Zu Weihnachten wird gebastelt! Der wahre Geek gibt sich aber nicht mit Strohsternen zufrieden - da muss schon was cooleres her. Zum Beispiel ein analoger Synthesizer. Echte Bauteile kosten leider ein halbes Vermögen, bei Doepfer etwa kommt schon mal ein Tausender zusammen. Darum ist man sicher besser bedient, wenn man sich mit virtuellen Bauteilen begnügt. Das Linux-Programm Alsa Modular Synth, kurz AMS, bietet dazu alles Out Of The Box.
Wenn das Programm gestartet ist, erscheint ein leeres Arbeitsfeld. Unter “Module” fügt man neue Bauteile ein. Mehr muss man für den Anfang gar nicht wissen. Wenn man kein Midi-Keyboard angeschlossen hat, kann man das Bildschirmkeyboard vkeybd verwenden.

Digital ist doof!

Midi-Signale sind komplett digital. Ein analoger Synthie kann damit recht wenig anfangen. Darum ist der erste Schritt, die eingehenden digitale Midi-Signale in analoge zu wandeln. Das macht das Bauteil MCV (Midi to CV). Der Ton wird von einem Oszillator erzeugt, im Synthesizer-Sprech ein VCO (Voltage Controlled Oscillator). Jetzt noch die Schnittstelle zum Lautsprecher (PCM-Out) und damit wären die wichtigsten Module schon fertig. Alleine diese drei Teile würden in “echt” schon über 400 Euro kosten.
Das Zusammenstecken der Module ist relativ einfach: Der ‘Freq’-Ausgang des MCV muss in den ‘Freq’-Eingang des VCOs. Der Sinus-Ausgang wird dann mit dem PCM-Out verbunden. Man kann das Signal auch mehrfach abgreifen, damit man sich nicht mit Mono begnügen muss. Fertig! Wenn man jetzt ein paar Tasten auf dem Keyboard oder auf vkeybd drückt, dann quietscht es penetrant aus den Lautsprechern - allerdings in der richtigen Tonhöhe! Dummerweise hört der Ton bis jetzt aber noch nicht auf, wenn man die Taste loslässt.

Erste Hilfe gegen Tinitus

Damit der Ton auch aufhört, wenn keine Taste gedrückt wird, muss noch ein Bauteil rein. Den VCO immer an- und abzuschalten geht nicht. Darum sorgt man mittels einem VCA lin. (Voltage Controlled Amplifier mit linearer Verstärkung) dafür, dass der VCO Ruhe gibt. Ein VCA vermindert das Signal am Eingang ‘In’ gemäß der am ‘Gain’ angelegten Spannung. Für unsere primitive Ansprüche “Ton an” und “Ton nicht an” brauchen wird eigentlich nur eine Eins wenn die Taste gedrückt ist und eine Null wenn nicht. Diese fundamentale Eigenschaft hat der Ausgang ‘Gate’ am MCV. Stöpselt man den also in den Gain vom VCA, annulliert dieser das Signal vom Oszillator VCO. Wenn man jetzt das ganze vor die Ausgabe am PCM-Out steckt, ist der primitiv Synthie fast fertig.

Weg mit dem Klick!

Dumm ist nur, dass der neu eingebaute VCA seinen Job sehr unsensibel erledigt. Durch das rasche An und Aus des Tones entstehen Knack-Geräusche, die man nicht haben will.

[OGG] Sinus-Synth mit Klicks (Pegel ist auf 1, daher Box leise drehen)

Man braucht also eine Lösung, wie man jeden Ton an- und abschwellen lassen kann. Man muss die Sinuswelle also in eine andere Funktion einpacken, die die Amplitude regelt. In der Physik nennt sich so was Hüllkurve. Ins Englische übersetzt und cool abgekürzt nennt sich das Modul dann ENV für Envelope. Mittels einiger Parameter kann man sich dann seine Hüllkurve basteln. Die wichtigsten sind Attack für das Anschwellen und Decay für das Abschwellen.
Somit wird der VCA nicht mehr mit der Rechteckspannung direkt aus dem MCV gesteuert, sondern mit einer schönen Hüllkurve aus dem ENV. Dazu klemmt man den ENV zwischen MCV und VCA. Das Gate vom MCV geht in das Gate des ENV. Dort wird dann die Hüllkurve erzeugt. Der Ausgang des ENV kommt dann in den ‘Gain’ des VCA.
Je nach Geschmack kann man jetzt noch den ‘Trigger’ des MCV mit dem ‘Retrigger’ des ENV verbinden. So wird die Hüllkurve bei jedem neuen Ton erzeugt. Lässt man die Verbindung weg, werden bei Legato-Spielweise die Töne ohne neue Hüllkurve miteinander verbunden.

[OGG] Sinus-Synth mit ENV (Pegel ist auf 1, daher Box leise drehen)

Fertig!

Fertig ist der primitivste Synthie. Komplett in Mono, monophon, ohne Dynamik oder sonstige Parameterveränderung. Wer tiefer einsteigen will, kann unter http://alsamodular.sourceforge.net/ die Tutorials durchgehen oder die Beispiele anschauen.
Die einfachste Möglichkeit zum Experimentieren ist sicherlich, die Wellenform zu ändern. Mit einer Sägezahn-Spannung klingt es etwa so:

[OGG] Sawtooth mit ENV und Retrigger (Pegel ist auf 1, daher Box leise drehen)

Wenn man noch ein paar Kniffs einbaut, sich noch einen zweiten Synthie für die linke Hand bastelt und mit Aftertouch etwas rumspielt, kann so etwas dabei rauskommen:

[OGG] 2 Synths, Clavia Nord Stage

Irgendwann ist das analoge Konzept aber ausgereizt oder macht wegen den Einschränkungen keinen Spaß mehr. Dann empfiehlt sich die Sound-Entwicklungsumgebung PD oder das kommerzielle Programm Reaktor.

Dieser Eintrag wurde am Montag, 12. Dezember 2005 um 17:30 erstellt und ist unter Linux-Audio, Musik abgelegt. Du kannst jegliche Antworten zu diesem Beitrag über den RSS 2.0-Feed verfolgen. Du kannst Kommentare schreiben, indem du hier eine Antwort hinterlässt oder einen Trackback von deiner Seite setzt.