen Baugruppen zugeführt werden. „Befehle“ erhält der MVCA in Form von Kontroll-Spannungen, die aus dem Handrad, aber auch vom EG kommen können. Was macht der MVCA? Legt man an den Eingang des MVCA eine Steuerspannung an, die aus dem MG entnommen wurde (Dreieck), verbindet den Ausgang des MVCA mit dem Steuereingang des VCO, so würde auf Befehl der MVCA Steuerspannungen des MG passieren lassen und es würde ein Vibrato entstehen, d. h., man hat die Möglichkeit, die Intensität des Vibratos entweder vom Handrad aus zu regeln oder aber diesen Vorgang automatisch durch eine Sektion des Synthesizers vornehmen zu lassen (EG). Dabei ist es möglich, diese Funktionen zeitverzögert mit beliebiger Attack-und Release-Zeit erfolgen zu lassen (Siehe BlockbildSektion EG 1). Selbstverständlich ist die Ansteuerung auch aller anderen Sektionen (VCF, VCA) möglich, so daß auch Wah-Wah-Effekte oder Lautstärkeänderungen möglich sind. Bei Geräten mit mehreren
Steuer-VCA
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VCAs ergibt sich die Möglichkeit, die Lautstärke des Synthesizers durch Fußpedale ohne jede Qualitätseinbuße zu regeln. Außerdem kann die Lautstärke von anderen externen Steuereinheiten (z. B. Sequenzer) gesteuert werden. Trotzdem gelangt man auch mit diesen vielfältigen Möglichkeiten, die der KORG MS 20 bietet, irgendwann an eine Grenze, die zwangsläufig durch diese Art der technischen Konzeption entsteht. Die Möglichkeit, ohne jede zusätzliche Verkabelung auf dem Patch-Panel sofort Töne erzeugen zu können, muß damit bezahlt werden, daß der uneingeschränkte Zugriff auf alle Sektionen des Synthesizers und deren kompromißlose Steuerung eingeschränkt ist. Wohin führt eine solche Überlegung? Zum einen zur Entwicklung völlig getrennter Einzelmodule, die in beliebiger Anzahl in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut werden, und die ohne jede elektrische Verkabelung untereinander sind. Dieses Prinzip erlaubt eine uneingeschränkte Auslegung des gesamten Systems und führt letztlich zu völlig individuellen Synthesizern. So weit, so gut. Allerdings ist die Handhabung dieser Geräte nur dem Eigentümer möglich. Alle elektrischen Verbindungen müssen extern hergestellt werden, was dazu führt, daß diese Geräte wie eine Schaltzentrale aus der Anfangszeit der Telefontechnik aussehen. Die schnelle Um Programmierung solcher Systeme ist aussichtslos. Außerdem ist der Anschaffungspreis solcher Geräte groß, da diese Geräte nur in geringer Stückzahl hergestellt werden. Solche Systeme dienen der Grundlagenforschung der Klangsynthese und werden fast ausschließlich von Hochschulen angeschafft.
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Zwischen den oben beschriebenen Modulsystemen und den konventionellen Synthesizern liegt der KORG MS 50. Dieses Gerät ist als Expander-System (Erweiterungssystem) konzipiert worden, d. h., eine bestimmte Anzahl aller gebräuchlichen Synthesizer-Sektionen wurde fest in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut. Des weiteren verfügt der MS 50 über verschiedene neue Sektionen, die notwendig wurden, da es sich bei diesem Gerät um einen Synthesizer ohne jede Verkabelung der einzelnen Sektionen untereinander handelt (Ausnahme: Betriebsspannungen). Alle Regelspannungen, Trigger-Signale und Audio-Signale (Tonsignale)
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müssen über Steckverbindungen den jeweiligen Sektionen zugeführt werden. Außerdem ist beim MS 50 auf ein Keyboard verzichtet worden. Der Einsatz erfolgt entweder als „Slave-Synthe-sizer“ oder als „Non-Keyboard-ControlledSynthesizer“. So ist es auch möglich, mit sogenannten „Signal-Processors“ einen MS 50 durch andere Instrumente (Gitarre, Trompete, usw.) anzusteuern.
Signal-Processors zu definieren. Trotzdem ist es auch möglich, Synthesizer durch andere Instrumente anzusteuern. In erster Linie muß dann dafür gesorgt werden, daß sämtliche Steuersignale den Synthesizer erreichen. Die Erzeugung dieser Signale erfolgt in den „Signal-Pro-cessors“. Diese Geräte, z. B. KORG MS 03, sind die Bindeglieder zwischen den herkömmlichen Instrumenten und den Synthesizern. Sie müssen exakt feststellen können, wie die genaue Tonhöhe ist und außerdem beim Anschlag eines neuen Tones ein Triggersignal erstellen, das den EG des nachgeschalteten Synthesizers startet. Dabei bedient man sich eines technischen Tricks. Am Anfang der meisten Töne (Gitarre, Schlagzeug usw.) kann man mit einer relativ großen Intensität (Amplitude) rechnen. Mit einem Regler wird ein Lautstärkebereich bestimmt, in dem das Triggersignal ausgelöst wird. Erst wenn die Lautstärke des Tones unter das eingestellte Minimum-Level fällt, bricht das Triggersignal ab. 53
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Gleichzeitig wird die gespielte Frequenz (Tonhöhe) des Tones ermittelt und die entsprechende Steuerspannung für den VCO erzeugt. Selbst geringste Tonhöhenschwankungen führen zu Spannungsänderungen, so daß der Synthesizer in der Lage ist, dem zu folgen. Probleme kann es dabei nur geben, wenn zwischendurch z. B. die gespielte Saite entweder unsauber schwingt oder an ein Bundstäbchen anschlägt, oder aber andere Saiten mitschwingen, so daß keine eindeutige Tonhöhe bzw. Trigger-Signal-Information mehr feststellbar ist. Das führt dazu, daß entweder ein Frequenz-Chaos entsteht, d. h., der Signal-Processor ermittelt laufend falsche Frequenzwerte und erzeugt entsprechend falsche Steuerspannungen, oder aber auch durch das Anschlagen von Saiten an den Bundstäbchen entstehen kurze Impulsspritzen, die der Signal-Processor falsch zuordnet und möglicherweise dann ein neues Trigger-Signal entsteht. Dadurch wird erneut der EG des Synthesizers gestartet und trotz des gespielten Dauertones entstehen laufend neue Töne. Die Qualität solcher Signal-Processors hängt von der Güte der Trigger-Eigenschaften sowie der exakten Ermittlung der Grundtonhöhe ab. Das Gerät muß in der Lage sein, zwischen Grundton und Oberwellen unterscheiden zu können. Außerdem sollte man erwarten können, daß der Betrieb dieser Geräte ohne Umbauten an den ursprünglichen Instrumenten möglich ist. Damit wird aber der Rahmen der Möglichkeiten dieser Geräte stark eingeschränkt. So ist es mit solchen Geräten nur möglich monophon zu spielen. Der nächste Schritt in der gesamten Überlegung führt dann zwangsläufig zur Kombination von Signal-Processoren und Slave-Synthe-sizern. Dabei spezialisiert man sich im wesentlichen auf die Anwendung als Gitarren-Synthesizer. Es wurden zwar auch spezielle Geräte für den Einsatz als Blasinstrumenten-Synthesizer entwickelt, die jedoch eine untergeordnete Rolle in der allgemeinen Unterhaltungsmusik spielen. Diese Art der Musik wird eben stark durch den Einsatz von Gitarren geprägt. Außerdem unterscheidet sich 55
die Spielweise der Gitarristen deutlich von der Spielweise der Key-boarder. So wurde der Gitarren-Synthesizer zu einem Betätigungsfeld nahezu aller Synthesizer-Firmen. Die unterschiedlichen Vorstellungen über die Möglichkeiten, die ein solches Gerät bieten sollte, ließen einen einheitlichen Standard gar nicht erst zustande kommen. Waren bei den Keyboard-Controlled-Synthesizern die Unterschiede in der Steuerung der Tonhöhe und der Art der Trigger-SignalErzeugung gradueller Natur, so wurden die Probleme bei den Gitarren-Synthesizern umso deutlicher. Muß ein GitarrenSynthesizer polyphon (6stimmig) sein? Soll er mit der eigenen Gitarre anzusteuern sein? Eine Reihe von Möglichkeiten wurde offeriert, von denen sich eine entscheidend durchsetzen konnte.
