Det ville ikke være en overdrivelse at sige, at oscillatorer har ændret musikproduktionen. Siden lydsyntesens fødsel i begyndelsen af det 20. århundrede har oscillatorer været kernen i de fleste elektroniske musikinstrumenter og defineret den måde, de fleste af disse instrumenter genererer lyd på.

Oscillatorer er dybest set det, der genererer de signaler, der skaber melodier, harmonier og teksturer. For en producer betyder det at have styr på, hvordan de fungerer, at man kan skabe unikke lyde, få mest muligt ud af sine synthesizere og plugins og mestre den "magi", der sker i elektroniske musikinstrumenter.

I dag taler vi om alt, hvad der har med oscillatorer at gøre: hvad de er, deres rolle i musikproduktion, og hvordan du kan bruge dem til at forme din lydpalet.

Hvad gør en oscillator?

Kort fortalt skaber elektroniske oscillatorer lyd ved hurtigt at skifte mellem to tilstande. Det gør de ved at generere en bølgeform, som loopes med en ekstremt høj hastighed for at skabe en bestemt tonehøjde. Ligesom den vibrerende streng på en akustisk guitar producerer elektroniske kredsløb en bølgeform, der kan forstærkes for at skabe lyd.

En oscillators output har tre hovedfunktioner: frekvens, som bestemmer tonehøjden, amplitude, som påvirker lydstyrken, og bølgeform, som påvirker tonen.

Frekvens handler om, hvor hurtigt en lydbølge bevæger sig, og den måles i Hertz (Hz). Når frekvensen er høj, lyder tonelejet højt, og når den er lav, er lyden dybere.

Amplituden definerer, hvor høj en lyd er. Hvis du spiller hårdere på et "rigtigt" instrument, bliver lyden højere, fordi amplituden er større. I elektronisk musik er højere lyde resultatet af højere spændingsniveauer.

Endelig påvirker bølgeformen lydens kvalitet eller klangfarve. Forskellige former for lydbølger skaber forskellige lyde. Baseret på de bølgeformer, de skaber, kan vi inddele oscillatorer i to typer: harmoniske oscillatorer (også kaldet lineære oscillatorer) og afslappende oscillatorer.

En harmonisk oscillator skaber jævne og regelmæssige bølgemønstre, svarende til hvordan en gynge bevæger sig frem og tilbage. De fungerer ved at flytte energi mellem to dele, f.eks. induktorer og kondensatorer i en LC-oscillator eller kvartskrystaller i en krystaloscillator. Tænk på det som et pendul, der bliver ved med at svinge, fordi det hele tiden deler sin energi mellem to punkter.

Almindelige typer af harmoniske oscillatorer er LC-oscillatorer, RC-oscillatorer og kvartskrystaloscillatorer. Du finder dem i ting som radiosendere, ursignaler og utroligt præcise enheder som atomure. De bølger, de producerer, er meget rene og stabile.

På den anden side skaber relaxationsoscillatorer bølger ved at oplade og aflade energilagringsdele som kondensatorer. I stedet for at producere jævne bølger genererer de skarpere bølgeformer som firkantbølger, savtandsbølger eller trekantede bølger. Det er som en lyskontakt, der tændes og slukkes hurtigt og skaber hurtige skift mellem høj og lav tilstand.

Du kan finde afspændingsoscillatorer i enheder som RC-oscillatorer, faseskiftoscillatorer og spændingsstyrede oscillatorer, der bruges i synthesizere.

Lad os nu analysere hver type bølgeform.

Sinusbølge

Sinusbølgen er den simpleste af alle bølgeformer med kun en enkelt grundfrekvens uden overtoner.

Dens glatte og rene tone udstråler ikke andre bølgeformers rigdom og kompleksitet, og derfor bruges den ofte til bløde og afrundede lyde som fløjter, trækharmonikaer og subbasfrekvenser.

