VCA (Voltage Controled Amplifier)

Nachdem wir bis jetzt schon immerhin die Signalerzeugung und die Frequenzgemischbearbeitung (Filterung) durchgeackert haben, bleibt beim Signalweg nur noch die Veränderung der Signalamplituden übrig. Aber großes Kopfzerbrechen wird hierbei nicht auftreten, die VCA's sind einfach zu verstehende Baugruppen. Den Ausdruck VCA (Voltage Controled Amplifier spanungsgesteuerter Verstärker) sollte man jedoch nicht zu wörtlich nehmen. In der Praxis ist er nichts weiter nie ein gesteuerter Abschwächer (Attenuator). Er soll wirklich nichts verstärken sondern die ihm zugeführten Spannungen von „Null" höchstens auf deren „Maximum" steuern. Je größer die, dem VCA zugeführte Steuerspannung ist, desto geringer dämpft er das Eingangssignal. Ein guter VCA sollte in der Lage sein, alle im Synthesizer zur Verfügung stehenden Spannungen ohne Abhängigkeit von deren Frequenz und Polarität verarbeiten zu können.
             Solche guten VCA's sind sehr vielseitig und lassen sich hervorragend auch zur Steuerung von Steuerspannungshöhen einsetzen. Beim ersten 'Check' ist unbedingt darauf zu achten, daß er kein wahrnehmbares  Eigenrauschen produziert, übersteuerungsfest ist und die steuernde Spannung nie am Ausgang zu hören ist. Eine Leuchtdiode zur Warnung vor Übersteuerungen ist am VCA sehr nützlich (übrigens auch beim schon beschriebenen Mixer)  Tja das war's schon zur Thema VCA, war wohl'n Witz oder?

Der Hüllkurvengenerator (Envelope Generator, ADSR, AR, usw..)

   Jedes natürliche Schallereignis verändert sich im Lauf der Zeit, zumindest hört es irgendwann wieder auf. Manche Schallereignisse wie zum Beispiel ein Schuß sind sehr kurz, andere erscheinen uns schier unendlich lang und gleichförmig (Wind, Brandung, Verkehrslärm, Büttenreden...).  Damit auch unsere elektronischen Klänge dynamischer werden ohne die Hilfe von sechs Händen in Anspruch nehmen zu müssen, benutzen wir Hüllkurvengeneratoren. Diese werden mittels Startimpulsen ausgelöst und lassen dann eine zuvor eingestellte Steuerspannungskurve ablaufen. Gestartet werden sie meist von GATE- oder TRIGGER- Impulsen der Tastatur von Sequenzern oder CLOCK-Generatoren
 

              Die Steuerspannungen von Hüllkurvengeneratoren werden üblicherweise überwiegend zum steuern von Filtern und VCA's benutzt. Andere Verwendungsformen sind recht unbekannt aber sehr effektvoll. Alle Steuerspannungen die ein Hüllkurvengenerator erzeugt sind, mit einer Ausnahme, zeitabhängig einstellbar. Welche Funktionen die einzelnen Regler besitzen soll die Abbildung verdeutlichen:

Attack (Anstiegszeit)
       Mit dem Attack - Regler stellt man die Zeit ein, die vom Starten des Generators bis zum Erreichen seiner maximalen Ausgangssteuerspannung (10 Volt) vergehen soll. Der Attack Regler regelt also nur die ZEITSPANNE. Die maximale Steuerspannung wird in jedem Fall erreicht.