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Der Gitarren-Synthesizer muß ohne zusätzliche Mittel mit jeder Gitarre spielbar sein. Das bedeutet aber auch, er kann nur mono-phon sein. Dieses Gerät muß so konzipiert sein, daß eine sinnvolle Balance zwischen Regel- und Einsatzmöglichkeiten sowie der Klangvielfalt, die ein Keyboard-Synthesizer bietet, vorhanden ist.
Monophone Gitarren-Synthesizer Da die Einflußnahme auf die Klangeinstellung von der Gitarre aus nicht möglich ist, muß dieses Gerät einfach und übersichtlich zu bedienen sein und trotzdem ein Höchstmaß an Klangvariationen erlauben. Vorbildlich ist dies der Firma KORG mit ihrem Gitarren-Synthesizer X 911 gelungen. Der X 911 ist ein Preset-Synthesizer, der in eine freie SynthesizerSektion und eine Instrument-Sektion unterteilt ist. Beide Sektionen verfügen über mehrere Register, die miteinander voll mischbar sind. Damit lassen sich schnell eine Vielzahl von Klangkombinationen (mehr als 2.000) herstellen. Außerdem verfügt der X 911 über alle Ein- und Ausgänge zur Steuerung externer Synthesizer und zur Fernbedienung der wichtigsten Sektionen. Genau den umgekehrten Weg beschritt die Firma Roland, die einen Gitarren-Synthesizer entwickelte, der nur durch eine spezielle Gitarre angesteuert werden konnte. Dieses Gerät ist 6stimmig. Man kann dieses Gerät als polyphonen GitarrenSynthesizer bezeichnen. Für jede einzelne Saite muß somit ein eigener VCO, VCF und ADSR (EG-Generator) vorhanden sein. Dazulst natürlich ein spezieller Tonabnehmer erforderlich, der getrennte Signale für jede Saite abgibt.
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Außerdem ist es möglich, einen Teil der Regelmöglichkeiten direkt in der Gitarre unterzubringen. Diese Gitarre ist aber ein eigenständiges Instrument und jeder, der die unterschiedlichen Meinungen der Gitarristen über verschiedene Fabrikate, Tonabnehmer, Hals- und Korpuskonstruktion usw. kennt, weiß, daß es sehr schwer sein wird, diesen Leuten ein neues Instrument schmackhaft zu machen. So fristen nahezu alle Gitarren-Synthesizer im Vergleich zu den KeyboardControlled-Geräten ein Schattendasein.
Analog-Sequenzer Zu den AnSteuereinheiten für Synthesizer, die sich einen festen Platz in der Unterhaltungsmusik gesichert haben, zählen zweifellos die Analog-Sequenzer. Diese Geräte simulieren auf elektronischem Weg den Ablauf einer Melodiefolge, ähnlich den mechanischen Klavieren des letzten Jahrhunderts. Diese Klaviere wurden durch Lochstreifen gesteuert. Bei den AnalogSequenzern geschieht das auf elektronischem Wege. Wenn man sich kurz noch einmal die Steuermöglichkeiten für VCO, VCF und VCA ins Gedächtnis zurückruft, wird schnell deutlich, daß dazu eigentlich nur eine Steuerspannung und ein Triggersignal für den Ton erzeugt werden müssen. Genau dies tut ein Analog-Sequenzer. Unterschiede gibt es in technischer Hinsicht zwischen den verschiedenen Geräten kaum. Nur die Art der Auslegung der Bedienelemente unterscheidet die verschiedenen Geräte. So gibt es Geräte mit unterschiedlicher Anzahl von Schritten für den Melodieablauf. Oder es lassen sich gleichzeitig mehrere Sektionen des Synthesizers durch unterschiedliche Steuerspannungen regeln. Dabei muß jeder Musiker sich vorab über den Anwendungsbereich und die Forderungen, die daraus resultieren, im klaren werden. Der Sequenzer, der nachfolgend näher beschrieben wird, bietet schon eine Menge Anwendungsmöglichkeiten und darf sich zur gehobenen Klasse der Analog-Sequenzer zählen. Es handelt sich um den KORG SQ 10 (Analog-Sequenzer). 58
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Dieser Sequenzer verfügt über 12 Einzelschritte, mit jeweils 3 Reglern zur Einstellung der Steuerspannungen pro Step. Das entspricht einer Folge von 12 Tönen, wobei für jeden Schritt 3 Sektionen des Synthesizers individuell gesteuert werden können. Die Weiterschaltung von Step zu Step übernimmt ein internes spannungsgesteuertes (!) Schaltwerk. Die Geschwindigkeit dieses Schaltwerks ist stufenlos regelbar. Dabei läuft das Schaltwerk mit höchster Präzision. Diesen Effekt, der durch spielerische Mittel in dieser Form nicht zu erreichen ist, machen sich mittlerweile eine Reihe von Musikern der internationalen und besonders der deutschen Musikszene zunutze. Die dabei entstehenden Tonfolgen klingen sehr synthetisch und mechanisch und unterstreichen damit den Charakter der elektronischen Musik. Da in den meisten Fällen mit 12 verschiedenen Tönen die Grundmelodien zu erstellen sind, ist die Auslegung des SQ 10 mit 12 Steps ausreichend. Für spezielle Einsatzbereiche ist es jedoch mög-
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lieh, über einen Sequenz-Remote-Schalter die beiden ersten Reihen Kanal A + B nacheinander ablaufen zu lassen. Damit werden Tonfolgen von bis zu 24 verschiedenen Tönen ermöglicht. Dabei muß jedoch auf die Anwendung des Kanals B, der die Töne 13—24 erzeugt, als Regeleinheit für andere Synthesizer-Sektionen (VCF/VCA usw.) verzichtet werden. Es steht dann nur noch Kanal C für getrennte Steuervorgänge zur Verfügung. Außerdem sind mit dem Sequenz-RemoteSchalter eine Reihe von anderen Step-Abläufen einzustellen. In der Normal-Funktion läuft die Sequenz (Folge) bis zur letzten Note (12) ab und startet automatisch und im Rhythmus wieder am Anfang (1). Diese Sequenz wird durch eine Taste gestartet und läuft ohne Stop-Signal unendlich lange weiter. Solche Sequenzen dienen zur Erzeugung von Grundmustern in der elektronischen Musik. Grundsätzlich die gleichen Funktionen laufen in der Serien-Einstellung der Kanäle A + B ab. Bei Erreichen des 12. Tones des Kanal A werden automatisch die Ausgangsspannungen des Kanal B auf die Steuerausgangsbuchse von Kanal A gelegt. Nach dem Schritt B 12 wird dann wieder auf Kanal A zurückgeschaltet und die Sequenz beginnt erneut. Eine zweite Art der Sequenzabläufe sowohl für 12 Schritte als auch für 24 Schritte entsteht dadurch, daß beim Starten die Tonfolge einmal von Anfang bis Ende (1—12 oder 1—24) durchläuft, und dann automatisch stoppt. Das erfolgt mit der vorab eingestellten Geschwindigkeit, die auch im Ruhezustand (Stop-Funk-tion) durch Aufleuchten einer Leuchtdiode angezeigt wird.
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Step-by-Step-Betrieb
Eine dritte Art des Sequenzablaufs ist für 12 und 24-StepEinstellungen möglich. Dabei muß jeder Schritt (Step-by-Step) entweder manuell durch den Taster oder elektronisch durch ein Trigger-Signal weitergeschaltet werden. Diese Einstellung dient verschiedenen Einsatzformen. Zuerst einmal können damit exakt die Einsteilungen der drei Reglerreihenerfolgen. Ist dies geschehen, kann manuell die Sequenz und der entstehende Klangeindruck kontrolliert werden. Synchron-Betrieb
Außerdem ist diese Art der Einstellung notwendig, wenn Sequenzer synchronisiert werden sollen. Dabei ist es gleichgültig, ob diese Sequenzer durch Rhythmusgeräte, Taktspuren von Tonbändern oder Hauptsequenzern angesteuert werden. Bei jedem abgegebenen Trigger-Impuls schalten automatisch alle nachgeschalteten Sequenzer einen Schritt weiter. Dadurch können komplexe Sequenzer-Systeme aufgebaut werden, die alle synchron ablaufen und somit vielstimmige Synthesizer-Melodien mit unterschiedlichen Klangfarben taktgenau ermöglichen. In allen Beschreibungen ist davon ausgegangen worden, daß man in jedem Fall die ganze Reihe (12 Schritte) benutzt. Es besteht auch die Möglichkeit, weniger als 12 Schritte ablaufen zu lassen. Dazu ist für jeden Schritt eine TriggerAusgangsbuchse vorhanden. Step-Rückstellung
Dieses Triggersignal kann automatisch das Schaltwerk auf 1 zurückstellen und je nach Stellung des Sequenz-Mote-Schalters auch erneut starten. Dazu muß die entsprechende TriggerAusgangsbuchse mit der Trigger-Reset-Eingangsbuchse durch ein Kabel verbunden werden.
