Klangsynthesen

 

 

3.1 Subtraktive Klangsynthese

 

Die subtraktive Synthese ist die am weitesten verbreitete Syntheseform. Hierbei wird ein Obertonreicher Klang als Grundlage genommen. Dieser Klang wird dann von Filtern „geformt“indem ihm Obertöne entzogen werden. Zusätzlich werden diesem Ton von einem Verstärker Lautstärkeanteile abgezogen. Verstärker und Filter werden hierbei von ADSR – Hüllkurven und Niederfrequenzoszillatoren moduliert um Lautstärken – und Klangfarbenverläufe hervorzurufen, wie sie auch bei natürlichen Klängen vorkommen.

Die subtraktive Synthese findet nicht nur in analogen Synthesizern ihre Verwendung. Nahezu jeder Synthesizer und Sampler besitzt Filter zur Veränderung der Klangfarbe.

 

 

3.2 Additive oder Fourier Klangsynthese

 

Diese Klangsynthese beruht auf den Fourier – Reihen. Mit ihrer Hilfe lassen sich mathematisch verschieden Schwingungen in ein Produkt aus mehreren sinusförmigen Einzelschwingungen umrechnen. In der Synthesizertechnik findet dieses Prinzip Anwendung, indem durch Überlagerung mehrerer verschiedener Sinuswellen Klänge nachgebildet werden. Man benötigt dazu eine Grundschwingung welche die niedrigste Frequenz hat und fügt ihr Obertöne hinzu, die verschiedene Frequenzen besitzen welche stets ganzzahlige Vielfache der Grundschwingung sind. Bei der Klangerzeugung ist man nicht darauf angewiesen nur Sinuswellen zu verwenden. Viel interessanter ist es, wenn man mit verschiedenen Wellenformen arbeitet.

 

 

3.3 Frequenzmodulation

 

Bei der Frequenzmodulation geht es im wesentliche darum, das ein Oszillator ( genannt Modulator) die Frequenz eines anderen Oszillators ( genannt Carrier) steuert. Hierbei unterscheidet man zwei Arten: die lineare Frequenzmodulation und die logarithmische beziehungsweise exponentielle Frequenzmodulation.

 

Logarithmische oder exponentielle Frequenzmodulation:

Durch die schnelle Tonhöhenänderung des Carriers durch den Modulator entstehen sogenannte Seitenbänder. Das bedeutet zur Grundschwingung des Carriers kommen zusätzliche Schwingungen hinzu. Diese bilden sich aus sämtlichen Frequenz – Summen und – Differenzen der im Carrier – und Modulator – Signal enthaltenen Obertöne. Nimmt man zum Beispiel Sinuswellen als Modulator und Carrier, wobei der Modulator eine Frequenz von 250 Hz und der Carrier eine Frequenz von 700 Hz hat, entstehen die Seitenbänder950 Hz und 450 Hz. Diese sind zusätzlich zu den Grundtönen zu hören. Verwendet man andere Wellenformen entstehen weitaus komplexere Klänge, da es hier mehr Obertöne und somit auch mehr Seitenbänder gibt. Die Ergebnisse sind nur schwer vorhersehbar, weshalb man bei dieser Syntheseform viel experimentieren muss.

Bei der exponentiellen Frequenzmodulation haben Änderungen in der Steuerspannung proportionale Änderungen im Tonintervall zur Folge. Eine gewünschte Veränderung des Klanges die entsteht indem man die Modulationstiefe verändert hat dabei immer eine nicht gewünschte Veränderung der Tonhöhe zur Folge.

 

Lineare Frequenzmodulation:

Sie Funktioniert im Grunde genau wie die Logarithmische Frequenzmodulation mit dem Unterschied das eine Änderung der Steuerspannung eine proportionale Änderung in der Frequenz des Carriers zur Folge hat. Man kann hierbei die Klänge Tonal mit einer Klaviatur spielen, was bei der logarithmischen Frequenzmodulation nicht möglich ist.

Der Grund hierfür ist das bei der logarithmischen Frequenzmodulation der Kondensator im Oszillator früher entladen wird als bei einem unmodulierten Oszillator. Dadurch erhöht sich die Frequenz des Carriers gegenüber der Ausgangsfrequenz. Bei der linearen Frequenzmodulation wird dagegen dafür gesorgt das sich die Frequenz nicht verändert.

Bei der linearen Frequenzmodulation haben kleinste Veränderungen der Modulatorfrequenz drastische Klangänderungen zur Folge. Arbeitet man mit nicht ganzzahligen Verhältnissen von Modulator – und Carrier – Frequenz erhält man Geräusch – und stimmenähnliche Klänge. Haben Modulator und Carrier exakt die gleiche Frequenz erhält man einen Ton der einer mit einem Tiefpassfilter bearbeiteten Sägezahnwelle ähnelt.

 

 

3. 4 Amplitudenmodulation

 

Bei der Amplitudenmodulation lässt man die Lautstärke eines Oszillators durch einen Oszillator steuern. Durch eine langsame Amplitudenmodulation durch einen Niederfrequenzoszillator im Sub – Audiobereich ( 1 Hz bis 15 Hz) erhält man ein Tremolo. Bei einer Modulationsfrequenz im Audiobereich ( ab 20 Hz) entstehen wieder Seitenbänder, wodurch Klangveränderungen ähnlich wie bei der Frequenzmodulation hervorgerufen werden.

 

Klangbeispiele : Track 16 – lineare Frequenzmodulation

                             Track 17 – logarithmisch oder exponentielle FM

                             Track 18 - Amplitudenmodulation

 

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