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Die Entwicklung der Synthesizer. Repräsentative Modelle und ihre technischen Verfahren zur Klangerzeugung

Hausarbeit (Hauptseminar) 2016 18 Seiten

Musik - Sonstiges

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Klassifizierung elektronischer Musikinstrumente
1.2 Der Begriff ÄSynthesizer“

2. Repräsentative Synthesizer-Modelle
2.1 Erste elektronische Musikinstrumente
2.1.1 Elektrische Harmonika
2.1.2 Musikalischer Telegraph
2.2 Telharmonium
2.3 Ondes Martenot
2.4 Mixtur-Trautonium
2.5 Moog Modular System

3. Nachwort

4. Literaturverzeichnis

1 Einleitung

Die Entwicklung der ersten elektrischen Instrumente und folglich auch der Ursprung der Synthesizer findet sich bereits in der Mitte des 19. Jahrhunderts bei den Pionieren der Akustik und der Telegraphie, die dank ihrer theoretischen Arbeiten über Schwingungen und ihren Experimenten zur Übertragung von Tönen über ferne Distanzen unbewusst die Grundsteine für die weitere Entwicklung von Synthesizern legten.

Im frühen 20. Jahrhundert standen schließlich die Elektrifizierung und die elektrische Ver- stärkung von akustischen Instrumenten im Vordergrund, welche schon wenige Jahre später der Begeisterung zur Gestaltung von bisher ungeahnten Klangfarben wichen. Die technologischen Fortschritte und Erkenntnisse des 20. Jahrhunderts führten schließlich zu einer Vielzahl an unterschiedlichen Modellen elektrischer und elektronischer Musikin- strumente, die letztendlich alle ihre Eigenarten innehaben, ob es die Art der Operation, den technischen Aufbau oder die Methoden zur Klangerzeugung und Klangsynthese betrifft. Ei- nige dieser Modelle stechen jedoch besonders hervor, da dessen Entwickler entweder grund- legende Prinzipien erkannt haben, die für die weitere Entwicklung der Synthesizer bedeut- sam sind, oder weil diese Modelle für die Popularität und einer öffentlichkeitswirksamen Rezeption der Synthesizer generell eine wichtige Rolle spielen.

Ziel dieser Arbeit ist die detaillierte Ausführung einer eigenen Auswahl solch bedeutender Synthesizer-Modelle in chronologischer Reihenfolge, die bei den Anfängen einer musikali- schen Telegraphie in der Mitte des 19. Jahrhunderts beginnt und beim analogen modularen Synthesizer in den 1960er-Jahren endet. Anhand dieser Auswahl soll schließlich deutlich werden, wie genau die Klangerzeugung verschiedener Synthesizer funktioniert und welche Elemente und Prinzipien letztendlich den gesamten Entwicklungsweg der Synthesizer hin zum modularen Synthesizer durchziehen und bis zur heutigen Zeit bestehen.

1.1 Klassifizierung elektrischer Musikinstrumente

Die Klassifizierung der elektronischen Musikinstrumente als komplettierte Hauptgruppe nach der konventionellen Hornbostel-Sachs-Systematik oder vergleichbaren makrotaxono- mischen Klassifizierungssystemen ermöglicht zunächst lediglich die Erfassung von drei Gruppen; die der elektrophonen, elektromechanischen und radioelektrischen Instrumente.1 Die elektrophonen Instrumente schließen all jene Instrumente ein, die zur Klangerzeugung eine elektrische Aktion statt einer mechanischen oder pneumatischen erfordern, ein Prinzip, welches unter anderem bei elektrischen Orgeln genutzt wird.2

Bei den elektromechanischen Instrumenten werden die Vibrationen auf herkömmlichen me- chanischen Wegen erzeugt, wie zum Beispiel das Schlagen der Hämmer auf die Saiten eines Klaviers, deren mechanische Vibrationen allerdings in elektrische Vibrationen bzw. Signale transformiert werden, welche wiederum durch elektrische Verstärkungssysteme geleitet und abgestrahlt werden. Hierbei bleibt die ursprüngliche Klangerzeugung also rein akustisch, die Klangaufnahme und -abstrahlung erfolgt jedoch durch elektrische Komponenten und Ge- räte. Ein Beispiel für ein solches elektromechanisches Instrument bietet beispielsweise das Neo-Bechstein aus dem Jarhe 1931.3

