Der spannungsgesteuerte Oszillator

 

Der Spannungsgesteuerte Oszillator oder auch VCO (von englisch: Voltage Controlled Oscillator) ist das Herzstück eines Analogen Synthesizers. Er erzeugt den „Urton“, der später von anderen Baugruppen wie zum Beispiel Filter oder Verstärker verändert wird. Dieser Basisklang entsteht durch einen Auf - und Entladevorgang eines Kondensators, der sich periodisch wiederholt.

Der Kondensator wird von einem Strom in einer bestimmten Geschwindigkeit aufgeladen. Dadurch entsteht zwischen den beiden Elektroden eine Spannung. Sobald diese Spannung einen bestimmten Referenzwert übersteigt, wird der Kondensator mittels eines Schalters kurzgeschlossen und somit entleert. Nun wird der Kondensator wieder aufgeladen. Wenn man sich diesen Vorgang mit einem Oszilloskop anschaut sieht man eine Sägezahnwelle, was die Grundwellenform eines Analogen Synthesizers ist. (Als einzige Ausnahme seien Synthesizer genannt, die mit dem VCO Chip CEM 3340 von Curtis bestückt sind. (zum Beispiel Doepfer A 100) Hier ist die Grundwellenform ein Dreieck.)

Aus der Grundwellenform werden nun andere Wellenformen abgeleitet. Die Dreieckswelle erhält man indem man die Sägezahnwelle aufspaltet, eines der beiden Signale invertiert und anschließend wieder zusammenmischt.

Die Sinuswelle wird erzeugt indem die Spitzen einer Dreieckswelle mittels zweier Dioden abgerundet werden.

Die Rechteckswelle, oder auch Pulswelle wird erzeugt indem eine Spannung von der Sägezahnwelle An - und Ausgeschalten wird. Sobald die Sägezahn -spannung einen bestimmten Referenzwert überschreitet, wird die Spannung eingeschaltet, sobald der Referenzwert unterschritten wird, wird die Spannung ausgeschaltet. Dieser Referenzwert lässt sich verschieben was sich in einer Veränderung der eingeschalteten und der ausgeschalteten Periode auswirkt. Man spricht hierbei von Pulsweiten -, oder auch Puls -breitenmodulation.

Es gibt nun Synthesizer die nur zwei der beschriebenen Wellenformen er -zeugen (meist Sägezahn und Puls zum Beispiel RolandTB303), aber auch Synthesizer die alle vier erzeugen können. Manche Synthesizer können auch noch andere Wellenformen erzeugen, wie zum Beispiel Geräte der Firma Moog, die eine Wellenform anbieten welche durch Addition von Sägezahn und Dreieck gebildet wird. Andere Synthesizer erzeugen die sogenannte „Spaced Saw“ oder „Peak“, die entsteht, indem man die untere Hälfte der Sägezahnwelle abschneidet und weglässt.

Die Auf - und Entladegeschwindigkeit des Anfangs genannten Kondensators bestimmt die Tonhöhe. Je höher die Geschwindigkeit, desto höher der Ton.

Die Wellenform lässt sich in der Regel über Schalter anwählen. Manche Synthesizer wie zum Beispiel der Minimoog Voyager verfügen über Drehregler, mit denen man stufenlos zwischen den einzelnen Wellenformen überblenden kann. Bei Modularen Synthesizern hat man direkte Ausgänge für die einzelnen Wellenformen. Dadurch ist es möglich gleichzeitig mehrere Wellenformen von nur einem Oszillator zu nutzen.

Des weiteren verfügen Analoge Synthesizer über Regler für die Stimmung, für die Veränderung der Pulsweite der Pulswelle und für die Empfindlich - keit der Pulsweiten - und Tonhöhenmodulation. Außerdem gibt es noch Eingänge für die Oszillatorsynchronisation, die später im Kapitel 3 welches sich mit der Funktion Analoger Synthesizer befasst näher erläutert werden.

 

Klangbeispiel : Track 1 – Grundwellenformen und Pulsweitenmodulation

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