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Ein zweiter Anwendungsbereich ergibt sich bei SynthesizerSystemen mit mehreren Sequenzern. Beispielsweise läuft bei den Haupt-Sequenzern eine schnelle 8-Schritt-Folge ab. Ein zweiter Sequenzer soll jetzt auf die 1 oder die 5 langsame Bass-Phrasen spielen. Dazu verbindet man die jeweiligen Buchsen (1 + 5) mit den Step-Eingängen der nachgeschalteten Sequenzer. Diese schalten jeweils bei dem 1. und 5. Step des Haupt-Sequenzers um einen Schritt weiter. Die Geschwindigkeit entspricht also 1/4 der Geschwindigkeit des Haupt-Sequenzers.
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Hierbei ergibt sich jedoch eine Schwierigkeit. Jeder Trigger-Impuls entspricht dem Niederdrücken einer Taste am Synthesizer. Beim erneuten Niederdrücken wird jedoch das vorherige Trigger-Signal gelöscht. Dies hieße für den nachgeschalteten Sequenzer, daß er fürdie Schritte 2, 3 und 4 sowie 6, 7 und 8 keine Trigger-Impulse erhält. Um jedoch für die Ganzzeit von Step 2 bis 4 und 6 bis 8 ein Triggersignal zu erhalten, muß dieses künstlich verlängert werden. Hold-Funktionen
Dies geschieht mit dem Hold-Regler der EG-Sektion am Synthesizer. Die Hold-Zeit des Trigger-Impulses muß so gewählt werden, daß die Attack-Decay-Sustain-Funktionen in der vorgegebenen Zeit vollständig ablaufen können. Daraus wird deutlich, daß ein exaktes Zusammenspiel zwischen den gewählten Zeiten des EG-Generators am Synthesizer und der Geschwindigkeit des Sequenzablaufs vorhanden sein muß. Eine feinfühlige Einstellung aller Synthesizer-Funktionen ist absolut notwendig, da sonst das Klangergebnis entweder nicht befriedigt oder aber leicht geschmacklos und kitschig wirkt. Trigger-Dauer-Einstellung
So wie nachträglich mit Hilfe des Hold-Reglers das Trigger-Signal verlängert werden kann, muß es auch eine Möglichkeit geben, die Dauer der Triggerzeit von Step zu Step zu verändern. Zu diesem Zweck ist in den SQ 10 ein Duty-Regler eingebaut. Mit diesem Regler ist stufenlos das Zeitverhältnis zwischen der Dauer der Triggerzeit und Pausenzeit zwischen zwei Triggersignalen einstellbar.
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Das bedeutet: Soll das erzeugte Triggersignal dem einer kurz angetippten Taste des Keyboards entsprechen, oder soll die Triggerzeit nur durch kurze Pausen zwischen den einzelnen Schritten unterbrochen werden. Dabei muß darauf geachtet werden, daß mit dem Einstellen dieses Zeitverhältnisses gleichzeitig auch Einfluß auf den Ablauf der EG-Kontur genommen wird. Zur genauen Einstellung der Tonfolgen sind der Kanal A und B mit jeweils einem Spannungsbereich-Schalter ausgestattet. Diese Schalter erlauben eine Begrenzung der maximalen Ausgangsspannung entweder auf + 1 Volt oder ± 5 Volt, die an den jeweiligen Ausgangsspannungs-Bereich KanalAusgangsbuchsen zur Verfügung stehen. Durch die Begren zung auf ± 1 Volt ist es viel leichter, die genaue Einstellung der Tonhöhe vorzunehmen, soweit die einzelnen Tonabstände nicht zu groß sind. Für extreme Änderungen (VCF, VCA) empfiehlt sich der größere Bereich ± 5 Volt. Kanal C dagegen liefert eine Ausgangsspannung von 0 bis + 5 Volt. Damit sind alle Lautstärkeänderungen, Puls-
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Weitenmodulationen und sequenzerinternen Regelvorgänge aus reichend zu steuern. Im Gegensatz zu den Kanälen A und B verfügt Kanal C über keine Einstellregler für die PortamentoZeit. Diverse Anwendungsbereiche
Mit diesen Portamento-Reglern ist es möglich, die Spannungsänderungen von Step zu Step gleitend vorzunehmen. Damit wird ein neuer Anwendungsbereich für den Sequenzer möglich. Bisher war die umfangreichste Steuerung des Synthesizers die durch den EG. Dafür standen vier Einstell regier zur Verfügung. Bei Betrieb in Stellung stehen jetzt jedoch 12 Regler zur Einstellung der Hüllkurve zur Verfügung. Das erlaubt eine erheblich umfangreichere Beeinflussung der Kontur. Dabei sei noch einmal auf die Zusammenschaltung mehrerer Sequenzer und Synthesizer hingewiesen, die zu höchst individuellen Klangergebnissen führen. Dem Einsatz solcher Systeme werden höchstens Grenzen durch den Benutzer gesetzt. Da auch das Schaltwerk spannungsgesteuert arbeitet, ist es möglich, Takt-Variationen die Geschwindigkeit dieser Baugruppe durch Anlegen externer Regelspannungen zu variieren. Außerdem ist es möglich, diese Steuervorgänge durch eine Kanalreihe (z. B. Kanal C) vorzunehmen. Dabei sei darauf hingewiesen, daß die Schaltzeit von Step zu Step jeweils von der Steuerspannung abhängt, die an dem entsprechenden Step-Regler des Kanal C eingestellt wurde. Das heißt, daß aus dem gleichmäßig arbeitenden Schaltwerk eine Baueinheit geworden ist, die mit Hilfe von Kanal C rhythmische Abläufe erzeugt. Zur Ansteuerung des Schaltwerks durch externe Steuerspannungen stehen drei Eingangsbuchsen zur Verfügung. Damitsind alle gewünschten Geschwindigkeiten und Rhythmen einzustellen.
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Digitale Sequenzer Wie in den vorangegangenen Kapiteln deutlich wurde, muß jede Steuerspannung, die eine Sektion des Synthesizers ansteuern soll, manuell am Analog-Sequenzer eingestellt werden. Dies erfordert höchste Präzision in der Einstellung der Tonhöhe. Außerdem ist die Anwendung stark eingeschränkt, da maximal 24 Töne zur Verfügung stehen. Für Grundmelodien ist das ausreichend. Will man jedoch ganze Lieder mit einem Vielfachen an Tönen programmieren, werden schnell die Grenzen eines analogen Sequenzers sichtbar. Auch scheuten sich die „echten Musiker“, die umfangreichen Einstellarbeiten an den Sequenzern vorzunehmen. Diese neuen Forderungen führten zur Entwicklung der digitalen Sequenzer. Diese Sequenzer sind Speichergeräte, die sich genau merken, was sie an Tönen und Klängen angeboten bekommen. Von der Handhabung sind diese Geräte sehr praktisch und einfach zu bedienen. Sie werden über Kabel mit dem Synthesizer verbunden und stellen dann automatisch fest, welche Melodie auf der Tastatur gespielt wird. Speicherung über Keyboard
Diese können sie abspeichern und auf Wunsch beliebig oft wiederholen. Außerdem ist es möglich, bei Ablauf des Programms Klänge zu verändern. Von Gerät zu Gerät sind die Möglichkeitender digitalen Sequenzer unterschiedlich. Da die Entwicklung gerade dieser Gerätetypen mit dieser Technologie so rasant fortschreitet, ist es nahezu unmöglich, auch nur einen annähernden Überblick über alle Produkte zu geben.
