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Die subtraktive Synthese ist die am häufigsten in elektronischen Klangerzeugern verwendete Art der Klangformung. Wie der Name schon andeutet, beruht sie im wesentlichen darauf, daß einem Audiosignal bestimmte Frequenzbereiche entfernt werden.

Insbesondere in Analogsynthesizern und virtuell-analogen Synthesizern kommt sie fast ausnahmslos zum Einsatz. Aus diesem Grunde wird sie häufig fälschlicherweise als Analogsynthese bezeichnet.

Die subtraktive SignalketteBearbeiten

OszillatorenBearbeiten

Am Anfang der Signalkette stehen bei der subtraktiven Synthese ein oder mehrere Oszillatoren. Diese erzeugen das Signal, das im Laufe der Signalkette weiterbearbeitet wird. Bei analogen und vielen virtuell-analogen Synthesizern geben sie nur Grundwellenformen aus, also Sägezahn, Rechteck/Puls, eventuell außerdem Dreieck, Sinus und/oder Rauschen. Dieses Grundsignal kann noch vor der weiteren Bearbeitung verändert werden, z. B. durch Pulsbreitenmodulation, Sync, Ringmodulation oder Frequenz- bzw. Phasenmodulation.

Einige digital arbeitende Synthesizer verfügen über weitere Wellenformen, insbesondere Wavetable-Synthesizer, die sich auch der subtraktiven Synthese bedienen.

Auch einige Synthesizer, deren grundlegende Syntheseform an sich keine subtraktive Bearbeitung erforderlich macht (z. B. manche FM-Synthesizer), setzen die subtraktive Synthese zur weiteren Klangformung ein, haben aber eine grundlegend andere Struktur auf Oszillatorebene (siehe FM-Synthese, Phase Distortion-Synthese).

Da bei Samplern und Sampleplayern das Grundsignal keine zyklische Wellenform ist, sondern eine abgespielte Klangaufnahme (Sample), wird das Element, das die eigentlichen Samples abspielt, in der Darstellung des Signalweges häufig nicht Oszillator genannt, sondern z. B. Wave Generator.

Mitunter ist es auch möglich, externe Audiosignale in einen Synthesizer einzuspeisen und subtraktiv zu bearbeiten.

Sind mehrere Oszillatoren oder entsprechende Klangerzeuger vorhanden, werden deren Signale im Anschluß an diese Sektion normalerweise gemischt und gemeinsam an die Filtersektion weitergereicht.

Diese Oszillatoren sind übrigens nicht zu verwechseln mit Niederfrequenzoszillatoren (LFOs), obwohl sie bei einigen Synthesizern deren Aufgaben übernehmen können.

FilterBearbeiten

Das Filter macht die subtraktive Synthese erst subtraktiv, denn es läßt nur bestimmte Frequenzanteile des Grundsignals durch und entfernt (filtert) den Rest.

Dabei wird unterschieden zwischen einer ganzen Anzahl an Filtertypen. Am häufigsten trifft man das Tiefpaßfilter (Lowpass, LP) an, das tiefe Frequenzen durchläßt und hohe ausfiltert, wodurch der Klang dumpf wird. Ebenfalls gängig sind das Hochpaßfilter (Highpass, HP), das genau umgekehrt arbeitet, hohe Frequenzen durchläßt und tiefe ausfiltert, was den Klang dünn werden läßt, und das Bandpaßfilter (Bandpass, BP), das einen bestimmten Frequenzbereich in der Mitte durchläßt und alles darüber und darunter ausfiltert.

Mit Resonanz kann ein Klang im Frequenzbereich um die Cutoff-Frequenz allerdings auch angehoben werden.

Ein subtraktiver Synthesizer kann durchaus mehrere Filter haben. Diese sitzen dann für gewöhnlich in Reihe, filtern also nacheinander das Signal. Sie können aber auch parallel geschaltet werden, woraufhin die Ausgangssignale der Filter gemischt werden. Was sie filtern, kann hierbei auch unterschiedlich sein, so können die Signale mehrerer Oszillatoren vor den Filtern gemischt werden, oder jeder Oszillator hat sein eigenes Filter.

VerstärkerBearbeiten

Der Verstärker sitzt am Ende der Kette und regelt die Gesamtlautstärke des Klanges. Der Begriff "Verstärker" ist in diesem Fall irreführend, denn das Signal wird hier nicht verstärkt, sondern zwischen Null (Stille) und der Eingangslautstärke geregelt.

ModulationenBearbeiten

Die subtraktive Synthese lebt vom Einsatz von Modulationen, also von der selbsttätigen Regelung bestimmter Parameter durch Hüllkurven und/oder LFOs.

Der Verstärker hat für gewöhnlich eine eigene Hüllkurve, die die Ausgangslautstärke regelt und den Klang anschwellen und/oder ausklingen lassen kann. Auch das Filter verfügt meist über eine eigene Hüllkurve für die Cutoff-Frequenz. Beim Einsatz eines Tiefpaßfilters kann der Klang so selbsttätig heller und wieder dunkler werden. Beide Hüllkurven können aber oft auch andere Parameter steuern, und die Stärke, mit der sie ihre eigentlich vorgegebenen Parameter steuern, ist regelbar, so daß z. B. die Filterhüllkurve die Frequenz (Tonhöhe) eines Oszillators regeln kann, das Filter dann aber nicht mitsteuert. Mehr als zwei Hüllkurven findet man bei Synthesizern in typisch analoger Bauweise eher selten, während viele samplebasierte Klangerzeuger eigene Hüllkurven für die Tonhöhe haben.

LFOs sind meistens nicht fest mit bestimmten Zielen verknüpft. Eine Ausnahme stellt die Verbindung eines LFO mit den Frequenzen aller Oszillatoren dar, die ein Vibrato erzeugt und über das Modulationsrad geregelt wird.

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