3. Toetsinstrumenten zoals keyboards, digitale piano en synthesizers

3.
Toetsinstrumenten zoals keyboards, digitale piano
synthesizers (electrofonen, soms ook chordofonen)
en
Inleiding
Het eerste elektronische instrument werd waarschijnlijk ontwikkeld door de Russische wetenschapper
Leon (Lev)Termen (later omgevormd in Theremin) in 1920.
De eerste elektronische orgels kwamen eind de jaren dertig op de markt. Ze werkten met buizen en net
zoals bij versterkers werden deze buizen later vervangen door transistors. De eerste orgels werkten
volgens analoge techniek. De toon wordt elektronisch opgewekt en dan met allerlei filters bewerkt tot
je iets hoort dat gelijkt op een trompet, viool, saxofoon, e.a.
Rond 1950 werden de eerste elektrische piano’s ontwikkeld. De snaren worden vervangen door
metalen vorkjes, tongetjes of korte snaartjes die met hamers aangeslagen worden. De trillingen worden
opgepikt door een of meer elementen en vandaar naar een versterker gestuurd.
Synthesizers en andere elektronische instrumenten komen de laatste veertig jaar vaak voor in lichte
muziek, in klassieke hedendaagse muziek werden ze nog vroeger ingezet. Tegenwoordig wordt het
steeds moeilijker om de “juiste” synth te kiezen. Analoog, digitaal,virtueel, modulair, het zijn allemaal
termen die niet altijd even duidelijk zijn…
Een beetje geschiedenis…
1. Theremin of aetherphone
De Theremin uit 1920 is een van de weinige instrumenten dat niet functioneert op rechtstreeks contact
– je wuift gewoon met je handen in de lucht, vlak voor de beide antennes die daarop volume
(horizontale antenne) of toonhoogte (verticale antenne) veranderen. In de Theremin zitten onder meer
twee radiofrequentie oscillatoren (hierna r.f.o.) die een hoorbare frequentie produceren. De verticale
antenne reageert op de handbewegingen door de trillingssnelheid of frequentie van een van beide
r.f.o.’s te verlagen.
52
Nagebouwde Theremin
De output van beide r.f.o.’s wordt gemengd en zo bekom je de verlaagde toon. Een derde oscillator
passeert verschillende circuits die onder meer de gain van de versterker beïnvloeden1. De Theremin
werd onder meer gebruikt in soundtracks (“The Forbidden Planet”) en in songs (“Good Vibrations” van
de Beach Boys) en bij verschillende bands waaronder Led Zeppelin. Sinds de jaren negentig is het
instrument terug populair, onder meer door de modellen van Big Briar Inc., de nieuwste firma van Bob
Moog, die, vooraleer zijn Moog Synthesizer op de markt te brengen, ook verschillende theremins
gebouwd heeft!
2. Hammondorgels
1
Zie www.thereminworld.com/moog1954.asp waar je Bob Moog’s artikel ‘The Theremin’ uit het Radio and Television
News van januari 1954 terugvindt en kan downloaden.
53
Hammond B-3 uit 1950
Het Hammondorgel werd ontworpen door uitvinder/klokkenmaker Laurens Hammond in 1935.
Traditionele orgels werken met lucht of met elektronische toonopwekking. Bij het Hammondorgel
bestaat de klankgenerator uit een continu aangedreven wisselspanningmotor, verbonden aan een
materiaaltrein die verschillende reeksen toonwielen aandrijft. De verschillende knobbeltjes (zgn.
Bumps, tanden) op elk wiel, in combinatie met de rotatiesnelheid, bepalen de toonhoogte van elke
toonwiel-eenheid.