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Derjenige, der sich mit dem Gedanken trägt, sich einen Sequenzer zuzulegen, muß vorher genau wissen, für welchen Anwendungsbereich dieses Gerät gedacht ist, ob AnalogSequenzer oder Digital-Sequenzer diese Vorstellungen am besten realisieren, und wenn digitale Sequenzer in Betracht gezogen werden, welche Anforderungen an das Leistungsvermögen der Geräte gestellt werden. Dazu zählen die Anzahl der Speicherplätze, wieviele Töne gespeichert werden sollen, ob nur eine Regelspannung gespeichert werden kann, ob mehrere Sektionen des Synthesizers gleich zeitig angesteuert werden können. Soll dieses Gerät einstimmig oder mehrstimmig arbeiten können? Soll es gar polyphon sein? Polyphone Sequenzer
Muß es möglich sein, eine Tonfolge auch auf Magnetspeicher (Cassette, Floppy-Discs usw.) abzuspeichern, um sie jederzeit griffbereit zu haben? So vielfältig die Fragen sind, so vielfältig ist auch die Produktpalette dieser Geräte. Eine umfassende Beratung durch den Fachhandel muß einem solchen Kauf immer vorausgehen. Zum Glück gibt es mittlerweile eine Reihe von Geschäften, bei denen der Synthesizer schon eine gleichberechtigte Rolle gegenüber herkömmlichen Instrumenten in der Beratung und im Verkauf spielt.
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Interface-Systeme In allen vorangegangenen Kapiteln wurden nahezu alle Geräte aus der Familie der Synthesizer besprochen. Die Zusammenschaltung von verschiedenen Geräten wurde erläutert, die Steuerung von Synthesizern durch Sequenzer wurde besprochen. Dabei wurde jedoch immer davon ausgegangen, daß sämtliche verwendeten Geräte kompatibel waren, d. h., daß sie neben den erforderlichen Ein- und Ausgängen auch über eine einheitliche Norm zur Ansteuerung aller Sektionen im Synthesizer verfügten. Das ist aber leider nicht der Fall. Als die ersten Synthesizer auf den Markt kamen, waren diese mit einer Tonhöhensteuerung des Oszillators vom Keyboard versehen, die eine Änderung der Tonhöhe um jeweils eine ganze Oktave vorsah, wenn sich die Steuerspannung um 1 Volt änderte. Oktave / Volt System
Das hieß, daß sich bei Änderung um 1 Volt die Tonhöhe jeweils verdoppeln mußte, eine Tonhöhenänderung um 1 Oktave bedeutete eine Verdoppelung der Frequenz (100 Hz — eine Oktave höher = 200 Hz — eine Oktave höher = 400 Hz — eine Oktave Oktave/Volt-System höher = 800 Hz, usw.). Dabei entstand eine Abhängigkeit von Steuerspannung (Volt) zur Frequenz (Hertz), die einen logarithmischen Verlauf hatte.
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Zur exakten Tonhöhensteuerung vom Keyboard aus mußte zu einem linearen Anstieg der Steuerspannung ein logarithmischer Anstieg der Tonhöhe erfolgen. Dazu waren logarithmisch arbeitende Verstärker nötig. Diese Verstärker wurden jedoch von den Technikern nur höchst ungern eingesetzt, da sie gegenüber Temperaturschwankungen, Spannungsänderungen, Luftfeuchtigkeitsänderungen usw. sehr anfällig waren. Aus dieser Sicht heraus ist es einleuchtend, daß die Synthesizer, die nach solch einem System arbeiten, recht problematisch auf äußere Einflüsse reagieren. Dies liegt aber nicht daran, daß diese Geräte mangelhaft aufgebaut sind, sondern am Prinzip dieser logarithmischen Schaltung. Von Synthesizern im allgemeinen war dann auch bald bekannt, daß diese in jedem Fall problematisch im Stimmverhalten seien. Dies haftete allen Geräten lange Zeit an. Trotzdem wurden alle Synthesizer nach diesem Prinzip aufgebaut.
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Als erste Firma brach KORG mit dieser Tradition. Bei der Entwicklung ihres ersten Synthesizers erkannten die Ingenieure aus Japan, daß mit Verbesserungen in der Schaltung dieser logarithmischen Steuerverstärker nicht das ursprüngliche Problem bewältigt wurde, sondern nur Detail Verbesserungen vorgenommen wurden. Hertz / Volt System
Das führte dazu, daß KORG völlig auf logarithmische Verstärker verzichtete und eine neue Tonhöhensteuerung entwickelte. Dabei ändert sich proportional zur Steuerspannung auch die Tonhöhe, d. h., bei einer gleichen Spannungsänderung ändert sich auch die Frequenz immer im gleichen Maße (Hertz/Volt). Verdoppelte sich die Spannung, stieg die Frequenz um einen klar definierten Wert an. Die Verstärker hierfür arbeiteten völlig linear. Dieses Steuerverfahren ließ KORG sich patentieren. Das Ergebnis ist eine bestechende Stimmstabilität, die nahezu unempfindlich gegenüber allen äußeren Einflüssen ist. Damit war mit der herkömmlichen Norm gebrochen. Das veranlaßte die Firma KORG, auch noch die Steuerung der Hüllkurven-Generatoren zu vereinfachen. Normalerweise wird zum Starten des Envelope-Generators ein Spannungsimpuls gebraucht. KORG verwendet einen einfachen Kurzschluß zum Starten. Damit war es einfach geworden, Triggersignale zu erzeugen (Taster, Fußschalter usw.). Mußte beim herkömmlichen System eine Startspannung abgegeben werden, wie z. B. aus einer Batterie, so konnte dies jetzt von einem einfachen Schalter, aber auch von Mikrocomputern vorgenommen werden.
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Diese neuen Steuersysteme wurden dann auch von der Firma Yamaha übernommen. Das hieß aber, daß Geräte der einen Steuernorm sich nicht ohne weiteres mit Geräten der anderen kombinieren ließen. Zum Zusammenschalten der unterschiedlichen Systeme wurden sogenannte Interface-Systeme entwickelt (z. B. KORG MS 02). Diese Interface-Systeme wandeln die unterschiedlichen Steuer spannungen und Triggersignale des einen Systems in die jeweils passenden Signale des anderen Systems um. Dabei ist es gleich gültig, in welcher Reihenfolge (Oktave/Volt in Hertz/Volt oder Hertz/Volt in Oktave/Volt) diese Geräte zusammengeschaltet werden. Das KORG Interface-System MS 02 verfügt über je einen Log/Anti-Log-Verstärker logarithmisch arbeitenden und einen anti-logarithmisch arbeitenden Verstärker. Jeder dieser Verstärker enthält einen Stimmknopf zum Einstimmen des nachgeschalteten Synthesizers sowie einen Width-Regler, mit dem die Oktav-Reinheit des nachgeschalteten Synthesizers eingestellt wird. Neben diesen beiden Verstärkern ist ein Additions-Verstärker im MS 02 eingebaut. Mit diesem Verstärker lassen sich sowohl Audio-Signale wie auch Steuerspannungen mischen. Der Additions-Verstärker verfügt über 2 Kanäle mit je einem Level-Regler.
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Zur Umwandlung der Triggersignale stehen 2 TriggerProcessoren zur Verfügung. Mit einem Reverse-Schalter ist die Umwandlung in das erforderliche Signal möglich. Für sämtliche Baugruppen des Interface-Systems stehen alle erforderlichen Ein- und Ausgänge auf der Frontseite des Gerätes zur Verfügung. Erst durch die Verwendung eines solchen Interface-Systems sind alle Synthesizer, die sich auf dem Markt befinden, voll untereinander kombinierbar. Das setzt aber voraus, daß die Synthesizer, die kombiniert werden sollen, mit den erforderlichen Ein- und Ausgangsbuchsen für KeyboardControll-Voltage und Trigger-Signal ausgerüstet sind. Preset-Synthesizer
Alle Synthesizer, die bisher besprochen wurden, waren sogenannte „freie Synthesizer“. Damit war gemeint, daß die Einflußnahme auf alle Synthesizer-Sektionen möglichst ohne Einschränkung sein sollte. Die gewünschten Klänge mußten in allen Einzelheiten exakt den Originalklängen nachempfunden werden. Dazu ist jedoch ein umfangreiches Wissen über die physikalischen und harmonischen Zusammenhänge nötig. Außerdem ist es unumgänglich, mit einem feinen Gespür für Klänge zur Tat zu schreiten. Die schnelle UmProgrammierung des Synthesizers war außerdem nicht in jedem Falle möglich.