DECAY  (primäre Abklingzeit)
       In der einstellbaren Decayzeit sinkt die, nach Ablauf der Attackzeit erreichte, maximale Steuerspannung auf einen Wert ab, den man mit dem Sustain Regler einstellen kann. Der DECAY Regler regelt also auch eine ZEITSPANNE

Sustain (Spannungspegel)
       Mit dem Sustain Regler kann man einen Spannungswert zwischen 0 Volt und dem Spannungsmaximum (normalerweise 10 V) einstellen. Diese Spannung liegt dann nach Ablauf von Attack und Decay am Ausgang des Hüllkurvengenerators. Abgebrochen wird diese Dauerspannungabgabe erst, wenn am Starteingang des Generators der Gateimpuls abgeschaltet wird. (z.B. durch lösen einer Taste auf dem Keyboard). Der Sustain Regler stellt also keine Zeit sondern eine SPANNUNG  fest ein und fällt daher etwas aus dem Rahmen. SUSTAIN ist ein Spannungswert - KEINE ZEIT !
        Hier schmunzelt der Synthi-Crack über die Gitarreros, die gern noch einmal den Neuwert ihrer Klampfe in vergoldete Massiv-Messing Zubehörteile investieren um den "Sustain" (der je eigentlich ein Release ist) derselben zu verlängern (!!) Man spricht eben eben doch eine andere Sprache ;)

Release (finale Ausklingzeit)
        Mit dem Release Regler letztlich stellt man die Zeit ein, welche vergehen soll, bis nach Ende des Gate Impulses die Ausgangssteuerspannung am Hüllkurvengenerator vom Sustain Wert wieder auf 0 Volt absinkt. RELEASE ist die finale AUSKLINGZEIT

Allgemeines:
       Schaut Euch die Darstellungen genau an und vergeßt niemals, daß die maximale Steuerspannung in jedem Fall erreicht wird. Sollte diese CV zu hoch sein für Steueraufgaben, kann man sie ja bequem entweder an den zu steuernden Modulen oder aber mit Hilfe von separaten Abschwächern feinfühlig einstellen.

Hier noch eine kleine Übersicht darüber, welche Zeiten ein guter Hüllkurvengenerator aufweisen sollte:

ATTACK   :   extrem kurze Zeit bis 10 Sekunden maximal
DECAY    : 3 bis 10 Sekunden
SUSTAIN  : 0 bis 10 VOLT (!)
RELEASE  :10 Sekunden oder mehr
 

Verschiedene Hüllkurvengeneratoren

AR      :  Attack - Release
ADSR    :  Attack - Decay - Sustain - Release
hADSR   :  Hold (Gate Hold) - Attack - Decay - Sustain - Release
dADSR   :  Delay (Gate Delay) - Attack - Decay - Sustain - Release
VCADSR  :  Voltage Controled -  ADSR
und andere denkbare, nicht immer notwendige Kombinationen
 

Zur Erklärung von Sonderfunktionen :
      Ein GATE - DELAY (d) ist eine elektronische Schaltung, die den Startimpuls für den Hüllkurvengenerator um eine einstellbare Zeitspanne verzögert. Die Verzögerungszeit von bis zu 3 Sekunden reicht aus um beispielsweise nach einem sanften Lautstärkenanstieg (ADSR 1 steuert VCA), dann eine plötzliche Filteröffnung (dADSR mit Delay steuert Filter) zu erreichen.

 Einen HOLD Regler habe ich bisher nur am KORG MS 20 entdecken können. Dieser verlängert ein Gate oder Trigger  künstlich um bis zu 20 Sekunden. Danach geht’s wie bei jedem anderen ENVELOPE GEN. weiter (Release setzt ein).

SPANNUNGSSTEURBARE ADSR,
        z.B. VC-ADSR - Generatoren findet man nur sehr selten, eine exakte Steuerung erfordert vom Hersteller erheblichen technischen Aufwand. Bei ihnen ist es nicht nur möglich die Dauer der gesamten Hüllkurve mit dem SCALE - Regler schnell mal zu verändern, man kann auch zum gleichen Zweck Steuerspannungen benutzen. Anbieten tut sich hier auf jeden Fall die Keyboard - CV, welche dann auch die Länge des gespielten Klanges beeinflußt. Das ist eine schöne Möglichkeit z.B. bei Synthesen von natürlichen Instrumenten. Dort verklingen ja auch die energieärmeren Töne eher wie die tieferen Frequenzen. Bei den VC-ADSR´s des Axiom-Systems von BME bestand sogar die Möglichkeit den Sustainpegel zu modulieren. In vielen Fällen spart man sich dadurch bei komplexeren Klängen eine Menge Patchcords (Verbindungskabel) und zusätzliche Baugruppen. Die abgebildete Frontplatte (s. o.)erzeugt beim Erreichen einer einstellbaren Spannungsschwelle (Regler: Level ) einen Startimpuls, über den dann schließlich ganze Serien von Hüllkurven ausgelöst werden könnten..

