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Der Synthesizer

Moderne Popmusik wäre ohne ihn undenkbar: Doch was genau ist ein Synthesizer und wie funktioniert er?

Die Grundlage elektronischer Musik

Das Festival »Elektronauten« vereint wahre Legenden: Manuel Göttsching erfand 1984 mit seinem Album »E2-E4« das Genre der elektronischen Musik, Adrian Utley und Will Gregory setzten mit ihren Bands Portishead und Goldfrapp produktionstechnische Maßstäbe und Martyn Ware definierte mit The Human League Elektropop, bevor irgendjemand überhaupt ahnte, dass dieser Sound einmal die Charts bestimmen wird. Was alle Acts des Festivals eint? Im Mittelpunkt ihres musikalischen Kosmos steht der Synthesizer. Genauer gesagt: Synthesizer der Firmen Buchla oder Moog.

Festival »Elektronauten«

Zu den Konzerten

I was never worried that synthesizers would replace musicians. First of all, you have to be a musician in order to make music with a synthesizer.

Robert Moog

Was genau ist ein Synthesizer?

Synthesizer sind elektronische Musikinstrumente, welche Ende der 1960er Jahre maßgeblich durch die beiden Erfinder Don Buchla und Robert Moog geprägt wurden. Obwohl sich die Instrumente in ihrem technischen Aufbau ähneln, verfolgten Buchla und Moog zwei unterschiedliche Konstruktionsprinzipien. Buchla setzte auf modulare, frei zusammenstellbare Synthesizer. Modulare Synthesizer sind oft sehr komplex, benötigen mitunter viel Platz und sind extrem teuer.

Robert Moog hingegen hatte schon früh die Musiker im Auge: Er reduzierte den Kern seiner Synthesizer auf ein Minimum, verpasste der Elektronik eine Tastatur und bot sie zu einem erschwinglichen Preis an – geboren war der Minimoog! Durch seine leichte Spiel- und Bedienbarkeit erlangte der Minimoog schnell große Popularität und wird noch heute, fast fünfzig Jahre nach seiner Einführung, in der ursprünglichen Form produziert. Anfangs hauptsächlich im Jazz, Progressive-Rock und Fusion eingesetzt, definierte er spätestens seit den frühen 80ern das Klangbild großer Pop-Produktionen bis hin zu Michael Jacksons ikonischem »Thriller«.

Minimoog

Moog Minimoog

Entstehungsgeschichte

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Wie funktioniert ein Synthesizer?

Synthesizer ähneln von ihrem physikalischen Prinzip durchaus akustischen Instrumenten, wie z.B. — der Geige! Im Gegensatz zur Geige sind Synthesizer elektronische Klangerzeuger und benötigen für die Klangerzeugung Strom. Dennoch haben beide Instrumente mehr gemeinsam, als man auf den ersten Blick vermuten würde. Beide machen sich dasselbe physikalische Prinzip zunutze: Luft wird in Schwingung versetzt, wodurch ein Ton entsteht. Bei der Geige geschieht dies durch das Zupfen oder Streichen der Saite, der Synthesizer hingegen muss sich künstlich behelfen: er erzeugt elektronisch eine Schwingung.

Ein Ton entsteht: Der Oszillator

Was bei der Geige die Saite, ist beim Synthesizers der sogenannte Oszillator. Der Oszillator erzeugt elektronisch eine Schwingung, die, über einen Lautsprecher abgespielt, einen Ton mit einer genau definierten Tonhöhe ergibt. Der Oszillator formt also den Ton des Synthesizers. Doch wie klingt dieser Ton? Im Laufe der Zeit haben sich mehrere Wellenformen (=Schwingungsarten von Schall) durchgesetzt, die von Synthesizern erzeugt werden können. Beim Spielen einer Geige mit Bogen entsteht hingegen nur eine Wellenform: die sogenannte Sägezahnschwingung.