På grund af sin enkelhed bruges sinusbølgen normalt i additiv syntese og frekvensmodulationssyntese ved at lægge flere sinusbølger i lag med forskellige frekvenser.

Savtakket bølge

Savtandsbølgen er en af de mest harmonisk rige bølgeformer med alle overtoner i omvendt forhold til deres overtonetal.

Det betyder, at når den harmoniske frekvens stiger, falder dens amplitude. Resultatet er en lys og lidt hård lyd, som man ofte finder i messingblæsere, strygere eller fremtrædende leadtoner.

Fordi savtandsbølgen indeholder alle harmoniske overtoner, har den en naturlig rig karakter, der fungerer perfekt i subtraktiv syntese, hvor filtrering yderligere kan justere dens klangfarve.

Firkantet bølge

Selvom den ligner savtandsbølgen i styrke, har firkantbølgen en unik harmonisk struktur med kun ulige antal overtoner i omvendt forhold til deres harmoniske nummer.

Det giver en tydelig hul lydsignatur, som fungerer godt med klarinetter, rørbladsinstrumenter og meget mere. Firkantbølgens mindre harmoniske indhold gør den mindre lys end en savtandsbølge, men stadig fyldig nok til lead- og baslyde.

Trekantbølge

Ligesom firkantbølgen indeholder trekantbølgen kun ulige overtoner, men med meget lavere amplituder.

Den harmoniske reduktion følger et kvadratisk forhold: Den tredje harmoniske er en niende del af grundtonens amplitude, den femte er en femogtyvendedel og så videre.

Resultatet er en blød og blød tone, der ligner en sinusbølge, men med en subtil og summende kant.

Pulsbølge

Pulsbølgen er en variation af firkantbølgen, hvor forholdet mellem den høje og den lave del af bølgen kan justeres. Denne ændring i symmetri ændrer det harmoniske indhold og fremhæver eller fjerner specifikke overtoner.

En perfekt firkantbølge har en duty cycle på 1:2, der mangler lige overtoner, mens en pulsbølge på 1:3 fjerner alle overtoner, der er multipla af 3. Når pulsbølgen kombineres med pulsbreddemodulation (PWM), så duty cycle skifter dynamisk over tid, bliver pulsbølgen en fantastisk mulighed for at skabe udviklende lydlandskaber.

Sådan fungerer en synthesizer

Som du måske allerede har gættet, er en synthesizer en kombination af forskellige komponenter, der arbejder sammen om at generere og forme lyd. Disse komponenter er normalt: oscillatorer, filtre, envelope-generatorer, spændingsstyrede forstærkere (VCA), lavfrekvensoscillatorer (LFO) og mixere.

De principper, der definerer alle hardware-synthesizere, er baseret på elektronisk signalmanipulation. Lad os se på alle de controllere, der former den lyd, der kommer fra en synthesizer.

Oscillatorens rolle

Udgangspunktet for at forme lyde med en synthesizer er det elektroniske oscillatorkredsløb, som vi talte om tidligere.

En elektronisk oscillator er et kredsløb, der producerer et bestemt udgangssignal: en gentagen bølge, der cykler mellem to spændinger. Den hastighed, hvormed denne cyklus finder sted (kaldet svingningsfrekvens), definerer lydens tonehøjde, mens bølgeformens form påvirker dens klangfarve.

Konceptet bag elektroniske oscillatorer er ikke ulig det, der ligger bag mekaniske oscillatorer. En mekanisk oscillator er et system, der bevæger sig frem og tilbage gentagne gange og skifter energi mellem kinetiske og potentielle former. Et godt eksempel er pendulet i et ur, som svinger takket være tyngdekraften.

Filteret former det harmoniske indhold

Når bølgeformen er skabt, passerer den gennem et filter, som fjerner eller fremhæver bestemte frekvenser.

Et filter har et indgangssignal, et udgangssignal og flere kontroller til at definere, hvordan lyden skal bearbejdes.