Aldus verkreeg men op het Hammond orgel een hoofdtoon met een achttal boventonen. Deze toon kon,
door middel van trekschuiven (drawbars, stops) en diverse preset keys/knoppen, bewerkt worden tot
een andere klankkleur. De motor die zorgt voor het aandrijven van zijn orgel had Hammond eerder al
ontwikkeld voor zijn elektrische klokken en synchroniseerde de kloksnelheid op de vastgelegde
frequentie voor elektrische stroom (60 Hz in de VS). De aanvankelijke bedoeling van het instrument
was echte instrumenten, die elk een unieke combinatie van grondtoon en boventonen hebben, d.m.v.
het gebruik van drawbars na te bootsen; dit procédé heet additieve synthese.
De meest complete modellen zijn de B3, de C3, en de A100, waarvan het essentiële binnenwerk exact
hetzelfde zijn. Het instrument veroverde een plaats binnen de Jazz, Blues, Gospel en Rock maar ook
klassieke componisten zoals Karlheinz Stockhausen wisten het te appreciëren (“Mikrophonie II”).
Hammond ontwikkelde ook een gepatenteerde elektromechanische reverb met een veer, een procédé
dat wereldwijd gekopieerd werd, bijv. In gitaarversterkers.
De eerste elektrische piano’s
De eerste elektrische piano’s die in Jazz/Lichte Muziek gebruikt werden zijn de Hohner Pianet,
Clavinet, de Wurlitzer en de Fender Rhodes.
Fender Rhodes Piano
54
Deze laatste was de meest populaire elektrische piano tijdens de jaren zeventig en tachtig en op veel
keyboards en digitale piano’s vind je dit geluid nu nog terug als “El. Piano” maar bijvoorbeeld ook als
“Rhodes” of “Tynes”. De gebruikte techniek bestond uit metalen staafjes (tynes), die afzonderlijk
konden gestemd worden. Het instrument bestond in verschillende versies: Rhodes 73 (met 73 toetsen),
Rhodes 88 (88 toetsen), Rhodes Suitcase (met eigen stereo versterkingssysteem) e.a.
De uitvinder Harold Rhodes was pedagoog en uitvinder. Hij ontwikkelde voordien als militair een Air
Corps Piano, daarna Pre-piano’s voor muziekscholen en tenslotte in samenwerking met Leo Fender de
Fender Rhodes piano.
De allereerste piano’s waren uit vliegtuig- en electronicaonderdelen gemaakt om van verwondingen
herstellende militairen d.m.v. bezigheidstherapie -i.c. piano spelen- te helpen bij hun convalescentie.
Rhodes- Suitcase Piano
Wurlitzer Piano
Het basisidee van deze piano ontstond in de jaren ’30 bij de Amerikaan Ben F. Meissner. Het principe
van electromagnetische (en –mechanische) klankopwekking is gelijksoortig als bij de Rhodes, maar
hier wordt gebruikt gemaakt van kleine metalen lamellen (eng.: ”reeds”) die aangeslagen worden door
een elementair aanslagsysteem.
Alhoewel deze piano beperkte dynamiek-en klankkleur mogelijkheden heeft, wordt de klank ervan nog
veel gebruikt. Rock, soul, country, blues e.d. zijn de meest voorkomende genre’s voor dit instrument.
55
Wurlitzerpiano, hier afgebeeld met extra versterkingssysteem van LESLIE
Hohner Clavinet
De clavinet was aanvankelijk een poging van Ernst Zacharias in het begin van de jaren ’50 om een
imitatie van een clavecimbel (cembalo) te maken. Bij het indrukken van een toets wordt een metalen
lamelletje “getokkend” zoals bij een clavecimbel, en wortdt de trilling van dit lamelletje d.m.v. een
electromagneet omgezet in een electrisch signaal, dat naar een versterker/speakercombinatie wordt
geleid.
De definitieve Clavinet werkt ook electromagetisch, maar dan met metalen snaren en volgens het
principe van een Clavichord. Zie illustratie. Voordeel is de mogelijkheid tot dynamiek in het spelen.
Aanvankelijk had dit instrument relatief weinig succes, maar met ‘Superstition’ van soulartiest Stevie
Wonder, werd dit instrument in soul en funk zeer populair.