                  Der LFO (Low Frequency Generator), zu Deutsch: Niedrigfrequenz-Generator, wird fast ausschließlich zu Modulationszwecken als Steuerspannungser-zeuger eingesetzt. Es gibt Bauarten von LFO´s, auch LOW-VCO´s genannt, deren Frequenz auch mit einer externen CV gesteuert werden kann und deren Schwingun-gen bis in den Hörbereich hinein reichten. Eigentlich sind das „nur" einfache VCO´s, die jedoch besonders tiefe Frequenzen erzeugen können.. Die Firma MOOG, die die  Idee der Modularisierung in einem Modulsystem am konsequentesten durchführte, bietet so erst gar keinen LFO an. Bei MOOG werden einfach die VCO’s als Modulationsgeneratoren benutzt. Der Frequenzbereich dieser „Edelteile" reicht immerhin von 0.005 Hz bis 40 kHz. Eine weitere Variante stellen triggerbare LFO’s dar.  Diese können mit Hilfe von Trigger oder Gate jeweils vom höchsten oder vom niedrigsten Spannungswert der vorgewählten Kurvenform aus, gestartet werden. Diese Funktion wird unter anderem zur Steuerung externer Effektgeräte benutzt, die ebenfalls spannungssteuerbar sind  (z.B. Roland´s Studio-Phaser 880). Jaja, ich weiß: Sowas gibt’s nicht mehr, alles dem Digitalisierungswahn geopfert worden. Der Vollständigkeit aber muß das erwähnt werden.
         Damit sind wir auch schon bei den Kurvenformen der LFO’s:  Beim Kauf von Modulationsgeneratoren gilt die einfache Faustregel: Je mehr verschiedene Kurvenformen ein LFO bietet, desto besser kann er verwendet werden. Man findet so auch meist alle bekannten Wellenformen, diesmal inklusive der Sinusschwingung die beim modulieren deutlich anders wirkt wie das eben nur ähnliche Dreieck. Eine interessante Variante ist  ein LFO, bei dem jeweils alle Rechteck bzw. alle Dreieckschwingungen an zwei getrennten Ausgängen anliegen. Die Kurvenformen kann man bei diesem Modell mittels ‘WAVE - SHAPE -Regler stufenlos von einem Extrem zum anderen übereilenden.
          Modulieren kann man in einem Modulsystem so ziemlich alles: Die Frequenz von Tongeneratoren, diejenige anderer LFO´s, die Grenzfrequenz und Resonanz von Filtern, Amplituden beliebiger SV´s oder CV´s, ja sogar Zeiten lassen sich mittels LFO´s beeinflussen. Die Anwendungen von LFO’s sind also sehr vielseitig, ja ich möchte behaupten, daß man gar nicht genug von den Dingern haben kann. Die Steuerspannungsamplitude beträgt selbstverständlich wieder  10 Volt, so daß es notwendig ist, sie über einen Abschwächer auf andere Synthesizerfunktionen wirken zu lassen damit die Modulationstiefe nicht zu heftig wird - aber das dürfte inzwischen klar sein. Nun stellt Euch bitte mal vor welch herrlich „chaotischen" Steuerspannungsverläufe man erhält, wenn man mehrere LFO-Kurven mischt oder wenn man einen LFO mit einem anderen steuert - und dann diese, sekundäre CV benutzt . . !?
             Also - nun mal nicht so träge, Leute ! Ran ans Experimentieren, ohne LFO’s wäre die elektronische Musik wirklich das, was ihre Gegner oft vorschnell von ihr behaupten, nämlich: statisch, mechanisch, langweilig,  eben so wie die hübschen Digitalkisten. (harhar)