Der findes flere typer filtre, men de mest almindelige er:

• Et lavpasfilter lader lavere frekvenser passere, mens det dæmper højere frekvenser.
• Et højpasfilter fjerner de lavere frekvenser og lader de højere blive tilbage.
• Et båndpasfilter isolerer et bestemt frekvensområde og fjerner både høje og lave toner uden for det indstillede område.

Filtre har også en resonansfrekvens, som er den frekvens, hvor de forstærker signalet i stedet for at dæmpe det. Denne resonanskontrol forbedrer cutoff-punktet og giver lyden karakter.

Styring af amplitude med VCA og envelope-generator

En synthesizer har brug for en måde at kontrollere, hvor høj en lyd kan blive. Det er det, den spændingsstyrede forstærker (VCA) og envelope-generatoren er til for.

VCA'en er dybest set en volumenknap, der justerer niveauet for udgangsfrekvensen baseret på et indgående kontrolsignal.

Envelope-generatoren ændrer den måde, en lyd udvikler sig på. Den mest almindelige type envelope følger ADSR-modellen:

• Attack: Den tid, det tager for en lyd at stige fra stilhed til fuld lydstyrke.
• Decay: Den tid, det tager for lydstyrken at falde fra sit højeste niveau til sustain-niveauet.
• Sustain: Det niveau, som lyden holder, mens der trykkes på en tast.
• Release: Den tid, det tager for lyden at forsvinde, efter at tasten er sluppet.

Når man trykker på en tast, sender keyboardet to spændingssignaler: Det ene bestemmer tonehøjden, mens det andet er et gate-signal, som udløser envelope-generatoren. Konvolutten styrer derefter VCA'en og påvirker lydens dynamiske udtryk.

Modulation

Synthesizere har ofte modulationsmuligheder for at tilføje bevægelse og variation til en lyd, hvoraf den mest populære er lavfrekvensoscillatoren (LFO).

I modsætning til det primære oscillatorkredsløb, som påvirker lydområdet for hørbare musikalske toner, svinger en LFO i et meget lavere frekvensområde (normalt under 20 Hz).

I stedet for at producere hørbare toner bruges LFO'er derfor til at modulere andre parametre, f.eks. tonehøjde (vibrato), amplitude (tremolo) eller filterets cutoff-frekvens (wah-effekt).

En anden form for modulation er frekvensmodulation (FM-syntese), hvor en oscillator (modulatoren) ændrer frekvensen af en anden oscillator (bæreren), hvilket giver mere artikulerede klangfarver.

Digital vs. analog syntese

Selvom vintage-synthesizere bruger analoge oscillatorer og kredsløb, kan moderne synthesizere ofte genskabe den samme effekt digitalt.

Et digitalt kredsløb repræsenterer lyd som numeriske værdier, som behandles af en algoritme, før de konverteres tilbage til et analogt signal gennem en digital-til-analog-konverter (DAC).

Nogle synthesizere kombinerer analoge og digitale komponenter, og på trods af den digitale synteses popularitet er analoge synthesizere stadig efterspurgte på grund af de analoge komponenters varme og organiske ufuldkommenheder, som f.eks. resonansfrekvensfiltre og svingningskredsløb.

Der er en løbende debat om, hvorvidt VST-plugins kan genskabe lyden af analoge synthesizere perfekt. I min erfaring som musiker er jeg stødt på mange fænomenale plugins, der lød præcis som de originale synthesizere. Faktisk var de næsten ikke til at skelne fra den ægte vare, men at spille på den faktiske hardware giver en mere praktisk oplevelse, især når man optræder live.

Når det er sagt, har VST-plugins en tendens til at koste en brøkdel af den hardware, de er inspireret af, så du bør helt sikkert tage dem med i dine overvejelser, især hvis du lige er kommet ind i lydsyntesens verden.