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Das führte dazu, daß teilweise diese Aufgaben von den Technikern der Herstellerfirmen übernommen wurden. Es wurden Geräte konstruiert, die mit einer Reihe von Registern für sowohl herkömmliche als auch freie Synthesizerklänge ausgestattet sind. Die Problematik dieser Geräte liegt jedoch darin, daß die Vorstellungen über einen bestimmten Klang von Musiker zu Musiker sehr unterschiedlich sind. Deshalb ist es unumgänglich, diese Geräte mit Sektionen zur Beeinflussung der Hüllkurven (EG) und Klangfarbe (VCF) auszustatten. Damit ist zwar grundsätzlich jedes Register soweit zu beeinflussen, daß das Ergebnis zufriedenstellend ist. Der Nachteil dieser Geräteauslegung liegt jedoch darin, daß die Einstellungen für ein Banjo oder eine Geige unterschiedlich sind, aber nur über eine Regeleinheit zu steuern sind. Um zu befriedigenden Klangergebnissen zu kommen, müssen neben den Klangfarbenregistern auch noch der EG und das VCF eingestellt werden. Das ist zwar erheblich einfacher, als einen freien Synthesizer völlig umzuprogrammieren, kann aber teilweise dazu führen, daß, falls eine Einstellung mangelhaft ist, das Ergebnis eher mäßig ist. Außerdem ist der Benutzer auf den vorgegebenen Klang des Herstellerwerkes angewiesen. Entweder ist dieser Klang zufriedenstellend, dann ist das Gerät für ihn benutzbar, oder aber die Suche nach einem anderen Gerät geht weiter. Bei der Vielfalt an Registern führt dies teilweise dazu, daß man entweder erhebliche Abstriche im Klang verschiedener Register machen muß, oder aber sich eine Reihe von unterschiedlichen Geräten zulegen muß, um zu optimalen Ergebnissen zu kommen. Das Konzept dieser Geräte wird nicht zuletzt auch durch eine preisliche Grenze bestimmt. Die ersten Preset-Synthesizer waren zwar den elektronischen Orgeln weit überlegen, aber es konnte nicht darüber hinweggetäuscht werden, daß der individuelle Klang damit nur unzureichend zu erstellen war. 76
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Individuelle Steuermöglichkeiten für jedes Register
Die neueste Generation von Preset-Synthesizern ist hier schon erheblich variabler. Die Idee besteht darin, jedem Register eine zusätzliche Regelmöglichkeit zu geben, womit die charakteristischen Eigenschaften individuell beeinflußt werden können. Das heißt jedoch, jedes Register mit einer eigenen VCF, VCA und EG-Baugruppe auszustatten. Dieser Aufwand ist nur möglich, weil durch die weltweite Massenproduktion von Synthesizern die entsprechenden elektronischen Bauteile erheblich verbilligt wurden. Deutlich wird bei diesen Geräten, daß die anfänglich auseinanderlaufende Entwicklung von freien Geräten und Preset-Geräten ich wieder annähert. So ist es heute kein Prestigeverlust für jemanden, der sich Elektronik-Musiker nennt, sich einen Preset-Synthesizer zu kaufen. Auch diese Art von Musikern hat erkannt, daß Preset-Geräte Vorteile bieten. Außerdem sind diese Preset-Geräte mit einer Reihe von Bedienelementen ausgestattet, die den Einsatz auf der Bühne stark vereinfachen. Teilweise bieten siese Geräte die Möglichkeit, Register miteinander zu mischen, so daß bei einigen Fabrikaten mehr als 500.000 verschiedene Klangkombinationen entstehen, ohne von den Regelbeeinflussungen der einzelnen Register Gebrauch zu machen (z. B. KORG Sigma). Trotz alledem sind diese Geräte ausschließlich monophon zu spielen. Das ließ bei einigen Herstellern die Idee aufkommen, solche Preset-Geräte mit polyphoner Tastatur zu versehen. Dabei bot sich die Kombination mit einer Stringeinheit oder einem Multi-Ensemble an. Diese Geräte wurden teilweise als Poly-Synthesizer angeboten. Das war jedoch Unsinn. Der eigentliche Synthesizer war in jedem Falle monophon, polyphon war nur die Ensemble-Einheit. Mehrstimmige und polyphone Synthesizer An dieser Stelle müßte zuerst einmal geklärt werden, was polyphon heißt. Bedeutet polyphon mehrstimmig, dann müßte ein zweistimmiges Gerät bereits als polyphon bezeichnet werden.
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Oder beginnt Polyphonie bei 4, 6 oder 8 Stimmen? Meines Erachtens bedeutet polyphoner Synthesizer: vollstimmiger Synthesizer. Das heißt, es müssen gleichzeitig alle vorhandenen Tasten gedrückt werden können und auch erklingen. Was bedeutet das für die technische Auslegung des Synthesizers? Wenn jede Taste zu jedem beliebigen Zeitpunkt erklingen können muß, dann soll sie auch so erklingen, wie es die Einstellung des Synthesizers vorsieht. Damit ist gemeint, daß nicht nur die Tonhöhe variabel sein muß, sondern auch für jede Taste der charakteristische Filter- und EG-Verlauf stattfinden muß. Das bedeutet, daß für jede Taste ein kompletter Synthesizer vorhanden sein muß (VCO,VCF, EG,VCA).
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Legt man nun die Ansprüche der Musiker zugrunde, dann muß solch ein Gerät mindestens über vier Oktaven verfügen. Besser wären zwar mehr als 48 Töne, aber dann würden diese Geräte zwangsläufig zu teuer. Eine Vergrößerung der Tastatur um eine Oktave hieße ein Mehr von 12 kompletten Synthesizern. Dieser Aufwand führte zu einer Beschränkung des Tastenumfangs. Bei KORG verfügt kein vollpolyphoner Synthesizer über mehr als 48 Tasten. Einen anderen Weg beschritten einige andere Firmen. Diese gingen davon aus, daß nur in seltenen Fällen gleichzeitig mehr als z. B. 4 oder 5 Tasten gedrückt werden. Daraus folgerte man, daß eine Auslegung als 4stimmiger oder 5stimmiger Synthesizer völlig genügen würde. Technisch wurde dieses Problem dadurch gelöst, daß eine Zähleinheit die Reihenfolge der gedrückten Tasten feststellte und beim Überschreiten der Stimmenanzahl automatisch die zuerst gedrückte Taste abschaltete und durch den neugespielten Ton ersetzte.
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Diese Geräte hatten den Vorteil, daß die Tastatur ohne erhebliche Mehrkosten beliebig groß ausgelegt werden konnte. Die Anzahl der Stimmen änderte sich dadurch ja nicht. Außerdem konnten diese Geräte, die ja nur über 4 oder 5 komplette Synthesizer verfügten, in anderen Details besser ausgestattet werden. So konnten teilweise schon Speicher für die eigenen Klänge in solche Geräte integriert werden, ohne daß das Preisniveau dadurch erheblich überschritten wurde. Dies machte diese Geräte auf den ersten Blick vielseitiger; die Vorstellung, nur mit einer Hand auf einem 5stimmigen Gerät zu spielen, ließ den Eindruck entstehen, auch dieses Gerät sei quasi vollpolyphon. Doch dieser Schein trügt. Da beim Niederdrücken einer nächsten Taste, z. B. der 6. Taste, automatisch die zuerst gespielte Taste gelöscht wird, werden auch Funktionsabläufe gestoppt oder unterbrochen, gleichgültig, ob diese schon abgelaufen sind oder nicht. So kann es passieren, daß bei Klängen mit langer Ausschwingzeit beim Loslassen aller Tasten noch eine geraume Zeit die Release-Funktion abläuft. Sollen jetzt jedoch gleichzeitig neue Töne erklingen, werden automatisch die alten Töne abgebrochen und auf den neuen Akkord umgeschaltet. Über diese Eigenschaften muß sich jeder im klaren sein, der sich mit dem Gedanken trägt, einen solchen Synthesizer zu benutzen. Dieses Urteil soll keinesfalls abwertend sein, es ist aber sehr wichtig für den Benutzer, sich außer den Meinungen des Verkäufers auch selbst ein umfassendes Bild über alle Eigenschaften der Geräte, die für ihn in Frage kommen, zu machen.
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Im Detail sind diese Geräte alle sehr unterschiedlich aufgebaut. So sind die Einsatzmöglichkeiten für mehrstimmige Geräte eher als Soloinstrumente anzusehen. Da Solostimmen sehr prägnant klingen sollen, ist die Auslegung der FilterSektion sehr steil gewählt worden. Außerdem sind die übergeordneten Synthesizer-Sektionen speziell auf den Einsatz als Soloinstrument ausgelegt. Ganz im Gegensatz dazu dienen die vollpolyphonen Geräte dazu, den Rahmen und den Aufwand, den heute jeder Keyboard-Spieler treiben muß, um die aktuellen Sounds zu produzieren, sehr effektiv und übersichtlich zu halten. Dazu zählt ebenso das Ersetzen herkömmlicher Instrumente wie E-Piano, Strings usw., wie auch die Einbringung neuer Synthesizerklänge in die moderne Unterhaltungsmusik, wie es die monophonen Geräte nie produzieren konnten. Aus diesem Grund sind fast alle polyphonen Geräte mit Soundspeichern ausgerüstet. Mit diesen digitalen Speichern lassen sich je nach Gerätetyp alle Parameter zur Einstellung der individuellen Klänge exakt abspeichern. Damit wird es möglich, den relativ großen Aufwand an Geräten sowie den komplizierten Aufbau der Tastaturen auf ein Minimum zu begrenzen. Außerdem können die Klänge exakt so eingestellt werden, wie der Benutzer sie sich vorstellt.