          Meist auf der Frontplatte des Rauschgenerators (das hatten wir doch schon mal !?) findet man auch die Ausgänge der sogenannten RANDOM - Spannung.  Man spricht im Jargon einfach vom Random oder auch Slow Random. Diese Spannungsverläufe entstehen wenn aus dem Rauschen alle hörbaren Frequenzanteile herausgefiltert werden. Die Random - CV setzt sich aus eines Gemisch von Frequenzen zwischen 1 Hz und etwa 10 Hz zusammen und ist, da im Rauschen ja alle Frequenzen vorhanden sind (diese aber nicht ständig mit gleicher Amplitude), ständig in Bewegung. Die Kurvenform ändert sich ständig und es bietet sich uns somit die Möglichkeit, neben den vielen exakten, sich periodisch wiederholenden Steuergrößen auch mal eine recht zufällige, schwankende einzusetzen. Random läßt sich gut für dezente Filtermodulationen und Pulsweitenmodulationen einsetzen. Die Unterscheidung mancher Hersteller in Random und Slow - Random bezieht sich nur auf die Stärke der Filterung, also auf den Frequenzbereich der Ausgangsspannung dieses Moduls. Auch hier sei auf einige wenige Hersteller hingewiesen, deren Geräte mehr bieten als der Durchschnitt: Ich habe auch schon Random - Generatoren mir der Möglichkeit gesehen, die Ausgangsamplitude zu begrenzen und deren „Lage" zwischen positiv und negativ einzustellen. Man spart sich dadurch einiges an Arbeit mit den Patchcords, zusätzliche Abschwächer und Mixer! Wegen der Übersichtlichkeit ist eine Leuchtdiode zur Frequenzanzeige des LFO eine gute Sache und keine Spielerei.

           Ein eindringlicher Rat  wieder einmal: Dem Anfänger quellen oft fast die Augen aus dem Kopf, wenn er die Versprechungen der Geräteproduzenten hört und die hübsch bunten Kataloge betrachtet. Cool bleiben ! Schaut Euch gerade diejenigen Produkte besonders genau an, die solche Extras bieten! Nicht selten werden durch Gimmicks wie Leuchtdioden, Zusatzfunktionen und phantasievolle Namengebung massive Mängel in den wichtigsten Funktionen verschleiert. Es gibt aber auch solche, die beides bieten: Qualität UND Vielfalt.

         Sicher werden einige von Euch dieses Kapitel aufschlagen, bevor sie den ganzen anderen „Kram" verdaut haben. Von Sequenzern geht ein besonderer Reiz aus. Gut eingesetzte Sequenzer übertreffen die spielerisch, technischen Möglichkeiten eines Tastendrückers und dessen Durchhaltevermögen leicht. Dutzende von Knöpfen, Schaltern und blitzenden, rasenden Leuchtdioden wie aus einem B-Movie des Genres Science Fiction, das sind Sequenzer für die „handgemachte" elektronische Musik. Wegen der Größe dieser Baugruppen werden sie meist in separaten Gehäusen mit eigener Stromversorgung untergebracht. Nüchtern gesehen ist es der Zweck eines Sequenzers, voreingestellte Spannungswerte der Reihenfolge nach ablaufen zu lassen und bei Bedarf immer wieder zu wiederholen.
         Größere, gut durchdachte Geräte lassen es zu, eine Vielzahl von VCO’s, VCF’s und Hüllkurvengeneratoren gleichzeitig zu steuern, ja sogar richtige polyphone Sätze aufzubauen, diese schließlich mit frei wählbarer Geschwindigkeit ablaufen zu lassen. Die Gefahr, die Sequenzer mit sich bringen, kommt von der Versuchung den Maschinen einen zu großen Teil der Musik zu überlassen und selbst dann nur noch die Begleitfunktion zu übernehmen. Unbestreitbar ist, daß solche „Zauberkästen" in der Lage sind, hervorragende rhythmische Unterlagen zu bilden zu denen sich gut spielen und improvisieren läßt. Die „von Hand" gemachte Musik sollte aber eigentlich im Vordergrund stehen. Doch das ist natürlich nur eine subjektive Meinung von mir, auch ich habe übrigens auch oft damit Probleme wenn eingestellte Sequenzen einen solch dichten Klangteppich bilden, daß schon jeder weitere Ton ein Übermaß bedeuten würde.