Den endelige signalvej

For at opsummere følger en standard subtraktiv synthesizer denne signalvej:

1. Oscillatoren genererer en bølgeform med en konstant amplitude og et konstant udgangssignal.
2. Filteret former det harmoniske indhold ved at dæmpe eller forstærke frekvenser.
3. Envelope-generatoren og VCA'en styrer, hvordan lyden udvikler sig over tid.
4. En modulationskilde som en LFO eller en faseskiftoscillator tilføjer bevægelse til lyden.
5. Det endelige signal sendes til en mixer, radiosender eller lydfrekvensudstyr.

Mange synthesizere kan naturligvis meget mere end det.

Mange high-end synthesizere har flere modulationsmuligheder, som f.eks. faselåste sløjfer, feedback-oscillatorer, kvartskrystaloscillatorer, samplingmuligheder samt radiofrekvensoscillatorer.

Brug lydsyntese til at skabe et nyt instrument

Lydsyntese giver musikere og producere mulighed for at skabe nye instrumenter fra bunden. I dette afsnit undersøger vi, hvordan man bruger lydsyntese til at skabe et nyt instrument, uanset om man bruger en rigtig synthesizer eller et plugin.

Kernen i ethvert elektronisk instruments karakter er dets bølgeform, og det er her, du skal starte, når du skaber din nye lyd. Forskellige bølgeformer producerer unikke tonale kvaliteter, der påvirker, hvor lys, varm eller hård en lyd føles.

Baseret på egenskaberne for hver bølgeform skal du vælge en baseret på den rolle, dit instrument skal have i det lydbillede, du bygger. Brug derefter de andre komponenter i synthesizeren, f.eks. filtre, envelope-generatorer og modulationsindstillinger, til at forme den endelige lyd.

Prøv for eksempel at lave en simpel subtraktiv synthesizer. Ved at justere filter- og envelope-indstillingerne, som styrer lydens attack, decay, sustain og release, kan man ændre en lang og vedvarende pad-lyd til et kort og perkussivt pluck.

Eller forestil dig, at du starter med en grundlæggende harmonika-preset i en synthesizer. Når du slukker for alle ekstra oscillatorer, lavfrekvente oscillatorer (LFO'er) og vibrato, bliver lyden meget forenklet. Ved at gøre filteret lysere og forkorte amp-envelope-indstillingerne kan du forvandle pad'en til en skarp stab-lyd.

Selv en firkantet bølgeform, som ofte bruges til at skabe lyse og dristige lyde, kan blive til noget helt andet. Med nogle justeringer af filterets cutoff og en længere envelope-indstilling kan en firkantet bølge danne grundlag for en blød ambient-pad.

For at skabe unikke lyde skal du forstå de grundlæggende bølgeformers egenskaber fuldt ud. Ved at blande forskellige bølgeformer med forskellig lydstyrke kan du skabe komplekse og fængslende lydbilleder.

Leads

Når vi taler om instrumentets rolle, skal du huske, at leads skal have lydmæssige egenskaber, der får dem til at skille sig ud, når de blandes med resten af nummeret.

Afhængigt af den bølgeform og bearbejdning, du vælger, kan leadlyde være gennemtrængende, bløde, glatte eller aggressive. Normalt giver en firkantet leadbølge med et åbent filter en klassisk og kraftfuld synthesizerlyd, mens en trekantet leadbølge kan skabe en mere fløjtelignende effekt.

En savtandsbølge-lead kan hjælpe dig med at skabe en rig og fyldig tone, der passer godt til de fleste elektroniske genrer. Ved at blande sinus- og firkantbølger kan du tilføje rundhed til plukkede leads, samtidig med at du tilføjer støjelementer, der kan give din lyd en mere grumset karakter.

Baslinjer

Især inden for elektronisk musik og hiphop bruges synths til at skabe unikke baslyde. Og her er mulighederne igen uendelige.

Til subtil og dyb bas er den bedste løsning en simpel sinusbølge, fordi den naturligt producerer en glat, lavfrekvent lyd. På den anden side, hvis du leder efter en syret bas, kan en savtakket eller firkantet bølge, kombineret med ekstra resonans og filtermodulation, skabe den klassiske syrelyd, der minder om den ikoniske Roland TB-303.