Die radioelektrischen Instrumente bilden schließlich die Gruppe an elektrischen Instrumenten, die in dieser Arbeit behandelt werden sollen, nämlich diejenigen, die ihre Klangerzeugung durch spannungsgesteuerte Oszillationen erreichen.4

1.2 Der Begriff „Synthesizer“

Die Verwendung des Begriffs ÄSynthesizer“ kam letztendlich durch Dr. Robert Moog zur Etablierung, dem Gründer und Entwickler der Firma R.A. MOOG. Dieser erwähnte den Begriff Äsynthesizer“ erstmals in einer Schrift im Jahre 1966, woraufhin er im Jahre 1967 schließlich das ÄSynthesizer Concept“ einführte.5 Der Begriff an sich wurde jedoch bereits beim sogenannten ÄRCA-Synthesizer“ verwendet, welcher allerdings keine Klangsynthese in Echtzeit erzeugen und keine kommerziellen Erfolge leisten konnte.6 Zur Etablierung dieses Begriffes trugen neben Moog auch die Verkaufserfolge der Hersteller ARP und EMS in den späten 1960er und den frühen 1970er-Jahren bei.

Die klassische Bedeutung des Begriffes Äsynthetisieren“ meint die Zusammensetzung einzelner Teile in ein Ganzes hinein; übertragen auf die Klangsynthese bei elektrischen und elektronischen Musikinstrumenten ist also die Vereinigung von einzelnen Klangkomponenten in einen daraus zusammengesetzten Gesamtklang zu verstehen.7

2 Repräsentative Synthesizer-Modelle

2.1 Erste elektronische Musikinstrumente

2.1.1 Elektrische Harmonika

Das vermutlich erste elektronische Musikinstrument wurde im Jahre 1856 durch M. Pétrina mit der ÄElectric Harmonica“ in Prag entwickelt, wobei die Intention Pétrinas ursprünglich nicht die Entwicklung eines Musikinstrumentes war, sondern die Arbeit an der Morsekom- munikation und Telegraphie,8 welche als elektromagnetisch erzeugte Tonsignale über eine längere Distanz zu beachten sind und die technische und anfänglich motivationale Grund- lage für die Entwicklung der ersten Synthesizer im 19. Jahrhundert bildeten.

Die elektrische Harmonika basiert im Grunde auf dem Prinzip des Neefschen bzw. Wagner- schen Hammers9, bei welchem der Hammer allerdings durch einen schmaleren Anker ersetzt wird. Hierbei werden nach dem Prinzip der Selbstunterbrechung und dem des Funkeninduk- tors von Ruhmkorff Induktionsströme durch das Schließen und Öffnen des Hauptstromes gleichzeitig mit der Erregung und Aufhebung des lokalen Magnetismus hervorgerufen,10 ähnlich wie bei einer elektrischen Klingel. Bei dieser Technik spielt nun die Frequenz der Unterbrechung des Stromkreises die entscheidende Rolle für die Entwicklung eines musika- lisch agierenden Instruments, welches anhand des Wagnerschen Hammers deutlich wird. Beim Wagnerschen Hammer wird Äein an einer Stahlfeder befestigter Anker […] von einem Elektromagneten angezogen, bis er bei maximaler Anziehung den Stromkreis unterbricht und zurückschnellt, wodurch der Stromkreis wieder geschlossen […] und der Anker wiede- rum vom Elektromagneten angezogen wird.“.11 Die Schwingungsperiode, also die Arbeits- frequenz, wird durch das Feder-Masse-System des Ankers und der Rückstellfeder bestimmt, wobei eine niedrigere Schwingungsfrequenz durch eine Erhöhung der Masse dieses Systems erreicht werden kann.12 Die grundsätzliche Funktionsweise dieses Wagnerschen Hammers kann man zum besseren Verständnis auch mit dem Prinzip der Stoßerregung verdeutlichen, ein ÄVerfahren zur Erzeugung von Schwingungen, bei welchem ein Schwingungskreis in seiner Eigenschwingung durch eine […] elektromechanische Kraft angeregt wird.“.13