Wellenform einer Geige
Wellenform einer Geige

Der Name ist Programm: Die Wellenform einer Sägezahnschwingung ähnelt dem Blatt einer Säge. Erzeugt ein Oszillator in einem Synthesizer eine Sägezahnschwingung, kommt das dem Klang eines Streichinstruments nahe. Dass Synthesizer und Geige dennoch nicht gleich klingen, hängt mit Teiltönen, sogenannten Obertönen, zusammen, die u. a. durch den hölzernen Korpus der Geige erzeugt werden. Obertöne sind der ausschlaggebende Faktor um z.B. die gezupfte Geige von einer gezupften Gitarre zu unterscheiden. Verändert man also die Obertöne, kann man einen starken Eingriff in den Klang eines Instruments vornehmen: Ein Synthesizer könnte so im übertragenen Sinne zu einer Gitarre werden.

Den Ton verändern: Der Filter

Das wichtigste Hilfsmittel um den Klang der Sägezahnschwingung des Oszillators grundlegend zu verändern, ist der Filter. Auch hier gibt es wieder verschiedene Typen, die häufigste Form ist jedoch der Tiefpassfilter. Erneut lohnt ein Blick auf den Wortstamm, um die Funktion des Tiefpassfilters zu verstehen: Beim Tiefpassfilter dürfen tiefe Frequenzen eines Tons »passieren«, hohe Frequenzen hingegen werden beschnitten – ähnlich eines Kaffeefilters, der Teile des Kaffeepulvers zurückhält. Durch diese Beschneidung der hohen Frequenzen (Obertöne) kann aus einem sehr hellen, streicherähnlichen Klang ein sehr dunkler und dumpfer Klang werden.

Vom Oszillator in den Filter
Vom Oszillator in den Filter

Kurzer oder langer Ton: Die Hüllkurve

Wie lang oder kurz ein Ton erklingt, entscheidet hingegen der letzte Baustein im Glied eines Synthesizers: die Hüllkurve des Filters. Mithilfe der Hüllkurve kann das Klingen eines Tons definiert werden – ähnlich wie der Ton der Geige durch unterschiedliche Spieltechniken verändert werden kann: Die Hüllkurve beeinflusst, ob der Ton des Oszillators sanft und lang oder kurz und abgehackt klingt. Dafür verantwortlich zeichnen sich vier veränderbare Parameter der Hüllkurve:

  • Attack (= Anschlag des Tons)
  • Decay (= Abfall der Lautstärke des Tons)
  • Sustain (= Halten des Tons)
  • Release (= Ausklingen des Tons)
Die Hüllkurve des Filters
Die Hüllkurve des Filters

Auch hier lohnt ein Blick auf die Geige und ihren Bogen, um die Wirkungsweise der Hüllkurve zu verstehen: Attack ist gleichbedeutend mit dem Ansetzen des Bogens, Decay und Sustain mit dem Halten des gestrichenen Tons und Release mit dem Absetzen des Bogens. Je nach Spielweise auf der Geige oder Einstellung der Hüllkurve des Synthesizers entstehen Töne sehr unterschiedlicher Charakteristik.

Unendlich viele Klänge

Oszillator, Filter und Hüllkurve ergeben zusammen den Grundaufbau eines Synthesizers. Ein Aufbau, wie er auch im berühmten Minimoog von Robert Moog zu finden ist. Am Beispiel der Geige lässt sich anschaulich zeigen, warum Synthesizer von ihrem physikalischen Prinzip durchaus akustischen Instrumenten ähneln. Doch Synthesizer können noch mehr: im Gegensatz zur Geige können sie nicht nur eine, sondern mehrere Wellenformen erzeugen, sie haben Filter zur Manipulation des Klangs und diverse weitere Modulationsmöglichkeiten für nahezu unendlich viele Klangoptionen.

Text: Philipp Seliger

Richard Bird and Daphne Oram, 1958

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Das Festival »Elektronauten«

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