DIGITALE SEQUENZER - die Hardware-Lösung
              sind eigentlich nur für den speziellen Fall der Tonhöhensteuerung konstruiert. Die programmierbaren Sequenzer sind zwar meistens nur einkanalig, aber weisen teilweise enorme Längen bis zu einigen tausend Schritten auf.  Filtersteuerungen sind meist nur begrenzt möglich, da der Spannungsbereich oft nur bis 2,5 Volt reicht. Die Bedienung digitaler Sequenzer setzt kaum Kenntnisse der Synthesizertechnik voraus und ist somit schneller und einfacher zu vollziehen. Bei einer bestimmten Bauart werden nur noch die Verbindungen Keyboard CV in/out und Gate in/out benötigt. Die gewünschte Sequenz braucht dann nur noch auf der Tastatur eingespielt zu werden. Der Sequenzer ist in der Lage die Keyboard-CV = Tonhöhe) und die zeitliche Abfolge der Gates (= Rhythmus) zu lesen und zu speichern. Auf Knopfdruck kann man dann diese Sequenzen sofort, oder bei Bedarf erst nach Wochen wiedergeben. Um auf diese Weise gute, rhythmisch saubere Sequenzen zu erzielen, muß man aber schon selbst einiges spielerisches Können mitbringen, auch eingespeiste Unsauberkeiten werden exakt und unbarmherzig reproduziert. Bei Mehrspuraufnahmen per Tonbandgerät o.ä. addieren sich dann auch Timing - Fehler so beachtlich, daß es manchem Tontechniker  nur so graust. Sicherer ist es, programmiert man jeden Schritt separat in Tonhöhe und Zeitdauer. Diese Verfahren nennt man dann auch STEP by STEP - Programmierung. Auf den ersten Blick scheint dies umständlich, hängt aber im wesentlichen davon ab, wie der Sequenzer aufgebaut ist und wie oft man bereits gespeicherte Sequenzen durch neue ersetzen will. Viele digitale Sequenzer besitzen eine Mehrzahl von Sequenzspeichern und über eine „Ablaufsteuerung". Sie ermöglicht es, verschiedene komplette Sequenzen in einer vorbestimmbaren Reihenfolge ablaufen zu lassen. Als Musterbeispiel für diese Technik möchte ich den MFB 601 - Digital-Sequenzer nennen. Wie bei jedem anderen Sequenzer auch können digitale Sequenzer nach einmaliger Ablauf der Sequenz stoppen, oder diese solange wiederholen bis die Elektrizitätswerke den „Saft" abdrehen.
         Obwohl ja eigentlich ausschließlich von analogen Geräten die Rede sein sollte, habe ich also doch die digitalen Sequenzer erwähnt. Dann noch eins drauf: Selbstverständlich ist heute der Einsatz von Computerprogrammen zur Steuerung von sehr komplexen Sequenzen. Diese Programme beherrschen das ganze spielerische Spektrum von den Tonhöhen, Rhythmik, Betonungen und, und, und... Genug davon, dies hier ist schließlich ein Kurs mit angeblich „antikem Wissen" und da schließen wir mal die Augen vor der Gegenwart. ;-)