In der elektrischen Harmonika werden nun vier dieser Wagnerschen Hämmer in verschiedene Stimmungen gebracht, nebeneinander platziert und durch Klaviertasten operiert. Die Vibrationen der schmalen Hämmer erzeugen schließlich die schwingenden Töne und bilden somit die Grundlage der Klangerzeugung.14

2.1.2 Musikalischer Telegraph

In der musikwissenschaftlichen Fachliteratur wird häufig das Telharmonium aus dem Jahre 1897 als erster Synthesizer und technischer Wegbereiter der Hammond Orgel bezeichnet. Dennoch kann nach einiger Recherche festgestellt werden, dass bereits in den 1870er-Jahren zahlreiche Patente von dem wenig beachteten US-Amerikaner Elisha Gray eingereicht wur- den, welche die klangerzeugenden und klangleitenden Prinzipien des Telharmoniums bereits viele Jahre zuvor detailliert ausführten. Diese Patente behandeln unter anderem die Anwen- dung elektromagnetischer Oszillatoren zur Erzeugung von Tönen, dessen Übertragung durch Telefonleitungen, sowie die Weiterentwicklung von lokalen und automatischen Stromkreis- unterbrechern;15 allesamt Erfindungen, die für das zwanzig Jahre später entwickelte erste Telharmonium unabdingbar sind.

Auch Elisha Gray arbeitete wie M. Pétrina im Bereich der Telegraphie, genauer daran, meh- rere Töne über eine einzelne Telefonleitung zu senden.16 Sein musikalischer Telegraph be- ruht in seiner Funktionsweise darauf, dass sich ein Elektromagnet unter elektrischem Stromeinfluss verlängert und sich bei wieder nachlassendem Strom zusammenzieht, wodurch infolgedessen bei einer Abfolge von Impulsen oder Unterbrechungen dieses Stroms eine Vibration des Magneten ermöglicht wird. Wird diese Vibration in einer bestimmten Frequenz ausgeführt, so wird ein musikalischer Ton produziert, dessen Tonhöhe von der Geschwindigkeit der erzeugten Vibration, also der Vibrationsrate, abhängig ist.17 Im Instrument wurden 24 Metallzungen-Generatoren in einem Holzgehäuse verbaut und von einer zwei Oktaven umfassenden Klaviertastatur angesteuert; dadurch dass hierbei jede

Taste einen eigenen Tongenerator besitzt wird sogar eine Polyphonie mit maximal 24 Stim- men ermöglicht. Die erzeugten Töne konnten telegraphisch übertragen und in späteren Modellen sogar über eine Art Lautsprecher abgestrahlt werden.18 Die Metallzungen in den Generatoren dienen als Oszillatoren und werden durch das Prinzip der automatischen Stromkreisunterbrechung in eine bestimmbare Schwingungsfrequenz versetzt.19

2.2 Telharmonium

Das Telharmonium, auch Dynamophon genannt, wurde im Jahre 1897 als erstes elektrome- chanisches Tasteninstrument von Thaddeus Cahill aus dem experimentellen Versuch heraus konstruiert, traditionelle Instrumente zu Äelektrifizieren“, bzw. gleichsam eine Materialer- weiterung durch die verfahrensbedingte Verfremdung des Klanges zu erreichen.20 Die Ent- wicklung dieses Instruments basiert auf theoretischen Arbeiten von Georg Simon Ohm und Hermann Helmholtz, welche wiederum als Wegbereiter der modernen Akustik gelten.21

