Analoglyd for digitalister /finn holst 06 2. Det første modul tonegeneratoren. Tonegeneratoren betegnes VCO (voltage controlled oscillator = spændingsstyret generator). At den er spændingsstyret henviser til de originale synthesizere, hvor tonehøjden (frekevensen) kunne styres med en spænding (mellem 15 og +15 V), således at jo mere strøm der blev lagt på generatoren, jo højere blev tonen. Tangenterne (keyboardet) var så lavet sådan, at når man trykkede på en bestemt tone, så sendte keyboardet en bestemt spænding. Keyboard og generator var så forbundet med en enkelt ledning (ikke én per tangent). Spændingstyrings-systemet var revolutionerende og det centrale grundlag for de første synthesizere (de analoge synthesizere). At man teknisk set kan lave et instrument med de samme funktioner med den digitale teknologi i dag betyder dog ikke, at funktionerne som sådan bliver ændret. Nutidens analoge synthesizere er altså digitale teknisk set, men analoge musikalsk set. Klangtyper Analogsynth en bygger på en række idealiserede svingningsformer (klangtyper), som undervejs gennem synth en bliver filtreret og formet til den ønskede klang. VCO en genererer disse klangtyper (waveforms) og de grundlæggende er: savtand, trekant, firkant og puls. 5
Disse grundlæggende klangtyper kan sammenlignes med grundfarverne i farvelæren farvecirklen. Mellem grundfarverne (prototyperne) ligger blandingsformer (mellem rød og gul ligger orange), og man kan regulere farverne mht hvor lyse de skal være, og hvor meget kontrast de skal have. At gøre dette med farver er efterhånden almindeligt kendt i forhold til billedbehandling på computeren af digitale billeder (justering af brightnes / contrast). Farvespektret fra rød over grøn til blå kan placeres på en cirkel. Der er mange paralleller mellem farver og klangfarver. Klangfarverne kan også bekrives gennem en række prototyper (de idealiserede svingningsformer), der findes blandingsformer mellem dem (omtales senere i detaljer i forhold til puls-formen), og klangfarven kan justeres fx gennem filtrering af de lyse toner og ved at fremhæve karakteren det kaldes her ikke kontrast men resonans. De fire idealiserede svingingsformer (prototyperne) er udgangspunkt for denne klangfarvebehandling (ikke billedbehandling men lyd-behandling ). Svingningsformerne dannes i VCO (generatoren). Før man går i gang med at behandle en tone, er det dog vigtigt at have valgt den rigtige / egnede svingsningsform klangtypen. De forskellige grundlæggende klangtyper har forskellige egenskaber, som er givet i kraft af deres opbygning af såkaldte deltoner. Når en stemmegaffel svinger, overføres metallets svinging til svingninger i luften. Luften vibrerer frem og tilbage, og vi hører en tone. 6
Svingningen, der er vist herover, er en blød tone, som kaldes en sinus-svingning (eller bare en sinus ). En violintone derimod har en langt mere skarp tone, der minder om en savtands-svingning. Deltoner En savtand bygger sig op af lag på lag af sinus-svingninger. En sådan opbygning af toner på toner, som samtidig alligevel lyder som en enkelt tone med en skarpere klangfarve, siger vi består af deltoner eller en grundtone med overtoner. Efterhånden som der føjes overtoner til, ændres den runde sinusform mere og mere til en savtandslignende form. Grunden til, at det ikke lyder som en akkord, men som en enkelt tone er, at hver deltone er svagere end den foregående. Hver gang frekvensen bliver én gang højere (tonehøjden), bliver amplituden (lydstyrken) tilsvarende svagere. 7
Deltonerækken kan beskrives som en række intervaller (oktav, kvint, kvart...). Her ses deltonerækken ud fra tonen a. Tonerne markeret med fjerdedelsnoder er de toner i deltonerækken som ikke passer helt med vores skala de udgør et antal blå toner. Det er ikke overraskende at den syvende og den tiende tone er blå toner, der er afgørende i blues. Klangformernes egenskaber Deltoneopbygningen er forskellig for de grundlæggende klangformer. Det betyder på den ene side, at de klinger markant forskelligt, og på den anden side at de reagerer forskelligt når man bearbejder dem. Her følger en beskrivelse af klangspektrene for de fire grundlæggende klangformer. 1. Savtand (eller ramp ): 8