56
Hohner Pianet
De Pianet werkt met metalen lamelletjes en een kleefmiddel waarmee de “piano”-mechaniek gekleefd
is aan die lamelletjes; door een toets in te drukken, trek je de mechaniek los, trilt het lamelletje, en
word er op electromagnetische wijze een toon gegenereerd. De Zombies en The Small Faces waren
populaire groepen in de sixties die de pianet gebruikten.
57
Yamaha CP70/80 Electronic Grand
Yamaha bouwde op het einde van de jaren zeventig elektrische piano’s met echte snaren en een
transducer, met respectievelijk 73 (CP70) en 88 toetsen (CP80). Een realistische, percutante
pianoklank, maar loodzwaar en haast niet te transporteren… Ook snel ontstemmend, en omdat de
bassnaren beperkt zijn in lengte –wat gecompenseerd wordt door ze dikker te maken- een in de laagte
wat afwijkende, “voze” klank.
Keyboards
Sinds de opkomst van de digitale techniek heb je de beschikking over elke instrumentklank die je je
maar kan bedenken. Omdat het klavier het grootste onderdeel van het instrument is gebleven, gebruikt
men de Engelse term voor klavier: keyboard. Home keyboard slaat dan meestal op een klavier met
ingebouwde vaste geluiden (piano, el. piano, strings, orgel en soms vibrafoon), een
begeleidingsautomaat of sequencer, versterker, luidspreker, effecten en nog andere opties.
58
Een Masterkeyboard is een MIDI instrument zonder interne geluiden waarmee je andere MIDIinstrumenten en apparaten kan aansturen. De “meer draagbare” versies noemt men remote keyboards of
afstandsbedieningklavieren…
Het pianogevoel
Met digitale piano’s tracht men zo dicht mogelijk het oorspronkelijk “pianogevoel” en dan vooral de
“actie” van het akoestisch instrument te benaderen. Daarvoor ontwikkelde men onder meer het
gewogen klavier of “hammer(ed) action”, omdat er vaak hamers in zo’n klavier verwerkt zijn. Elke
toets krijgt dan een hamermechaniek. Die hamers hebben niets meer met de klank te maken, ze zijn er
alleen om de actie van een akoestische piano te imiteren. Zo vind je op deze instrumenten ook een
sustainpedaal voor de rechtervoet terug, een pianopedaal voor de linkervoet en zelfs soms het sostenuto
of Steinway-pedaal.
Twee bekende effecten die je op de meeste keyboards tegenkomt zijn pitch bend en modulation. Met
pitch bend buig je de tonen omhoog of omlaag, de “afstand” kan meestal zelf ingesteld worden, van
een hele toon tot een octaaf en verder. De modulation is een soort vibrato: de toonhoogte gaat heel snel
op en neer, over een kleine afstand (minder dan een halve toon).
Mono-poly-multi
Vergeet niet: de eerste synthesizers waren monofoon, tegenwoordig zijn alle synthesizers, keyboards en
digitale piano’s polyfoon én multitimbraal, je kan er meerdere klanken (timbres) ofwel meerdere
instrumenten tegelijk mee spelen. Dit kan op verschillende manieren. Met een split deel je het klavier
in tweeën. Je gebruikt dan bijvoorbeeld het lagere register voor de begeleiding, het hoogste voor de
melodie of de solo. Bij een “floating split” kan je die zelf instellen,en soms kan je hierbij je keyboard in
verschillende zones of splits opdelen. Aan deze zones kan jedan een bepaalde toonhoogte en instrument
toewijzen. Zo kan je met je linkerhand toch een hogefluitpartij weergeven…Wil je meerdere
klankkleuren combineren, dan gebruik je layers of dual voices. Je stapelt verschillende klankkleuren
op: een altsax, een trompet en trombone en zo creëer je eigen sounds.
