In het vorige artikel van de serie ‘Synthesizer voor Beginners’ heb ik een overzicht gegeven van verschillende soorten synthese technieken. In de komende drie artikelen leg ik meer uit over subtractieve synthese. Deze vorm van synthese wordt het vaakst gebruikt en deze techniek is een goede basis om mee te beginnen.
In dit artikel nemen we een kijkje naar de bron van een synthesizer, namelijk de oscillators.
Oscillators
Alles begint met een enkele oscillator of toon generator. Een oscillator produceert een constante toon waarvan je de toonhoogte kunt manipuleren met een keyboard of sequencer. Iedere oscillator kan meerdere golfvormen produceren, ieder met hun eigen specifieke klank.
Sinus Golf
Een golfvorm is een periodiek signaal wat oneindig herhaalt. Een golfvorm bestaat uit een grondtoon, de laagste toon, en boventonen, veelvouden van de grondtoon. De hoeveelheid en verhouding van deze boventonen bepaalt de klankkleur of het timbre. Hoe meer boventonen een geluid bevat des te scherper en rijker de klank. Een sinus vindt je niet zo snel terug op analoge synthesizers omdat deze klank moeilijker te maken is dan bijvoorbeeld een driehoekgolf of blokgolf.
De meest pure golfvorm die er bestaat is de sinus golf. Een sinus heeft alleen een grondtoon, en geen boventonen. Vanwege deze pure vorm wordt een sinus vaak gebruikt als sub bas. Ook de bekende 808 basdrum lijkt een beetje op een sinus golf.
Driehoek Golf
Een driehoek golf is vergelijkbaar met een sinus, maar dan met enkele, oneven, boventonen. Dus als de grondtoon 100Hz is, dan zijn de oneven boventonen: 300Hz, 500Hz, 700Hz enzovoort. Hoe hoger de frequentie, des te zachter de amplitude. Een driehoek heeft nog steeds een mild karakter waardoor het goed werkt voor bas partijen, de extra boventonen verbeteren daarnaast de hoorbaarheid van de klank. Op een telefoon kun je bijvoorbeeld geen toon van 50Hz produceren, maar een boventoon van 150Hz of 300Hz wel.
Blokgolf
Net als de driehoek golf bestaat een blokgolf ook uit oneven boventonen, alleen veel harder. Een blokgolf heeft en zogenaamde duty cycle van 50%, wat betekend dat de amplitude voor de helft van de tijd hoog is en voor de andere helft laag. Je kunt de duty cycle verbreden of vernauwen, dit levert een zogenaamde pulse golf op.
Zaagtand
Een andere veelvoorkomende golfvorm is de zaagtand. Een zaagtand heeft zowel even als oneven boventonen en klink daardoor een stuk voller en minder scherp dan een blokgolf. Een zaagtand wordt vaak gebruikt als startpunt voor strijker en pad geluiden.
Ruis Generator
Naast deze 4 basis golfvormen vindt je op de meeste synthesizers ook een ruis generator. Ruis bestaat in principe uit alle frequenties. Ruis wordt vaak ingedeeld in kleuren waarbij witte ruis het bekendst is. Bij witte ruis hebben alle frequenties gemiddeld dezelfde luidheid.
Een andere vorm van ruis is Roze Ruis (pink noise), waarbij de amplitude gelijk is voor iedere octaaf band. Dit betekend dat roze ruis tussen de 100Hz en 200Hz even luid is als tussen de 10kHz en 20Khz. Roze ruis kun je maken door een Lowpass Filter te gebruiken met een curve van 3dB/octaaf. Er bestaat ook nog bruine ruis die nog iets donkerder klinkt en een filter gebruikt met een curve van 6dB/octaaf. Maar over filters vertel ik je later in deze serie meer.
Oscillator Opties
Naast het kiezen van de golfvorm kun je op een synthesizer nog meer instellen. Je kunt bijvoorbeeld de toonhoogte (pitch) instellen met een course pitch knop in semitonen (halve stap) en een fine pitch in cents waarbij een cent 1/100e is van een semitonos. Vaak vindt je ook nog een octaaf knop om eenvoudig de toon te verdubbelen of te halveren.
Voices
Synthesizers gebruiken de term voice om aan te geven hoeveel toetsen je tegelijkertijd kunt indrukken. Een monofone synthesizers zoals de Moog Minitaur heeft één enkele voice, waardoor je dus maar een toets tegelijk kunt indrukken. Je kunt een voice vergelijken met een stem in een koor. Een zanger kan maar één noot tegelijk zingen. Je hebt meerdere zangers nodig om een akkoord te zingen.
Unison
Unison, ook wel detune genoemd, verspreid de toonhoogte van alle voices by een variabele hoeveelheid. Sommige voices spelen iets hoger terwijl andere juist wat lager spelen. Dit bootst een echt koor na waarbij niet iedere zanger altijd even zuiver intoneert. Deze parameter wordt vaak gebruikt om een geluid dikker te laten klinken. In combinatie met een zaagtand kun je hiermee makkelijk een strijker ensemble nabootsen.
Panning
De meeste software synthesizers, zoals Sylenth1 en Serum, geven je de optie om iedere oscillator van links- naar rechts te pannen. Sylenth1 heeft zelfs een aparte knop om iedere voice te verdelen over het stereobeeld.
Fase
De fase knop geeft je de optie om de golvorm te vertragen met een afwijking van 0° tot 360°. Als je twee blokgolven hebt met een fase van 0° dan tellen beide golven op waardoor het totaal 2x zo luid wordt.
Als je een van de twee golfvormen met 180° verschuift dan dooft het geluid volledig uit. Dit komt omdat een golfvorm omhoog beweegt terwijl de ander tegelijk omlaag beweegt. Een golfvorm heeft een amplitude van 1 terwijl de andere een amplitude heeft van -1. En 1 – 1 = 0, ofwel stilte.
Hoe verder een geluid uit fase is des te meer laag je verliest. Met deze parameter kun je de klank van een geluid dus sterk beïnvloeden, zeker als je verschillende golfvormen combineert.
Retrigger
Retriggering betekend dat de oscillator iedere keer op hetzelfde punt begint zodra je een toets indrukt. Zodra retrigger uitstaat, loopt de oscillator altijd door ongeacht of je een toets indrukt of niet. Als je twee oscillators gebruikt dan levert dit dus veranderende fase verschillen op, waardoor iedere toetsaanslag de klank subtiel verschilt. Iedere analoge synthesizer werkt op deze manier en dit is dus een handig trucje om een digitale synth wat warmer te laten klinken.
Oscillator Sync
De laatste optie die ik wil bespreken in dit artikel is oscillator sync. Deze optie vindt je bijvoorbeeld terug bij de klassieke Minimoog synth inclusief de software emulatie van bijvoorbeeld Arturia. Als oscillator sync aanstaat dan volgt oscillator twee de toonhoogte van oscillator 1. Zet je oscillator sync uit, dan blijft de oscillator hangen op één toonhoogte. Dit is handig om bijvoorbeeld drones te maken.
Synthesizer voor Beginners – Deel 2
Oké dat was het alweer voor dit artikel. Zo zie je maar weer dat je met een paar eenvoudige golfvormen ongelofelijk veel complexe klanken kunt maken. In het volgende deel van deze serie gaan we het hebben over filters. Mocht je vragen hebben, laat het dan vooral even weten in de comments of stuur me een mailtje.