Hver gang frekvensen bliver en gang højere bliver amplituden tilsvarende lavere (proportionalt). Alle multipla af grundtonen er forhånden. 2. Trekant: Denne klangform har langt færre overtoner. For det første mangler hver anden (2., 4., 6.,,,), og for det andet aftager amplituden (lydstyrken) af overtonerne ikke blot proportionelt, men derimod i anden potens (3^2=9, 5^2=25 osv). Trekantsformen ligner da også en kantet sinussvingning. Formen er egnet til at lave en blød klang med, men har alligevel mulighed for at fremhæve lidt karakter. Hvis man forestiller sig, at trekantformen og savtand er yderpunkter mellem en række mulige klangformer, får man mellemformer, som har en flanke som er mere skrå end den anden. I en del synth er vil man nok skulle regne med, at det der betegnes som savtand er en ret skæv trekant (ramp). Det betyde,r at nogle deltoner er reduceret, men hvis det ikke er for galt handler det måske kun om den niende, den attende osv som er en kende svagere. Muligheden for glidende at kunne indstille mellemformerne mellem savtand og trekant forekommer (desværre) yderst sjældent. En sådan glidende overgang finder vi imidlertid mellem firkant og puls. 9
3. Firkant Ligesom i trekants-formen mangler de lige deltoner (anden, fjerde osv), men der er et større overtoneindhold i klangen. Deltonerne aftager proportionalt (tredie deltone har amplituden 1/3 osv) på samme måde som i den skarpe savtand. Firkantsformen har noget klarinet-lignende over sig. Det passer meget godt, da klarinettens tone ligner en firkantsform i en vis grad og netop har mindre af de lige deltoner. 4. Puls Pulsformen (puls-wave) er en skæv firkant. I firkantsformen er forholdet mellem stykket over linien og stykket under linien 1:1. Overdelen udgør således 1:2 dvs 50% af en svingning. Man kan så kalde firkantsformen for en 50% s puls. Der mangler hver anden deltone. Er overdelen 1 og underdelen 2 udgør overdelen 1/3 af svingningslængden (33% puls eller 60% puls hvis man vender den på hovedet det lyder ens). Her mangler hver tredie deltone, men nogle af deltonerne imellem hullerne er så til gængæld noget kraftigere. 10
Er forholdet mellem overdel og underdel 1:3 udgør overdelen en fjerdedel af svingningen (25% eller 75% puls). Her mangler så hver fjerde deltone. Denne klangform har fællestræk med saxofonens klang og den menneskelige stemme (i det mindste nogens). Gennem fremhævelse af nogle af de stærke deltoner er det muligt at ramme en klangfarve fra den menneskelige stemmes resonans. En 90% puls (eller 10% puls) har en overdel på 1 og en underdel på 9. Overdelen udgør altså 1:10 dvs 10% puls. Her mangler hver tiende deltone, mens deltonerne op til tiende deltone delvis er kraftigere end i savtand. Den skarpe lyd er en anelse nasal og minder noget om en obo. Her følger så en samlet oversigt, som også medtager noise (støj) som ikke følger deltoneopbygningen, men derimod indeholder samtlige frekvenser. Sammenstillingen tydeliggør forskellene. Et eksempel på en VCO Her ses betjeningselementerne som tilhører VCO en i en computerbaseret synth (JP7A) 11
Waveformerne savtand (ramp) og trekant samt justerbar puls. Generatoren kan stemmes en oktav ned og en oktav op, og der kan tilføjes støj (noise). For at få en fed lyd kan man tilføje en subgenerator, som lægger en tone en oktav under sammen med den egentlige tone (oktavering). JP7A en har ikke blot en VCO, men hele to, som kan blandes sammen for at give en række kraftfulde klangeffekter. Sub og noise tilføjes ikke i VCO modulet, men i mixeren på denne synth. Note: JP7A er et såkaldt VSTi-plugin (vitual studio technology instrument) fra GTG (freeware) og er en 6-stemmig polyfon synth med dobbeltgenerator. Her ses et billede af GTG-JP7A. VCO erne (VCO1 og VCO2) finder du i venstre side. 12
Oversigt over moduler/funktioner i JP7A en: 13