| 1. Syntheseformen
1.2 Additive Synthese
Es werden reine Sinusschwingungen addiert. Durch die Addition entstehen neue Arten von Wellen.
Ein Sägezahn enthält alle Vielfachen der Grundfrequenz.
Ein Rechteck / Dreieck enthält alle ungeraden Vielfachen der Grundfrequenz.
Diese Form der Klangsynthese hat einen Nachteil: Es sind viele Oszillatoren nötig, um die Sinusschwingungen zu erzeugen. Daher hat sich dieses Verfahren nicht durchgesetzt. Einzig in der Hammondorgel wird die additive Synthese angewandt.
1.3 Subtraktive Synthese
Man erzeugt ein Dreieck / Sägezahn als Grundschwingung. Diese wird durch Filter bearbeitet, um den gewünschten Klang zu erzeugen. Die subtraktive Synthese ist heutzutage Standart der elektronischen Klangerzeugung.
1.4 FM Synthese
FM bedeutet Frequenz Modulation. Eine Schwingung moduliert die andere. Da dieses Verfahren sehr kompliziert ist, ist es ziemlich schwer, neue Klänge zu programmieren. Die FM Synthese findet man im DX-7.
1.5 PD Synthese
PD bedeutet Phase Distortion. Dieses Verfahren wurde von der Firma Casio entwickelt, hat sich aber nicht lange durchsetzen können. Auch hier ist die Programmierung sehr kompliziert.
Die meisten Synthesizer arbeiten mit Samples.
2. Bestandteile eines analogen Synthesizer
VCO = Voltage Controlled Oscillator
Dieser Baustein erzeugt abhängig von der anliegenden Spannung eine elektrische Schwingung. Das Keyboard ist mit dem VCO verbunden:
Es gibt 2 Anschlußarten von Keyboards:
V / Oktave (hat sich durchgesetzt). Dabei ist der tiefste Ton = 0 V, eine Oktave höher ist 1 V usw.
V / Hz. Dabei sind 100 Hz = 1 V, 200 Hz = 2 V usw.
Heutzutage benutzt man eine Tastaturmatrix:
Anschlagdynamik
Für die Anschlagdynamik sind 2 Schalter pro Taste notwendig. Beim drücken einer Taste wird Schalter 1 geöffnet. Ist die Taste ganz heruntergedrückt, wird Schalter 2 geschlossen. Der Zeitunterschied ergibt die Anschlagdynamik
VCF = Voltage Controlled Filter
Dieser Baustein ist ein spannungsabhängiger Filter, meist ein Tiefpassfilter. Die Flankensteilheit beträgt
12 dB / Oktave oder 24 dB / Oktave (2-Pol oder 4-Pol)
VCA = Voltage Controlled Amplifier
Dieser Baustein ist ein spannungsabhängiger Verstärker. Er besitzt 4 Parameter:
ATTACK: Zeit, vom drücken der Taste bis auf max. Lautstärke
DECAY: Zeit zwischen Attack und Sustain
SUSTAIN : Pegel, wie laut der Ton während des Haltens der Taste erklingt
RELEASE: Zeit, Ausklingzeit nach lösen der Taste
Die Hüllkurve kann nicht nur auf die Amplitude, sondern auch auf die Filter gelegt werden.
3. Blockdiagramm
Einige Synthesizer bieten den Parameter Sync an. Damit werden 2 Bausteine synchronisiert.In jedem Synthesizer befindet sich auch ein Sample + Hold. Man kann eine Frequenz einstellen, der in bestimmten Abständen Proben entnommen werden.
4. Ringmodulation / Kreuzmodulation
5. Unisono
Dieser Effekt bewirkt, daß alle Stimmen auf einer Taste liegen. Beim drücken einer Taste erklingen alle Oszillatoren gleichzeitig. Durch die leichte Ungenauigkeit der Oszillatoren entstehen neue Klangbilder (gilt nicht für digitale Synthesizer)
6. Portamento
Der Übergang von 2 Tönen ist fließend.
7. History
1964 baute Mr. Moog das "Modularsystem". Dies war ein Synthesizer, bei dem alle Bausteine einzelne Module waren, die man nach Wunsch verkabelte.
1970 entstand der erste "Minimoog". Dies war der erste festverdrahtete Synthesizer
1975 kam der "Oberheim 4 Voice" auf den Markt. Dies war der erste polyphone Synthesizer
1978 entstand der "Prophet 5" Dieser war vollprogrammierbar d.h. alle Parameter konnten abgespeichert werden. Da für die Sicherung der Programmparameter digitale Daten erforderlich sind, waren die Potentiometer des Gerätes nicht mehr stufenlos regelbar, sondern mußten digitalisiert werden.
8. PM Synthese
PM steht für PHYSICAL MODELING. Der erste Synthesizer mit PM Synthese war der monophone VL-1 von Yamaha. Weitere Geräte waren der VL-7, VP-1, Korg Prophecy, Clavia Nordlead und der Oasys.
Ein PM-Synthesizer enthält einen DSP, der in Echtzeit physikalische Modelle berechnen kann. Man gibt also nicht mehr eine Wellenform vor, sondern ein Objekt, z.B. ein Rohr. Es werden die verschiedenen Eigenschaften festgelegt wie Breite, Höhe und Material. Diese Eigenschaften können während des Spielens durch Controller verändert werden.