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Im ersten Moment mag der Preis für diese Geräte etwas abschreckend wirken, aber wenn man sich die Einzelkosten der verschiedenen Geräte, die dadurch ersetzt werden können, vor Augen führt, ist dieses Argument nicht mehr so ohne weiteres aufrecht zu erhalten. In diese Überlegung muß man auch die Tatsache mit einbringen, daß die Handhabung solcher Speicher-Synthesizer äußerst einfach ist, und die Einflußnahme auf die Klanggestaltung so groß wie bei keinem anderen Instrument ist. Die nebenstehenden Fotos zeigen eine Reihe von polyphonen Geräten, mit denen wohl jede Soundvorstellung zu verwirklichen ist. Spezielle Anwendung der Synthesizer-Technologie
Durch die enormen Möglichkeiten, die die SynthesizerTechnologie der spannungsgesteuerten Baueinheiten bietet, wurde zwangsläufig auch die Entwicklung anderer Geräte stark beeinflußt. Es wurden Gerätetypen entwickelt, die ohne diese Technik undenkbar wären. Eine Reihe dieser Geräte soll hier noch kurz vorgestellt und deren Funktionsweise erläutert werden.
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Vocoder Vocoder sind Geräte, die zur vollsynthetischen Erzeugung von menschlichen Stimmen dienen. Diese Geräte stammen aus der Computertechnik. Damit wurde versucht, Computern die Möglichkeit zu geben, auch akustisch Anweisungen empfangen zu können oder Ergebnisse auf demselben Wege mitzuteilen. Dazu war es notwendig, sehr genau die Zusammensetzung der Frequenzen der menschlichen Stimme zu analysieren. Dies geschieht, indem der gesamte Frequenzbereich, den die Stimme umfaßt, in viele schmale Bänder aufgeteilt wird. Anschließend wird das Niveau in jedem dieser Bänder exakt festgestellt. Die Qualität der Analyse hängt im wesentlichen davon ab, wie schmal die einzelnen Bereiche sind, d.h., in wieviele Frequenzbänder der gesamte Bereich (0—20 kHz) unterteilt ist. Steht das Level für jeden Bereich fest, ist es auf dem umgekehrten Weg möglich, aus Rauschen für jedes Frequenzband den entsprechenden Pegel wieder zu erzeugen. Geschieht dies sehr schnell, kann der Vocoder mit sehr geringer Verzögerung das eingegebene Signal analysieren und entsprechend schnell synthetisch erzeugen. Mit diesem synthetischen Signal kann nun wie mit einem Synthesizer-Signal verfahren werden. Es ist beliebig in der Tonhöhe zu verändern, kann mit Vibrato und Ensembleeffekten versehen werden, ist polyphon abrufbar.
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Die Steuerung der Tonhöhe kann über eine Tastatur geschehen, wie im KORG VC 10, oder aber auch über externe Steuerinstrumente (Gitarre, Orgel, usw.). Die Klangergebnisse lassen sich mit Worten nur sehr schwer beschreiben. Wird die eingebaute Tastatur benutzt, so können die gesprochenen Worte polyphon abgerufen werden, d. h., der Benutzer kann mit seiner eigenen Stimme einen mehrstimmigen Chor bilden. Wird jedoch eine Gitarre als Steuerinstrument eingesetzt, so werden die gesprochenen Worte mit dem der Gitarre eigenen Charakter abgerufen, die Gitarre scheint zu sprechen. Außerdem kann der Vocoder außer menschlichen Stimmen auch jede andere Schallquelle analysieren, z. B. eine Trompete, die durch eine Gitarre gesteuert wird oder umgekehrt. Die Einsatzmöglichkeiten sind hier ebenso groß wie bei einem normalen Synthesizer. Der KORG VC 10 Vocoder ist durch die Auslegung der Bedienelemente und durch die eingebauten Effektbaugruppen stark auf den Einsatz als Live-Gerät zugeschnitten. Dazu zählt die eingebaute Tastatur ebenso wie das integrierte Spezialmikrofon. Außerdem sind für die Analyse anderer Schallquellen und die Steuerung durch externe Instrumente alle Eingänge vorhanden. Dieser Vocoder enthält zusätzlich einen Rauschgenerator, der stufenlos der Tastatur zugeregelt werden kann. Damit lassen sich Zisch-Laute besser wiedergeben. Im Extremfall kann die Steuerung völlig durch den Rauschgenerator erfolgen. Dann ist die Tastatur unwirksam.
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Das Ergebnis ist eine undefinierbare Geräuschkulisse, wobei es keine genaue Tonhöhe mehr gibt (Fußballstadion, Demonstrationen). Vocoder sind lange Zeit unbekannt geblieben. Diese Art Geräte gibt es zwar schon relativ lange, jedoch waren die enormen Anschaffungskosten (ca. 30.000 DM) dafür verantwortlich, daß Vocoder nur vereinzelt in der modernen Musik Verwendung fanden. Erst in letzter Zeit wurde der Vocoder auch für den Normalverbraucher-Musiker interessant. Durch entsprechend große Produktionen ließ sich der Preis erheblich senken. Außerdem wurden diese Geräte mehr auf die Bedürfnisse der Musiker zugeschnitten. Die Handhabung wurde stark vereinfacht. Das hat dazu geführt, daß heute der Vocoder neben der Erzeugung von Weltraum- und Computerstimmen auch in steigendem Maße in der Unterhaltungsmusik Verwendung findet. Digitale Rhythmusgeräte
Einen festen Platz in der heutigen Musik haben mittlerweile elektronische Rhythmusgeräte eingenommen. Die ersten Geräte wurden fast ausschließlich von Alleinunterhaltern benutzt, die sich mit diesen Geräten eine rhythmische Basis für ihre Musik schufen. Solche Rhythmusgeräte der ersten Generation konnten ihre elektronische Herkunft nicht verleugnen. Sie klangen sehr synthetisch und waren ideenlos. Erst durch den Einsatz der Digital-Technik gelang der entscheidende Durchbruch. Mit dieser Technik war es möglich, sowohl den Klang wie auch die Takt- und Rhythmus vielfalt erheblich zu verbessern. Diese Geräte reagieren,,intelligent“, nen sind ideenreich in ihren Taktvariationen, lassen sich an jeder beliebigen Stelle unterbrechen, spielen taktsynchron nach den Breaks und Fill-ins weiter und klingen fast perfekt. Das führte dazu, daß teilweise solche Geräte in Tonstudios die Schlagzeuger ersetzen. Besonders bei Disco- und Elektronischer Musik werden die neuen Rhythmusgeräte gern eingesetzt.
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Neben der Verbesserung von Klang und Rhythmus können mit diesen Geräten zum Teil auch eigene Rhythmen erstellt und gespeichert werden. Eine Reihe von verschiedenen „Rhythmus-Synthesizern“ wurde entwickelt. Mit diesen Geräten sind völlig eigene Rhythmen einstellbar, beliebig zu verändern und unter Umständen auch auf Loch- oder Magnetkarten zu speichern. Speicherbare Geräte
Leider ist die Klangausbeute bei diesen Geräten noch nicht zufriedenstellend. Parallel dazu wurden die klassischen Rhythmusgeräte immer mehr perfektioniert und immer vielseitiger ausgestattet. Auch in dieser Gerätesparte laufen die Entwicklungen wieder näher zusammen. Steuerausgänge für Sequenzer
Zum Standard nahezu aller Rhythmusgeräte zählt heute schon ein Steuerausgang für Sequenzer oder Synthesizer. Mit diesem Triggerausgang lassen sich Sequenzer exakt in der Geschwindigkeit synchronisieren. Die Grundgeschwindigkeit wird dann ausschließlich von der Rhythmusmaschine bestimmt. Der nachgeschaltete läuft synchron dazu ab. Dadurch ist es möglich, sehr Sequenzersysteme komplexe Systeme aus Rhythmusgeräten, Sequenzern und mehreren Synthesizern aufzubauen und diese völlig synchron ablaufen zu lassen. Geschwindigkeits-Wahlschalter
Bei teureren Rhythmusgeräten ist außerdem ein Wahlschalter ein gebaut, der verschiedene Geschwindigkeiten zur Steuerung des Sequenzers im Verhältnis zur Rhythmusmaschine ermöglicht (z. B. Rhythmusgerät: langsam, getragen — Sequenzerablauf: schnell, oder umgekehrt).
