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Lautstärke (Volume)
Die Lautstärke (Volume), oft auch als Amplitude oder Level bezeichnet, bestimmt wie groß
bzw. hoch die Schwingungen eines Klanges sind. Einfach ausgedrückt: Hört man einem
Klavier aus einem Meter Entfernung zu, ist es lauter als aus 50 Meter Entfernung.
Wie gezeigt, sind es nur drei Elemente, die einen Klang definieren. Diese Elemente müssen
nun auf einen Synthesizer übertragen werden. Es ist nur logisch, dass die einzelnen Sektio-
nen eines Synthesizers diese einzelnen Elemente generieren bzw. „synthetisieren“.
Eine Sektion von Synthesizern, die Oszillatoren, erzeugen rohe Wellenformen, welche die
Tonhöhe sowie den grundsätzlichen Gehalt an Obertönen und somit die Klangfarbe, bes-
timmen. Die Oszillatorsignale werden in einem Mixer zusammengeführt und anschließend
in eine weitere Sektion, die als Filter bezeichnet wird, eingespeist. Damit kann die
Klangfarbe (Tone) weiter bearbeitet werden, in dem man bestimmte Obertöne entfernt bzw.
heraus filtert oder betont. Abschließend gelangt das gefilterte Signal in den
Endverstärker (Amplifier), welche die eigentliche Lautstärke des Klanges definiert.
Zusätzliche Sektionen des Synthesizers, wie die LFOs und Hüllkurven (Envelopes)
bieten im Zusammenspiel mit den Oszillatoren, dem Filter und dem Endverstärker ver-
schiedene Möglichkeiten um die Tonhöhe, die Klangfarbe und die Lautstärke des Klanges
über einen zeitlichen Verlauf zu entwickeln. Weil LFOs und Hüllkurven (Envelopes)
nur die Aufgabe haben die anderen Sektionen des Synthesizers zu steuern (modulieren),
werden sie gemeinhin als Modulatoren bezeichnet.
Diese verschiedenen Sektionen des Synthesizers werden nun ausführlicher erläutert.
Oszillator und Mixer
Den Oszillator kann man zu Recht als das Herz eines Synthesizers bezeichnen. Er erzeugt
auf elektronischem Weg eine Welle, welche wiederum Schwingungen erzeugt, wenn sie
etwa über einen Lautsprecher wiedergegeben wird. Dieser Wellenform ist an eine steuer-
bare, musikalische Tonhöhe gekoppelt, welche in der Regel durch eine Taste von einem
Keyboard gespielt oder über einen MIDI-Notenbefehl ausgelöst wird. Die grundsätzliche
Klangfarbe der Wellenform wird von ihrer Form bestimmt.
Vor vielen Jahren entdeckten die Pioniere der Synthesizerforschung, dass es nur wenige
charakteristische Wellenformen sind, welche die im musikalischen Sinne nützlichsten
Obertöne enthalten. Die Namen dieser Wellenformen sind von ihrer optischen Erscheinung
abgeleitet, wie sie sich auf einem Oszilloskop darstellen: Sinus (Sine), Rechteck (Square),
Sägezahn (Sawtooth), Dreieck (Triangle) und Rauschen (Noise).
Jede Wellenform (außer Rauschen) hat einen bestimmten, musikbezogenen Obertonge-
halt, welcher durch die weiteren Sektionen des Synthesizers verändert werden kann.
Die nachfolgenden Diagramme zeigen, wie diese Wellenformen auf einem Oszilloskop
aussehen, sodass sich ihre Namensherleitung von selbst erklärt. Wie zuvor erläutert,
sind es nur die relativen Lautstärkeverhältnisse der Obertöne in einer Wellenform, die
schließlich die Klangfarbe bestimmen.
Sinus-Wellenform (Sine Wave)
Diese Wellenform besitzt nur eine einzige Frequenz. Ein Sinus erzeugt den „reinsten“
Klang, weil er eben aus nur einer Tonhöhe (Frequenz) besteht.
Dreiecks-Wellenform (Triangle Wave)
Diese Wellenform besitzt nur ungeradzahlige Obertöne (Harmonics). Deren Lautstärken
nehmen im Quadrat im Verhältnis zu ihrer Ordnungszahl ab. So beträgt zum Beispiel die
Lautstärke des 5. Obertons ein 1/25. der Lautstärke der Grundtonhöhe.
Sägezahn-Wellenform (Sawtooth Wave)
Diese Wellenform besitzt sehr viele gradzahlige und ungeradzahlige Obertöne (Harmon-
ics). Deren Lautstärken verhalten sich umgekehrt proportional zu ihrer Ordnungszahl.
Rechteck- / Puls-Wellenform (Square / Pulse Wave)
Diese Wellenform besitzt nur ungeradzahlige Obertöne (Harmonics), deren Lautstärken
den ungeradzahligen Obertönen der Sägezahn-Wellenform entsprechen.
Bei der Rechteck-Wellenform sind die Abstände zwischen „Wellenberg“ und „Wellental“
gleich, das Verhältnis zwischen diesen beiden Zuständen, die einen vollständigen Zyklus
ergeben, beträgt 50 %.
UltraNova bietet die Möglichkeit dieses Verhältnis in der Basiswellenform, sozusagen
die „rechteckige Darstellung“, zu verschieben. Solche Wellenformen werden oft als
Puls-Wellenform bezeichnet. Umso weiter das Rechteck verschoben wird, desto mehr
gradzahlige Obertöne (Harmonics) kommen hinzu und ändern den Charakter, der Klang
wird mehr „nasal“.
Dieser Abstand in der Puls-Wellenform wird
auch als Weite (Pulse Width) bezeichnet
und kann mit einem Modulator dynamisch
verändert werden, woraus eine kontinuier-
liche Veränderung des Obertongehaltes
resultiert. Bei einer moderaten Geschwindig-
keit der Modulation kann die Puls-Wellenform
einen sehr breiten Klangeindruck erzeugen.
Klanglich macht es keinen Unterschied, ob
das Verhältnis in der Puls-Wellenform positiv
oder negativ verschoben wird. Bei 40 % oder
60 % ist der Obertongehalt exakt gleich.
Rauschen (Noise)
Diese Wellenform besteht im Grunde genommen aus Zufallssignalen und besitzt keine
Grundtonhöhe und somit keine tonalen Eigenschaften. Alle Frequenzen haben die gleiche
Lautstärke. Weil Rauschsignale keine Tonhöhe besitzen, werden sie oft zur Erzeugung von
Effekt- und Percussionklängen genutzt.
Volume
A B
Oscillators Mixer Filter Amplifier
Volume
Harmonic
1
Sine Wave
Volume
Harmonic
1 3 5 7
Triangle Wave
Sawtooth Wave
Volume
Harmonic
1 2 3 4 5
Square Wave
Volume
Harmonic
1 2 3 4 5
50%
40%
10%
60%
Volume
Harmonic
1 2 3 4 5
Noise
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