9. ROM Sample Player
Diese Geräte geben vom Werk vorgegebene oder eigene Samples wieder. Bekannte ROM Sample Player sind der D50 von Roland oder der Korg M1, T1, T2, T3, Trinity.
Die Klangerzeugung sieht folgendermaßen aus:
Das D steht für digital.
10. Der 01/W
Auf den folgenden Seiten werden die Parameter des ROM Sample Players 01/W erläutert. Dabei kommen einige neue Parameter hinzu:
- Keyboard Tracking. Einfluß der Tonhöhe auf die Grenzfrequenz des Filters. Damit kann man erreichen,
daß tiefe Töne sanfter klingen als hohe, da das Filter bei den Tiefen Tönen eine
andere Grenzfrequenz hat als bei den hohen.
- Wave Shaping: Auf das Audiosignal wird eine weitere Schwingung gelegt (s. folgende Seiten)
Bei dem 01/W heißt der LFO MG (Modulation Generator). Der MG hat zu den normalen Parametern "Depth" und "Speed" 2 weitere:
Der Double Modus erlaubt die Kombination von 2 Oszillatoren, halbiert aber auch die Stimmenanzahl. Es ist möglich, ein Intervall einzustellen, mit dem der 2. Oszillator betrieben wird (im Bereich von 12 Halbtönen).
Man kann auch mit dem Parameter "Tune" die 2 Oszillatoren gegeneinander verstimmen.
11. Die Bedienung des 01/W
11.1 Combination Mode
Das Gerät hat 16 MIDI Kanäle. 8 Programs sind gleichzeitig möglich (= 8-fach multitembral)
Es gibt 32 Stimmen, eine dynamische Stimmenzuordnung.
Das Gerät hat 2 Effektprozessoren, es gibt 3 Arten der Verknüpfung (s. folgende Seiten).
Es stehen 200 Speicherplätze für Programs zur Verfügung (A00 - B99)
Für Combinations gibt es weitere 200 Speicherplätze (C00 - D99)
Weitere Parameter für jedes Program sind:
- Volume
- PRG-Number
- Midichannel
- Pan A|B|C|D
- Transpose / DeTune
- Velocity Window / Key Window (Tonumfang des Programs; für Keyboard Split)
- Filter (MIDI-Filter)
Wenn man einen neuen Song erstellen möchte, sollte man die Parameter folgendermaßen einstellen:
Edit Combination Mode
| Page 0 |
Parameter |
| Zeile 1 |
alle auf internal |
| Zeile 2 |
Midichannel auf 1-8 |
| Zeile 3 |
PRG-Nummern |
| Zeile 4 |
Volume, alles auf 127 |
|
| Page 1 |
Parameter |
| Zeile 1 |
Transpose, alles auf 0 |
| Zeile 2 |
DeTune, alles auf 0 |
| Zeile 3 |
PAN, alles auf 5:5 |
| Zeile 3 |
PAN, alles auf 5:5 |
|
| Page 2 |
Parameter |
| Zeile 1 |
Velocity Window Top auf 127 |
| Zeile 2 |
Velocity Window Bottom auf 0 |
| Zeile 3 |
Key Window Top auf G-9 |
| Zeile 4 |
Key Window Bottom auf C-1 |
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| Page 3 |
Parameter für die MIDI-Filter |
| Zeile 1 |
PRG-Change, alles auf 0 |
| Zeile 2 |
CTRL-Change, alles auf 0 |
| Zeile 3 |
Damper (Sustain-Pedal) |
| Zeile 4 |
Aftertouch, alles auf OFF |
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Weiterhin findet man auf Page 8 die Einstellungen für die Effekte. Auf Page 9 kann man Combinations benennen und speichern.
11.2 Global Mode
Im Global Mode gibt es auf Page 8 die Funktion "MIDI Dump", mit der man einzelne oder auch alle Combinations als SysEx-Daten zum Sequenzer übertragen kann und auf Diskette speichern kann. Dazu wählt man im Sequenzer eine Spur, die nicht belegt ist. Sind alle Daten übertragen, so empfiehlt es sich, den Part an den Anfang des Songs zu setzen und zu muten, damit nicht jedesmal die Daten neu übertragen werden
12. Die MIDI Standards
Zur Vereinheitlichung der MIDI-Daten wurden verschiedene Standards entwickelt.
Der GM-Standard legt fest, welche Anforderungen ein Gerät besitzen muß, um GM-kompatibel zu sein:
- Stimmenzahl, mindestens 24 Stimmen mit dynamischer Zuordnung
- 16-fach multitembral (= multimodefähig)
- festgelegte Controllernummern
- Aftertouch für jeden Kanal
- Pitchbend-Range 2 SemiTones
- festgelegte Drummap und Sounds
Der GM-Standard ist am weitesten verbreitet. Es gibt neben ihm aber auch noch den GS-Standard von Roland und den XG-Standard von Yamaha. Diese beiden Standards stellen noch höhere Anforderungen an die Geräte, sind also abwärtskompatibel zum GM.
13. Standard MIDI Files (SMF)
Bei diesen Files gibt es bisher 2 Formate:
Format 0: Alle 16 Kanäle sind auf 1 Spur
Format 1: Alle 16 Kanäle sind auf bis zu 16 Spuren
Format 2: beliebig viele Kanäle, Parts werden abgespeichert
(Format 3 ist geplant)
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