Der Synthesizer als modulares System
 

  Wie bereits erwähnt, muß die elektronische Tonerzeugung bestimmte Prozesse
  durchlaufen: In einem Tongenerator entsteht der Ton, er passiert einen Filter,
  und muß in einem Verstärker, mit einer bestimmten Lautstärke-Verlaufskurve
  zum größeren Verstärker geschickt werden.
  Die einzelnen Elemente nennt man auch Module.
   Hüllkurvengenerator,   LowFrequenceOscillator,    Sample&Hold   Rausch-Generator Ringmodulator Mixer
   Voltage Supply   Integrator  Inverter    Devider      Audioamplifier   Voltmeter
  Die Firma Korg hat mit dem MS50 einen festen Modulsatz geliefert, bei Moog
  oder Roland 700 (letzterer steht uns zur Verfügung) gibt es austauschbare und zu
  ergänzende Modulbausteine. Im Prinzip arbeiten sie aber alle gleich.

1 = Oktavlagen,      2= Feinregulierung der Tonhöhe  ,

             Das Modul im Roland 700 arbeitet vorwiegend mit Schiebereglern, ist natürlich besser gebaut und hat einige sinnvolle Ergänzungen 

So sind die Einheiten einerseits innerlich verkabelt,
die 4 Wellenformen haben aber jeweils eigene Ausgänge und stehen
für weitere Verkabelung zur Verfügung.
Für die angelegte Tonhöhenmodulation vom EG (hier ASR)
und LFO sind für die Genauigkeit Schalter, die auf 1/10
gestellt werden können.
 
 

        Der vom VCO kommende Tonfluß geht im unteren Signaleingang 4 in dieses Modul und verläßt ihn als signal out (6)

Im Modul selber wird durch den oberen Regler (1) bestimmt, welcher Oberbereich des Klanges "abgeschnitten" werden soll :cutoff.
Dazu wird mit dem 2. Regler ein Spitzenwert (peak)  für die  Frequenzwerte der Abbruchstelle angegeben.
Schließlich kann mit einem 3. Regler wieder die den Filter betreffende Modulationsbreite angegeben werden.
Das Kontrollsignal hat einen eigenen Eingang (5)
 
 

                  Zum Vergleich das Modul von Roland700:

 
 

Alle VCO-Eingänge werden durch einen Filter geführt.
Die Einstellungen, ob Lowpass, Highpass oder Bandpass können durch Schalter vorbestimmt werden.
Der Hauptregler zeigt den Hz-Bereich, und der Resonanz-Schieberegler ist ebenfalls skaliert.
Das Filterergebnis hat einen eigenen Ausgang.
Im Modul sind noch die Modulationsregler eingebaut.
 
 

Durch den Kontroll-Eingang , z.B. eines Hüllkurvengenerators wird die Lautstärke in ihrem zeitlichen Verlauf beeinflußt.

Schließlich ist in diesem Modul  (etwas eigenartig) noch ein Filterregler untergebracht der die unteren Bereiche "beschneidet" : lowcut
 
 

Im Vergleich das Roland700 Modul

Als Eingänge sind 2 VCF und ein freier Platz vorgesehen.
Die auswählbaren EGs (ADSR) sind mit einem
regelbaren Vorverstärker versehen
ebenso wie der freie Eingang,
mit dem man ein Tremolo gestalten kann.
 
 

       a)   Der Hüllkurvengenerator oder auch EG = envelope generator
             In diesem Modul wird ein Spannungswechsel
             im zeitlichen Verlauf erstellt.

1  sorgt für die Dauer und damit Steilheit der Zunahme :   attack
2  sorgt für die Dauer und damit Gefälle  der Abnahme :   decay
3  ist der Hauptregler für das gleichbleibende Niveau :     sustain
4  bestimmt die Dauer des Verklingens nach dem Loslassen:  release
 
 

Die  beiden Ausgänge sind  in erster Linie für den Lautstärke-Verlauf und die Filteraktionen gedacht, können aber auch auch andere Module und Parameter bestimmen.
 

       Ein zweiter Hüllkurvengenerator hat ausser dem attack und release
        ergänzende Möglichkeiten.

 
 

 1)  Hold : der zeitliche Ablauf wird in seiner Dauer
                nicht vom Loslassen der  Taste, sondern
                von der Einstellung dieses Reglers bestimmt.
  2)  Delay: der Einsatz des zeitlichen Ablaufes
                 wird um den Wert dieses Reglers verzögert.

Beide EGs brauchen einen Start- Trigger. Im Normalfall ist das die Taste, es kann aber jeder andere Startimpuls sein.