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Echogeräte und Phaseneffektgeräte Echogeräte gehören zu den klassischen Effektgeräten. Solange Musik mit elektronischen Instrumenten gemacht worden ist, solange wurden auch schon Echogeräte verwendet. Die einfachste Art, ein Echo zu erzeugen, ist die, irgendwo in den Bergen Musik zu machen und,diese Musik von einer Felswand reflektieren zu lassen. Dabei wird mit einer bestimmten Zeitverzögerung das Original von der Wand reflektiert und wieder hörbar. Die Verzögerungszeit wird im wesentlichen durch die Entfernung zwischen Reflexwand und dem eigenen Standort bestimmt. Natürlich ist diese Methode der Echoerzeugung für die normale Musikdarbietung völlig unbrauchbar. Aber aus der Art des Entstehens des Echos wird leicht verständlich, wie diese Effekte auch im Studio und auf der Bühne technisch zu verwirklichen sind. Band-Echo-Geräte
Prinzipiell benötigt man dazu nur ein normales Tonbandgerät, welches über einen Aufnahme- und einen Wiedergabetonkopf verfügen muß. Wird jetzt über den Aufnahmetonkopf auf das Band gespielt, vergeht eine gewisse Zeit, ehe diese Information am Wiedergabetonkopf wieder abgerufen werden kann. Diese Information ist zeitlich verzögert. Wie lange diese Verzögerungszeit ist, hängt von der Bandgeschwindigkeit und dem Abstand zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf ab. Nach diesem Verfahren wird heute noch in nahezu allen Tonstudios der Welt ein normales Echo
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erzeugt. Dabei sind auch die Hersteller von Tonbandgeräten auf die Wünsche der Tontechniker eingegangen. Da normalerweise an der Geschwindigkeit der Geräte keine Veränderungen vorgenommen werden können, hat sich im Laufeder Zeit ein bestimmter Abstand zwischen AKopf und B-Kopf herauskristallisiert, der sich hervorragend eignet, normale Echos zu erzeugen. Dabei werden die Tonbandgeräte in ihrer ursprünglichen Funktion nicht beeinflußt. Die Wiedergabequalität von diesen Tonbandgeräten ist sehr gut. Allerdings ist die Handhabung solcher Tonbandgeräte als Echomaschinen recht umständlich. Deshalb wurden schon sehr früh spezielle Echogeräte, die auf der gleichen Basis arbeiteten, entwickelt. Diese Echogeräte arbeiteten mit einer Endlosbandschleife. Außerdem war nicht nur 1 Wiedergabetonkopf, sondern mehrere in solche Echogeräte eingebaut. Damit ließen sich verschieden lange Verzögerungszeiten erreichen und auch kombinieren. Bei diesen Geräten war allerdings der Verschleiß an Bandmaterial sehr hoch, da die Länge des Bandes recht kurz war und die Bandgeschwindigkeiten relativ hoch waren. So konnte die Qualität nur mit neuem Bandmaterial befriedigen.
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Das führte zur Entwicklung einer neuen Generation von Bandechogeräten. Diese Geräte haben ein freilaufendes, ca. 2 Meter langes Endlosband, welches staubdicht in einer Kassette untergebracht war. Außerdem war bei diesen Geräten die Bandgeschwindigkeit stufenlos regelbar. Damit war nahezu jede beliebige Verzögerungszeit möglich. Grenzen waren nur nach obenhin gesetzt (ca. 1,5 sec. zwischen dem Original und dem ersten Echo beim KORG SE 500 Stage-Echo). Wie auch in der professionellen Tonband- und Studiotechnik waren diese Geräte teilweise mit Rauschunterdrückungssystemen ausgestattet. Damit war die erzielbare Tonqualität der im Studioeinsatz erzielten fast ebenbürtig. Wesentliche Unterschiede zwischen den einzelnen Fabrikaten bestehen nicht. Der Benutzer sollte jedoch sehr genau die Unterschiede im Bedienungskomfort der einzelnen Geräte beachten. Diese Art von Geräten ist meiner Meinung nach nur noch im Detail zu verbessern. Der relativ hohe Aufwand an Präzisionsmechanik macht diese Geräte teilweise teuer. Einen völlig anderen Weg beschritten die Hersteller von vollelektronischen Echogeräten. In diesen Geräten erfolgt die Verzögerung auf vollelektronischem Wege. Keinerlei Mechanik wird dabei in Bewegung gesetzt. Dadurch, daß das Tonband fehlt, sind diese Geräte prinzipiell wartungs- und verschleißfrei. Grundsätzlich muß man hierbei unter zwei verschiedenen Technologien unterscheiden, der Analog-Technik und der Digital-Technik.
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Analog-Geräte
Bei Geräten, die auf analoger Basis arbeiten, wird das Audio-Signal in sogenannten Eimerkettengliedern weitergereicht. Zum Durchlaufen einer solchen Kette braucht das Signal eine bestimmte Zeit. Die maximale Verzögerungszeit richtet sich nach der Anzahl der Eimerketten, durch die das Audio-Signal laufen muß. Dies klingt recht brauchbar, es muß aber deutlich werden, daß mit der Länge der Verzögerungszeit auch die Qualität des Audio-Signals schlechter wird. Im wesentlichen leiden bei diesem Verfahren der Frequenzgang und das Verhältnis zwischen Nutzsignal (Musik) und Rauschsignal. Dieses Verhältnis wird immer schlechter. So ist es teilweise nötig, den Frequenzgang zu begrenzen, um eine brauchbare Wiedergabequalität zu erreichen. Außerdem beträgt die Verzögerungszeit selten mehr als 500 msec. Trotzdem erfreuen sich diese Geräte einer steigenden Beliebtheit. Sie sind recht leicht und klein und für den Einsatz auch als Instrumenteffektgerät gut geeignet. Nicht zuletzt spielt auch der Preis eine nicht unerhebliche Rolle bei diesen Überlegungen.
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Digitale Geräte
Alle oben aufgeführten Vorteile und keinen dieser Nachteile vereinen die digitalen Echogeräte in sich. Auch bei diesen Geräten geschieht die Speicherung auf vollelektronischem Wege. Dabei wird jedoch das Audio-Signal vor der eigentlichen Speicherung in digitale Informationen umgewandelt. Diese Umwandlung geschieht in einer Baueinheit, die sich AnalogDigital-Wandler nennt. Die digitalen Informationen werden jetzt in einem Speicher um eine bestimmte Zeit verzögert, anschließend in einem Digital-Analog-Wandler wieder in ein Audio-Signal verwandelt und stehen jetzt zeitverzögert als Echoinformationen zur Verfügung. Der Frequenzgang dieser Geräte ist hervorragend. Außerdem lassen sich mit solchen digitalen Echogeräten vollkommen gleichmäßige Halleffekte erzielen. Die Verzögerungszeit solcher Maschinen liegt etwa zwischen denen von Analog-Delays und Bandmaschinen. Wer all diese Lobeshymnen jetzt gelesen hat, wird sich zwangsläufig fragen, wieso dann noch Geräte mit anderen Technologien gebaut werden. Darauf gibt es eigentlich nur eine Antwort: Der Preis dieser Geräte ist erheblich höher als der von sehr guten Bandechogeräten. Der wesentliche Anteil entfällt auf die Baugruppe der Wandler und der DigitalSpeicher. Trotzdem könnten diese Geräte in kurzer Zeit einen erheblichen Marktanteil erstreiten. Wie die Taschenrechnerentwicklung gezeigt hat, ist dies eine Frage der Massenproduktion und Elektronik ist in jedem Fall preiswerter herzustellen als Präzisionsmechanik.