Du kan også skabe en tung bastone ved at blande savtands- og firkantbølger, nogle gange understøttet af en sinusbølge for at give den mere dybde. Mild bas kan skabes ved hjælp af en trekantbølgeform, som har en mere naturlig og mindre syntetisk lydkvalitet.

Puder

Pads er den baggrundslyd, der giver et nummer dets stemning og rytme. De har normalt langsomme opbygninger og udtoninger, der giver liv til en lagdelt lyd, der bevæger nummeret fremad.

Når du laver pads, er den type bølgeform, du vælger, vigtig, men hvordan du justerer og filtrerer den, er det, der virkelig gør forskellen.

Firkant- og pulsbølger kan lyde lidt som træblæsere eller strygere, mens savtandsbølger kan være med til at skabe en mere omsluttende lyd. Trekantbølger har en blød og drømmende kvalitet, og sinusbølger tilføjer en dyb fylde til lydstrukturen.

Ved at bruge længere indstillinger for lyden og skrue ned for de høje frekvenser kan du designe stemningen i en pad. Selv lysere bølgeformer kan udjævnes med lidt omhyggelig filtrering og rumklang, så de bliver mere behagelige at høre på.

Sådan skaber du synth-lyde

Den virkelige magi opstår, når man går i gang med at eksperimentere.

Uanset om du bruger en hardwaresynth eller et VST-plugin, er det at forstå, hvordan oscillatorer fungerer, det, der giver dig mulighed for at skabe lyde, der kun findes i dit hoved.

Det handler ikke om at dreje tilfældigt på knapperne og håbe på, at der sker noget interessant; det handler om at vide, hvad der sker under kølerhjelmen, og hvordan de forskellige typer oscillatorer, kredsløb og bølgeformer interagerer for at forme lyden.

Så hvor skal man starte? Svaret er enkelt: Generér et oscillerende signal, der producerer lydbølger. Dette signal er grundlaget for ethvert synth-patch, og det findes i de forskellige former, vi har diskuteret.

En god måde at øve sig på er ved at bruge en spændingsstyret oscillator (VCO). Disse oscillatorer giver dig mulighed for at justere udgangsfrekvensen med en kontrolspænding, hvilket giver dig en praktisk måde at udforske lyddesign på.

Start med at vælge en sinusbølge, som ikke har nogen ekstra overtoner. Skift derefter til en firkantet bølge, som introducerer ulige overtoner, og prøv at justere driftscyklussen for at skabe pulsbølger og høre, hvordan forskellige forhold påvirker tonen.

Nu er det tid til at udforske feedback-oscillatorer og faseskift-oscillatorer. Disse værktøjer kan introducere både subtile og ekstreme ændringer i lyden ved at føre udgangssignalet tilbage i oscillatorkredsløbet. Du kan bruge denne teknik til at skabe alt fra bløde vibratoeffekter til mere kaotiske teksturer.

Et andet vigtigt aspekt at forstå er, hvordan oscillatorkredsløb fungerer i forskellige synth-designs. Nogle synthesizere bruger LC-oscillatorer, som er afhængige af induktorer og kondensatorer til at generere svingninger, mens andre bruger krystaloscillatorer, som giver ultrastabile frekvenser ved hjælp af kvartskrystaller.

De findes ofte i digitale synthesizere, oscillatorer med fast frekvens og radiofrekvensoscillatorer til radiosendere og -modtagere. En oscillators stabilitet definerer, hvor stabil tonehøjden forbliver.

Når du har styr på det grundlæggende, kan du eksperimentere med faselåste sløjfer (PLL'er) og afspændingsoscillatorer. PLL'er giver dig mere frekvenskontrol ved at låse på en indgangsfrekvens, hvilket gør dem nyttige, når du synkroniserer oscillatorer i modulære opsætninger.