     Beim Roland 700  sind die ADSR - Elemente paarweise

b) Der Niederfrequenz / Modulationsgenerator LFO

Der Kern dieses Moduls ist ein Generator der Schwingungen im Bereich, der mit dem oberen Knopf von einer Schwingung in 10 Sekunden bis zu 25 Schwingungen pro Sekunde eingestellt werden kann.
Es noch einen Eingang (4) der auch diesen eingestellten Wert erweitern oder zeitlich modulieren kann.
Knopf  3  regelt die Intensität des Modulationsausganges.
Es stehen 3 Ausgänge zur Verfügung mit eigener Grundwellenform im Spannungsbereich von -2,5 V -+2,5 Volt.
Ausserdem gibt es den Rechteckausgang, dessen Form durch einen Pulsbreitenregler verändert werden kann und der von 0 V auf 5 V wechselt. Damit kann dieser Ausgang auch als Triggersignal verwendet werden.
 

Im Vergleich das Roland 700 Modul

Man kann nur jeweils eine gewählte Wellenform ausleiten.
Der einstellbare Schwingungsbereich ist allerdings einstellbar von 0,03 - 30.
Auch dieser LFO kann durch einen externen Eingang wieder moduliert werden.
 

c)       Das Modul      Sample & Hold

Dieses Modul hat eine etwas kompliziertere Struktur. Eingestellt werden kann eine bestimmte Taktfrequenz, die den Abstand festlegt, in welchem ein fließendes Eingangssignal "abgetastet", d. h. unterteilt wird.

Das Eingangssignal wird also an mehreren Stellen abgelesen und das Ergebnis bis zur nächsten Stufe festgehalten.
Ausgegeben wird dann eine abgestufte Spannungsfolge.
Der innere Zeitmesser des Reglers kann als Impuls hinausgehen.
Ebenso kann ein externer Zeitgeber das Modul bestimmen.
 

  Beim Roland 700  ist dies im Prinzip genauso

  Es gibt noch zwei Auswahlen zur sample mode
und ein interner Ausgang ist bereits zum VCO 3 gelegt
 
 
 
 
 
 

d)                            Rauschgenerator

Werden im VCO  harmonische Schwingungen erzeugt, die Voraussetzung für einen Ton
sind so hat eine Synthesizer noch einen besonderen Generator für das Rauschen.
Hier werden beim "weissen Rauschen" alle Frequenzen mit gleichem Ausgangspegel erzeugt. 
Beim  "Pink Noise" , de, Rosa Rauschen ist der Anteil der niedrigen Frequenzen größer als der der höheren. Durch Filtermodulationen lassen sich viele Effekte kreieren. Auch ist das Rauschen als Modulationssignal für ungleichmäßige Ereignisse brauchbar.

e) der   Ring-Generator  --------------------

Er  Generator verfährt nach dem einfachen Prinzip, dass er zwei Frequenzen als Gemisch ausgibt: 
F1 + F2  und  F1 -F2

Das führt in manchen Fällen zu harmonischen Kombinationen,
die glockenartig klingen.

Beim Roland 700   lassen sich die einzelnen VCOs und externe Signale in Ringmodulationen vereinen.
 
 
 

f)                                 Adding Amplifier (Mixer)

        3 Signale können hier durch Kanal-Pegelregler gemischt und als ein Signal ausgegeben werden.
 
 
 

Durch Anschluß dieser Spannungsversorgung -5 bis +5 Volt an den Regelspannungs - Eingangs eines anderen Moduls können große Änderungen in der Funktion des Moduls ermöglicht werden.

   Die Änderung eines Signals kann durch eine Zeitkonstante beeinflußt werden.
Das Modul begrenzt die Geschwindigkeit einer Spannungsänderung.
Bei einem Tonwechsel entsteht ein portamento. Oft ist ein Portamento-Regler schon im VCO eingebaut.
 
 

  Die Polarität der Signale wird gewandelt:  Anstieg von  0  zu  5Volt    wird zu
                                                                        Abfall    von  5  zu  0 Volt

        Ein Eingangssignal mit möglichst 3V  wird ausgegeben als eine Impulswelle mit der halben  bzw. viertel Frequenz.
z.Beispiel ist der Ausgang eine, bzw. zwei Oktaven tiefer.
 
 
 
 
 

 Als Eingangssignal ist eine elektrische Gitarre, Tonband oder andere elektronische Tonquelle gedacht. Der Signalpegel muß soweit angehoben werden 1) daß beim Spitzenwert das Lämpchen leuchtet.
Der Ausgang (3) kann statt VCO an die übrigen Module angelegt werden.
Der Spitzenwert liefert auch ein Triggersignal (4), das zur freien Verwendung ausgegeben wird.
Als Besonderheit liefert dieser Verstärker einen Envelope Follower (5), d. h. ein Hüllkurvensignal, das dem Lautstärkeverlauf des Audiosignals folgt.