Die Tonerzeugung wird durch Zahnradgeneratoren ermöglicht, die über Induktion elektromagnetische Wechselwirkungen erzeugen, dieses tonerzeugende Prinzip wurde 1960 auch in der Hammond-Orgel verwendet. Jeder Ton war von einer anschlagsdynamischen Klaviertastatur mit Hammermechanismus aus spielbar22 und besaß einen eigenen separaten Wechselstromgenerator, weshalb das erste Instrument letztendlich um die 200 Tonnen wog.23 Da die Entwicklung der Radioröhre erst 1907 durch Lee de Forest abgeschlossen wurde, konnten die Klänge nicht elektronisch verstärkt werden. Auch der bereits 1878 von Werner von Siemens entwickelte elektrodynamische Lautsprecher rückte erst nach der Erfindung des Telharmoniums ins Licht der praktischen Wissenschaft.24

Der Klanggenerator basiert auf dem Tonrad-Prinzip, welches in Instrumenten mit rotieren- den Profilscheiben üblich ist.25

[...]


1 Curt Sachs, The History of Musical Instruments, New York 1940, S.447.

2 Ebd.

3 Ebd.

4 Ebd., S.448.

5 Trevor Pinch; Frank Tocco, Analog Days. The Invention and Impact oft he Moog Synthesizer, Harvard 2002, S.67.

6 Ebd.

7 Ebd.

8 Théodore du Moncel, Le téléphone, le microfone et le phonographe, Paris 1878, S.20f.

9 Benannt nach dem Erfinder Johann Philipp Wagner (1836).

10 Hermann Masius, Die gesammten Naturwissenschaften, Essen 1873, S. 522f.

11 „Wagnerscher Hammer“, Spektrum der Wissenschaft, http://www.spektrum.de/lexikon/physik/wagner- scher-hammer/15358, abgerufen am 02.02.2016.

12 Ebd.

13 Alexander Meißner, Physikalisches Wörterbuch, hrsg. v. Arnold Berliner u. Karl Scheel, Berlin 1932, S.1201.

14 Théodore du Moncel, Le téléphone, le microfone et le phonographe, Paris 1878, S.20f.

15 Elisha Gray, 1876: Improvement in Electro-Harmonic Telegraphs. United States Patent Office. Patent No. 173,618. Anmeldedatum: 27. Januar 1876.

16 Wolfgang Schreier; Hella Schreier, rt͘ „Thomas Alva Edison“, in: Biographien hervorragender Naturwissenschaftler, Techniker und Mediziner, Bd. 23, Leipzig 1987, S.46.

17 Elisha Gray, 1875: Improvement in Transmitters for Electro-Harmonic Telegraphs. United States Patent Office. Patent No. 165,728. Anmeldedatum: 28. Juni 1875.

18 Elisha Gray, 1879: Improvement in Apparatus for Transmitting Musical Impressions or Sounds Telegraphically. United States Patent Office. Patent No. 166,095. Anmeldedatum: 07. Mai 1878.

19 Elisha Gray, 1876: Improvement in Electro-Harmonic Telegraphs. United States Patent Office. Patent No. 173,618. Anmeldedatum: 27. Januar 1876.

20 Michael Harenberg, Neue Musik durch neue Technik ? Musikcomputer als qualitative Herausforderung für ein neues Denken in der Musik, 1989 Kassel, S.28.

21 Ebd.

22 Reynold Weidenaar, Art. "Telharmonium", in: Grove Music Online. Oxford Music Online, http://www.oxfordmusiconline.com/, abgerufen am 13.01.2016.

23 Hans-Jochen Schulze; Georg Engel, Moderne Musikelektronik, 1988 Berlin, S.9.

24 Michael Harenberg, Neue Musik durch neue Technik ? Musikcomputer als qualitative Herausforderung für ein neues Denken in der Musik, 1989 Kassel, S.28.

25 Ebd., S.21.

Details

Seiten
18
Jahr
2016
ISBN (eBook)
9783668219304
ISBN (Buch)
9783668219311
Dateigröße
923 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v322726
Institution / Hochschule
Universität Leipzig – Institut für Musikwissenschaft
Note
1,0
Schlagworte
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