Relaxation-oscillatorer skaber derimod ikke-sinusformede bølgeformer gennem hurtig opladning og afladning af kondensatorer, hvilket er den bedste løsning, når man forsøger at skabe perkussive lyde.

Hvor god du er til at programmere synthesizere, afhænger i sidste ende af, hvor dygtig du er til at forme din oscillators output med filtre og modulation.

Prøv at føre dit oscillerende signal gennem et lavpasfilter for at udjævne hårde overtoner, eller brug et højpasfilter til at udtynde en bastung lydeffekt. Moduler filterets cutoff med en LFO (lavfrekvensoscillator) for at få en wobbling-effekt, eller brug en envelope-generator til at skabe dynamiske dønninger og plucks.

Hvis du vil dykke dybere ned i oscillatorens opførsel, skal du lære mere om positiv feedback og feedback-loops i din synth. For eksempel kan øget feedback i et delay-kredsløb forvandle en simpel lyd til en udviklende tekstur. Eller ved at bruge en resonansfrekvensforstærkning kan man fremhæve specifikke overtoner og skabe en knirkende synthlyd, der måske fungerer godt med leads.

Når du arbejder med digitale synthesizere, støder du måske på udtryk som clockfrekvens, clocksignal og clockpulser. Disse udtryk henviser til timingen af en oscillator i et elektronisk kredsløb, som hjælper synthesizeren med at holde sig synkroniseret med andre elementer.

Øv dig i at skabe lyde

En af de bedste måder at øve sig i at skabe synth-lyde på er at genskabe velkendte instrumenter ved kun at bruge grundlæggende bølgeformer. Start med en simpel sinusbølge, og se, om du kan forme den til en fløjtelyd ved hjælp af en envelope og lidt vibrato. Tag derefter en savtandsbølge og lav en messinglignende synth-lyd ved at tilføje en filterkonvolut og lidt detuning.

Mange synthesizere har indbygget visualisering af output-bølgeformer, så du kan se, hvordan bølgeformerne ændrer sig, når du justerer parametrene. At se, hvordan en firkantet bølge bliver til en savtakket bølge med lidt filtrering, kan gøre hele forskellen i din forståelse af syntese.

Alt i alt handler mestring af synth-lyddesign om at øve sig i at bruge det specifikke instrument, man har til rådighed.

Spild ikke din tid og dine penge på at købe dyre synths, som du kan modulere i det uendelige, men invester i stedet tid og energi i at lære alt om den synth, du har derhjemme eller i din DAW. Tag dig tid til at lege med forskellige oscillatorkredsløb i din synth og se, hvordan de påvirker lyden. Test effekten af variable kondensatorer på frekvensresponsen, og prøv at presse din synthesizers evner til det yderste.

Det er ligegyldigt, om du arbejder med analog hardware eller digitale plugins; hemmeligheden er at udforske, tweake og eksperimentere, indtil du finder de lyde, der passer perfekt til dit track.

Afsluttende tanker

Jeg håber, at denne guide hjælper dig med at få mest muligt ud af din synth!

Husk, at selv om alle synthesizere har fælles træk, har de hver især deres egen lydsignatur, hvilket betyder, at de samme lyde manipuleret af forskellige synthesizere vil skabe forskellige lydbilleder.

Tag dig tid til ikke bare at forstå, hvordan hvert værktøj påvirker lyde, men også hvordan forskellige bølgeformer og effekter blandes med hinanden. For at skabe komplekse lydstrukturer skal du vide, hvordan du lægger lyd i lag for at skabe en fordybende lydoplevelse.

Endelig skal du få mest muligt ud af de utallige tutorials, du kan finde online. Uanset hvilken synth du beslutter dig for at bruge, er jeg ret sikker på, at du vil finde et væld af anmeldelser og videoer, der forklarer dig, hvordan du får mest muligt ud af dit instrument.

Held og lykke, og vær kreativ!