Was ist ein Oszillator?

Jeder Synthesizer hat mindestens einen Oszillator. Er ist das erste Glied in der Kette der Klangerzeugung – und für den letztendlichen Sound meist auch das wichtigste. Hier erfährst Du, wie dieses elektronische Bauteil bzw. diese Komponente einer Synthesizer Software funktioniert und mit welchen Einstellungen er welche Klänge generiert.

Was ist ein Oszillator? Hier findest Du die Antwort ... und die Details über die verschiedenen Parameter, die in der Klangsynthese wichtig sind.

Von Felix Baarß

Oszillator? Was ist das?

Das Wort ist vom lateinischen »oscillare« (schwingen) abgeleitet. Kein Wunder, denn der Oszillator erzeugt ein dauerhaftes Signal durch stetig wiederholte Schwingungen (Oszillatorwellen) – schon dieses Signal allein kann durch den Synthesizer hörbar gemacht werden, gleich findest Du einfache Klangbeispiele.

Fast immer kommen bei der Musikproduktion aber noch andere Komponenten des Synthesizers ins Spiel, die uns hier allerdings nur untergeordnet von Interesse sind.

Parameter von Oszillatoren

Wellenform

Bei diesem Parameter handelt es sich um die Kurvenform der Schwingung. Sie bestimmt den grundlegenden Charakter des Klangs. Die klassischen Wellenformen:

• Sinus
• Rechteck
• Dreieck
• Sägezahn

Oft finden sich bei Synthesizern auch diverse Mischungen, mehr oder minder komplexe Ausformungen und völlig chaotische, ggf. zufallsgenerierte Wellenformen (diese erzeugen ein Rauschen).

Im Folgenden findest Du Klangbeispiele für die vier abgebildeten Wellenformen in ihrer Reinform, unverändert durch nachgeschaltete Filter oder Sonstiges. Du hörst sie in je vier Tonhöhen direkt nacheinander; wie die unterschiedlichen Tonhöhen vom Oszillator erzeugt werden, erfährst Du weiter unten.

Sinus:

Rechteck:

Dreieck:

Sägezahn:

Fortgeschrittene Synthesizer erlauben das »Morphing«, also die stufenlose Überblendung von mehreren Wellenformen. Damit lässt sich der Charakter eines Klangs sehr fein abschmecken und man klingt eben nicht wie jeder x-beliebige Otto-Normal-Synth.

Tonhöhe (Pitch)

Dieser Begriff ist selbsterklärend, doch was steckt physikalisch dahinter? Ganz einfach: die Geschwindigkeit der Schwingung. Wenn Welle A also so aussieht:

…dann sieht die eine Oktave höher gestimmte Welle B wie im folgenden Bild aus (der Oszillator schwingt doppelt so schnell):

In der Regel findet sich ein Schalter zum Transponieren der Oktave um -1, ±0 oder +1 Oktave. Der nächstfeinere Regulierungsschritt sind die Halbtöne (engl.: »semitones«, kurz »st«). Eben wie einem Klavier oder anderen Instrumenten mit Tasten, die nach der chromatischen Tonleiter gestimmt sind.

Noch feinere Abstufungen in Hundertstel-Halbtonschritten (engl.: »cent«, kurz »ct«) werden über einen separates Bedienelement geregelt, der meist mit »Detune« (Verstimmen) oder »Fine« beschriftet ist.

Alternativ oder ergänzend zu den Standard-Notennamen (z.B. C1) findet sich die Angabe in Hertz (»Hz«); der Kammerton A (A4) liegt beispielsweise bei 440 Hertz. Diese Angabe bezieht sich auf die Anzahl der Schwingungsdurchgänge, die die Oszillatorwelle pro Sekunde durchläuft.

Sync

Mit der Synchronisierung von zwei oder mehr Oszillatoren werden meist sehr aggressive Lead-Sounds oder je nach Einstellung auch sehr filigrane Klänge erzeugt. Im Folgenden findest Du die zwei Arten beschrieben:

Hard Sync

Die »harte« Synchronisation ist in der Regel musikalisch ausdrucksstärker und wird häufiger als die »weiche« (Soft Sync, siehe unten) eingesetzt.

Nehmen wir an, Oszillator B (»Slave«) wird mit dem Oszillator A (»Master«) per Hard Sync synchronisiert. Jedes Mal, wenn der Master eine neue Periode beginnt, wird auch die Periode des Slaves neugestartet. Das geschieht abrupt und ohne Rücksicht darauf, an welcher Stelle seiner Periode sich der Slave sich gerade befindet.

Wenn der Slave in einer niedrigeren Tonhöhe erklingt als der Master, wird er dementsprechend gezwungen, die Periode vorzeitig zu beenden und von neuem zu beginnen. Erklingt er höher, durchläuft er mehr als seine Periode, bevor der Master das Signal zum Neustart sendet – wie im Beispielbild oben.

Streng genommen spielen beide Oszillatoren nun in derselben Tonhöhe, doch die asymmetrisch geformten Perioden des Slaves ergeben bei der Überlagerung beider Oszillatoren ungewöhnliche, mit Obertönen angereicherte Timbres.

Soft Sync

Hier wird der Slave nicht gezwungen, seine Periode neu zu starten, sondern die Oszillatorwelle nahtlos anschließend rückwärts abzuspielen – Pingpong, quasi. Das Resultat ist ein wesentlich subtilerer, »weicherer« Sound.

Phase

Per Phasenregler kannst Du den Startpunkt der Oszillatorwelle um 0 bis 359° verschieben (360° entsprechen 0°) – hier im Bild siehst Du, was gemeint ist:

Die klanglichen Auswirkungen werden nur dann deutlich wahrnehmbar, wenn gleichzeitig zu einem phasenverschobenen Oszillator noch ein zweiter Oszillator in derselben Tonhöhe, aber mit einer anderen Gradzahl für die Oszillator-Phasenverschiebung erklingt.

Retrigger (alternativ: Reset, Restart oder Key Sync)

Mit diesem Parameter bestimmst Du, wann die Oszillatorwelle abrupt neugestartet werden soll. Der Startpunkt innerhalb der Periode ist wie oben erwähnt von der Phaseneinstellung abhängig.

Bei aktivierter Retrigger-Option wird die Oszillatorperiode bei jeder angeschlagenen (MIDI-)Note von neuem gestartet. Je nach Einstellungen für die Hüllkurven oder andere Parameter, mit denen die reine Oszillator-Welle vom Synthesizer bearbeitet wird, kann das drastische Auswirkungen haben und für sprichwörtlich neue Impulse bei jedem Anschlag sorgen.

Wenn Retrigger deaktiviert ist, schwingt der Oszillator »ungeniert« und lässt sich nicht in seiner Periode unterbrechen, zudem werden hier eben keine Hüllkurven etc. von neuem getriggert – das sorgt im Allgemeinen für sehr fließende, übergangslose Klänge à la Pads und Ambient-Flächen.

LFO (»low frequency oscillator«)

Zum Schluss kannst Du noch einen kurzen Abstecher zum LFO machen – dieser »Niederfrequenzoszillator« erzeugt nicht aus sich heraus Klänge, sondern versetzt diese in Bewegung. Für langsam an- und abschwellende Klangfarbe, rhythmisches Pulsieren, Tonhöhenschwingungen (Vibrato) und dergleichen mehr.

Hier ist die Antwort zur Frage: Was ist ein LFO?