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Phasen-Effekt-Geräte
So wie die elektronischen Echogeräte mit einer relativ langen Verzögerungszeit arbeiten, so arbeiten Phaser, Flanger, Chorusgeräte usw. mit sehr kurzen Verzögerungszeiten. Dabei wird das Signal nur um den Bruchteil einer Schwingung verzögert. Diese Verzögerungen lassen sich als Phasenabweichungen von der Grundinformation darstellen. Ursprünglich wurden solche Effekte (Phasing) mit zwei Tonbandgeräten gemacht. Auf beiden Geräten war die gleiche Information aufgenommen. Wenn beide Geräte jetzt gleichzeitig abgespielt wurden, jedoch die eine oder andere Maschine etwas abgebremst bzw. beschleunigt wurde, änderte sich die Phasenlage der Informationen zueinander. Beim gleichzeitigen Abhören beider Informationen wurden diese Phasenfehler als Auslöschungen oder Formanten hörbar. Dieser Effekt klingt ähnlich wie ein Jet-Sound. Nichts anderes machen die elektronischen Geräte. Dabei sind Details in der Durchführung dafür verantwortlich, ob ein Phasing, Flanging oder Chorus-Effekt entsteht. Hierbei kann allerdings nur der Hörvergleich deutlich machen, wie diese Effekte klingen.
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Nachwort Möglicherweise ist in allen vorangegangenen Kapiteln der Eindruck entstanden, daß dieses Buch ein Werbebuch für die Firma KORG sein sollte. Dies sollte keinesfalls so sein. Da jedoch diese Firma über die wohl in diesem Zusammenhang umfangreichste Produktpalette an Synthesizern und anderen elektronischen Geräten verfügt, habe ich auf verschiedene Produkte aus diesem Hause zurückgegriffen. Dabei ist mir sehr deutlich geworden, wie wichtig die Umsetzung rein technischer Ideen (ich bin selbst in erster Linie Techniker und erst in zweiter Linie Musiker) in eine brauchbare Form als Musikinstrument ist. Eine sinnvolle Anordnung aller Bedienelemente, gute Übersichtlichkeit und ein ausgewogenes Programm bei korrekten Preisen zeichnet die neue KORGProdukt-palette aus. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß eine einfache Erläuterung der Funktionen eines Synthesizers nur anhand irgendeines Gerätes möglich ist. Es wäre durchaus auch möglich gewesen, Produkte eines anderen Herstellers hierfür zu benutzen. Ich selbst habe aufgrund meiner Tätigkeit einen relativ guten Überblick über alle auf dem Markt befindlichen Geräte und glaube, daß sich deshalb keine Firma einen Vorteil ausrechnen kann, wenn anhand eines Gerätes aus ihrem Hause grundsätzlich die Funktionsweise eines Synthesizers oder eines anderen Gerätes erläutert wird.
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Dieses Buch wurde bewußt simpel gehalten. Das mag für einzelne Dinge auch auf Kosten der Genauigkeit ehen, jedoch lag mir in erster Linie eine leichte Verständlichkeit der etwas schwierigen Zusammenhänge am Herzen. Im wesentlichen lassen sich alle Bezeichnungen und Erläuterungen auf jedes andere Gerät übertragen. Für ein perfektes Handling liegt die Bedienungsanleitung jedem Produkt einer jeden Firma bei; ohne Übung am Gerät wird auch dieses Buch keinen Synthesizer-Profi machen. Trotzdem hoffe ich, den größten Teil der Unklarheiten aufgeklärt zu haben und jedem die Möglichkeit gegeben zu haben, jetzt auch selbst entscheiden zu können, welches Gerät das geeignete für ihn ist.
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Stichwortverzeichnis Abfallzeit (Decayzeit) ......................................... 33 ADSR-Generator (Hüllenkurvengenerator, Konturgenerator, EG, Envelope-Generator) ........................................ 29 Amplituden-Modulation......................................... 38 Amount-of-Contour (Modulationsintensitätsregler)42 Analoge Echogeräte (Analog-Delay) ....................... 95 Analog-Delay (Analoge Echogeräte) ....................... 95 Anstiegzeit (Attackzeit) .......................................... 31 Attackzeit (Anstiegzeit) .......................................... 31 Auslösesignal (Triggerimpuls, Startimpuls) ............. 29, 58 Ausschwingzeit (Releasezeit) ................................ 34 Bandecho-Geräte ................................................. 91 Bandpass ............................................................. 25 Chorus.................................................................... 97 Controll-Voltage (Regelspannung, Kontrollspannung) ...................... 16, 43, 53, 58, 73 Decayzeit (Abfallzeit) ........................................... 33 Digital-Composer ................................................... 69 Digital-Delay (Digitale Echogeräte) ...................... 96 Digitale Echogeräte (Digital-Delay) ...................... 96 Digitale Rhythmusgeräte ...................................... 88 Digitale Sequenzer ................................................. 68 Dreieck-Welle ......................................................... 8, 22 Duty (Gate-Dauer) .................................................. 66 Echogeräte ............................................................. 91 Emphasis (Resonanz, Peak) .................................. 27 Envelope-Generator (EG, Hüllkurven-Generator, ADSR-Generator, Kontur-Generator)....................... 29 Flanger ................................................................... 97 Freie Synthesizer ..................................................... 12 Fußlage (Skale, Oktavumschalter) ........................ 22 Gate-Dauer (Duty) .................................................. 66 Gitarren-Synthesizer ............................................... 57 Glide (Portamento) .............................................. 18 Hand-Kontrollrad ................................................... 40 Head-Phone-Amp (Kopfhörer-Verstärker) ............ High-Pass (Hochpass) ............................................. 25 100
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Hochpass (High-Pass) 25 Hold-Regler 65 Hüllkurven-Generator (ADSR-Generator, EG, Kontur-Generator, Envelope-Generator) 29 Hz/Volt-System 72 Interface-System 70 Inverter 74 KBD-Controll-Voltage (Tastatur-Steuerspannung) 16, 43, 53, 58, 73 Keyboard-Trigger (Tastatur-Auslöseimpuls, Tastatur-Startimpuls) 17, 29, 54 Kontrollspannung (Controll-Voltage, CV) Kontur-Generator (Hüllkurven-Generator, EG, ADSR-Generator, Envelope-Generator) 29 Kopfhörer-Verstärker (Head-Phone-Amp) LFO (MG, Modulations-Generator) 36 Low-Pass (Tiefpass) 25 Mehrstimmige Synthesizer 82 MG (LFO, Modulations-Generator) 36 Modul-System 51 Modulations-Generator (MG, LFO) 36 Modulations-Intensitätsregler (Amount-of Contour) 42 Modulations-VCA 49 Noise-Generator (Rauschgenerator) 39 Non-Keyboard-Controlled-Synthesizer 53, 57 Oktavumschlater (Fußlagenschalter, Skale) 22 Oktav/Volt-System 71 Oscillator (Tongenerator, VCO, Signal-Generator) 21 Parallel-Betrieb 43, 60 Patch-Panel (Steckfeld) 41 Peak (Resonanz, Emphasis) 27 Phaser 97 Pitch-to-Voltage-Wandler 53 Polyphone Ensemble 79 Polyphone Synthesizer 81 Portamento (Glide) 19 Preset-Synthesizer 12, 74 Pulsweitenmodulation 23 Pulswelle (Rechteckwelle) 22
Rauschen (Noise) ............................................ 9,18, 39 Rechteckwelle (Pulsweite) .......................................22 Resonanz (Peak-Emphasis) ...................................... 27 Rhythmusgeräte ......................................................88 Ringmodulator ........................................................46 Rosa Rauschen (Pink-Noise) .....................................39 Sägezahnwelle .................................................8, 22 Sample-and-Hold-Sektion (Zufalls-Generator) .......48 Schwebung .............................................................43 Serienbetrieb .........................................................62 Signal-Generator (VCO, Tongenerator) ................. 21 Sinuswelle ........................................................8, 22 Skale (Fußlage, Oktavumschalter) .........................22 Speicher-Synthesizer ..............................................83 Synchronisation .................................................63, 90 Startimpuls (Triggerimpuls, Auslöseimpuls) ....... 29, 58 Steckfeld (Patch-Panel) ......................................... 41 Step .........................................................................60 Step-by-Step ............................................................63 Steuerspannung (Controll-Voltage) . 16, 43, 53, 58, 73 Stimmen-Computer (Vocoder) ................................85 Sustain-Level (Dauerpegel) ......................................32 Tiefpass (Low-Pass) ..............................................25 Tongenerator (VCO, Signal-Generator) ................. 21 Triggerimpuls (Auslöseimpuls, Startimpuls) ....... 29, 58 VCA ......................................................................... 27 VCF..........................................................................24 VCO ......................................................................... 21 Vocoder (Stimmencomputer) ..................................85 Voltage (Spannung) ................................................. Weißes Rauschen (White-Noise) ..............................39 Zufalls-Generator (Sample-and-Hold-Sektion) .......48
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C.V. Buch / K.V. Scan / M.O. Satz
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