Elektronische Klangerzeugung

Ein einzelner Klang besteht aus einem Grundton und mehreren Obertönen. Ein einzelner Ton hat
die Schwingungsform Sinus. Umgangssprachlich bezeichnet man als Ton die Kombination aus mehreren
Sinus-Tönen, nämlich dem Grundton und den Obertönen, und damit den Klang. In der Natur
existiert der Sinus-Ton als einzelnes akustisches Signal nicht.
Bei Klängen, denen wir eine musikalische Tonhöhe zuordnen, schwingen die Obertöne mit ganzzahligen
Vielfachen des Grundtones, d.h. sie haben die doppelte, dreifache, vierfache usw. Frequenz
des Grundtones. Diese ” ganzzahlige“ Reihe nennt sich die natürliche Obertonreihe, und ein Teilton
dieser Reihe wird in der Musik als eine Harmonische bezeichnet.
Tonhöhe:
Die Tonhöhe, die unser Ohr einen Klang zuordnet, entspricht dabei der Frequenz des Grundtones.
Dabei muss dieser gar nicht unbedingt wirklich ertönen, denn aus den Frequenz-Verhältnissen der
Obertöne kann unser Gehör einen fehlenden Grundton errechnen. Das menschliche Gehör braucht
ungefähr eine viertel Sekunde, um die Tonhöhe eines Klanges zu ermitteln. Alle Klänge, die kürzer
dauern, oder deren Obertongemisch nicht ” ganzzahlig“ ist, werden als Geräusch wahrgenommen.
Klangfarbe:
Die einzelnen Ton-Schwingungen addieren sich zu komplexeren Schwingungsformen. Das Lautstärkeverhältnis
der einzelnen Obertöne bestimmt dabei die Klangfarbe, d.h. der Charakter des Klanges
ergibt sich aus seinem Obertongehalt. Ein hoher Anteil an hohen Frequenzkomponenten oder Partialtöne
bewirkt hellere oder sogar schrillere Klänge. Sind umgekehrt die tiefen Partialtöne stärker
vertreten, so wirkt die Klangfarbe dumpf und dunkel.
Hörschwelle:
Unser Gehör ist nicht in der Lage alle Schwingungen wahrzunehmen. Schwingungen mit kleinerer
Frequenz als 16Hz liegen außerhalb des hörbaren Bereichs, sie liegen unterhalb der Hörschwelle.
Die Grenze für hohe Frequenzen hängt vom Alter (und Gesundheitszustandes des Gehörs) ab und
reicht bei jungen Menschen bis ca. 19000Hz. Menschen hohen Alters hören bis 12000Hz.
3 Synthesizer
Ein Synthesizer ist ein regelbarer künstlicher Klangerzeuger, der natürliche Klänge wie z.B. Vogelgezwitscher
oder Meeresrauschen nachahmen aber auch völlig neue unbekannte Klänge erzeugen
kann. Dabei können die Anwender, bzw. die Musiker des Synthesizers Klänge erzeugen und diese
über präzise Einstellungen bestimmter Parameter in ihrer Tonhöhe, Klangfarbe und Lautstärke
verändern. Diese Parameter werden mittels elektronischer Signale angesteuert, die die elektronischen
Bauteile des Synthesizers kontrollieren. Als Ergebnis liefert das Gerät ein Audiosignal, das
über Lautsprecher hörbar gemacht werden kann. Der Begriff ” Analoger Synthesizer“ ergab sich
aus dem Konstruktionsaufbau eines solchen Gerätes. der Synthesizer besteht aus Schaltkreisen, die
wiederum aus einzelnen analogen Bausteinen wie Transistoren, Kondensatoren und Wiederständen
aufgebaut sind. Im Laufe der Zeit wurden bestimmte Komponenten digitalisiert, d.h. einzelne
Schaltkreise und Komponenten wurden zusammengefasst und durch Mikrochips und schließlich
durch digitale Signalprozessoren (DSPS) ersetzt.
3.1 Historische Instrumente
Dieses Kapitel stellt die wichtigsten Vorläufer der heutigen Synthesizer und ihre Erfinder vor und
erläutert ihre Funktionsweise.
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