Thomas Münch

GRUNDLAGEN DER AKUSTIK UND ELEKTRONISCHEN KLANGERZEUGUNG (only available in gERman)

Zum Thema: Akustik und Synthesizer

Grundlagen der Akustik

Jede Schwingung lässt sich durch drei Parameter charakterisieren:

¬	Die Wellenform bestimmt den Klang

¬	Die Amplitude steht für die Lautstärke

¬	Die Frequenz gibt die Tonhöhe an

Die einfachste Schwingungsform liegt mit der harmonischen oder sinusförmigen Schwingung vor, die z.B. von einer Stimmgabel erzeugt wird. Durch die Überlagerung verschiedener Schwingungen entstehen unendlich viele verschiedene Klangfarben. Eine ausführliche Erläuterung akustischer Grundlagen mit vielen Hörbeispielen und auch einigen kostenlosen Programmen zum Herunterladen findet sich auf der Seite [link 01] ars auditus.
Zur Relevanz von Synthesizern für das aktuelle Musikleben, siehe die Unterichtseinheit [link 02] Klangsynthese

Aufbau von Synthesizern

Ein Synthesizer ist ein regelbarer künstlicher Klangerzeuger (englisch: to synthesize = künstlich erzeugen). Heutzutage werden künstliche Klänge fast ausschließlich mittels elektronischer Bauelemente realisiert.
Das wichtigste Element der Klangerzeugung ist der Oszillator, der Baustein, in dem eine Schwingung erzeugt wird. Sein Name leitet sich von Oszillieren (lateinisch: oscillare = pendeln, schaukeln) ab.
Im Oszillator entstehen verschiedene Wellenformen:
[link 03] Sinus
[link 04] Sägezahn
[link 05] Rechteck
[link 06] Dreieck
[link 07] Puls
[link 08] Weißes Rauschen
[link 09] Rosa Rauschen

Weitere wichtige Begriffe:
VCO kontrolliert die Tonhöhe. VCO = spannungsgesteuerter Oszillator, englisch: Voltage Controlled Oscillator.
VCA regelt die Lautstärke des Klangs. VCA = spannungsgesteuerter Verstärker, englisch: Voltage Controlled Amplifier.
LFO erzeugt besonders langsame Schwingungen, die unterhalb der Hörschwelle liegen. LFO = Niederfrequenz-Oszillator, englisch: Low Frequency Oscillator Filter. Sie entfernen spezielle gewünschte oder unerwünschte Frequenzen aus einem Klang. Der LFO wird meistens zur Klangveränderung benutzt (z.B. Tremolo oder Vibrato).

Der Hüllkurven-Generator

Bei allen natürlichen Instrumenten verändert sich die Lautstärke vom Klangbeginn bis zum Klangende. Nach lautem Beginn klingt der Ton z.B. bei einem Klavier langsam aus. Beim Synthesizer übernimmt die Steuerung des Lautstärkenverlaufs der ADSR-Hüllkurven-Generator. Sein Name setzt sich aus den Anfangsbuchstaben seiner vier Parameter zusammen.
Hüllkurven-Parameter:
Attack(-time) bestimmt die Zeit, in der die Hüllkurve nach dem Start die größte Lautstärke erreicht. (Attack = angreifen)
Decay(-time) bestimmt die Zeit, in der die Hüllkurve nach dem Attack auf den Haltepegel (Sustain) abfällt. (Decay = abklingen)
Sustain(-level) bestimmt die Lautstärke, die nach dem Decay so lange gehalten wird, bis die Taste losgelassen wird. (Sustain = halten)
Release(-time) steuert die Zeit, die die Hüllkurve nach dem Loslassen der Taste (!) braucht, um vom Sustain (Haltepegel) auf den Nullpunkt abzuklingen. (Release = freigeben, loslassen)