Klank wordt voortgebracht door klankgolven (“sound waves”). Net zoals oceaangolven hebben klankgolven,
wanneer ze zich door de lucht bewegen, pieken en dalen en deze zorgen voor een verschil in luchtdruk die wij
ervaren als geluid. De verschillen in geluidsdruk komen voort uit het verschil in frequentie. De frequentie is een
voorstelling van het aantal maal dat een “piek” bereikt wordt per seconde, m.a.w., het is eencyclische beweging
waarvan we het aantal cycli per seconde proberen te meten. Wanneer een geluidsgolf drie maal een cyclus (piek
en dal) doorgemaakt heeft in een tijdsspanne van een seconde, dan spreken we van 3Hz2 .
2
Vaak zie je 3kHz, dat slaat dan op 3 kilohertz of 3.000Hz.
59
Bij elektronische circuits hebben we natuurlijk niet zoiets als luchtgolven die door een draad lopen… Het zijn
golven van toenemende of afnemende voltage of spanning, en dit ook voor een bepaalde tijdsduur. Net zoals een
oceaangolf een groter watervolume heeft bij de piek en een geluidsgolf een grotere luchtdruk vertegenwoordigt
op zijn toppunt, zo geeft een elektrische golf een hoger voltage, dus spanning op de golftop.
De synthesizer
Definitie
Het woord “synthesizer” komt ethymologisch van synthese en dit betekent het samenstellen van
verschillende delen of elementen om er een geheel uit te creëren. En dat is over het algemeen het
concept achter een synthesizer: delen en elementen samenstellen tot een gezamenlijke klank. Of van
het ontwikkelen van een klank tot het bewerken van deze klank om hieruit dan een volledig nieuwe
klank te kunnen creëren.
Een synthesizer is een elektronisch toestel dat V.C.O.’s (oscillatoren), V.C.F.’s (filters) en versterkers
(V.C.A.’s) bevat, die gebruikt worden voor het opwekken van klanken, onverkrijgbaar bij
conventionele instrumenten.
VCO (Voltage Controlled Oscillator): een analoge klankopwekker, waarvan de stuurspanning (control voltage)
de toonhoogte bepaalt. Zij worden gebruikt voor de eigenlijke golfvorm opwekking in een synthesizer vermits de
frequentie spanningsstuurbaar is. In sommige gevallen kan men hiermee ook de golfvorm bepalen.
VCA (Voltage Controlled Amplifier): een analoge schakeling waarmee volumes (amplitude) kunnen geregeld
worden met behulp van een stuurspanning: eigenlijk een geautomatiseerde volumeknop. Wordt gebruikt in
synthesizers (bestuurd via de envelope generator), compressors/gates en mixer automatisering.
VCF (Voltage Controlled Filter): een analoge schakeling waarmee een filter kan worden afgesteld met behulp
van een stuurspanning. De stuurspanning wordt meestal geleverd door een envelope generator.
Wat voorafging
Technologische ontwikkelingen
Tijdens het interbellum vonden er vooral technische uitvindingen plaats die leidden tot de hedendaagse
elektronische muziek. Eerst en vooral is er de audiofrequentie technologie. Rond 1920 had men circuits
of schakelingen ontwikkeld voor het genereren van sinus-, zaagtand-en blokgolven naast versterkers,
filter circuits en, niet onbelangrijk, luidsprekers. En vanaf het einde van de jaren twintig werd de
mechanische akoestische opname stilaan vervangen door de elektrische opname.
Sinusgolven zijn signalen die uit “zuivere” tonen bestaan, dus zonder boventonen (Eng.: sine wave).
Zaagtandgolven bevatten fundamentele tonen met alle gerelateerde boventonen (Eng.: sawtooth wave).
60
Blokgolven bevatten enkel de oneven partialen of componenttonen van de harmonische bovenreeksen (square
wave).
Nieuwe instrumenten voor de reproductie van oude timbres
Verder waren er de ontwikkelingen van elektromechanische en elektronische muziekinstrumenten met
in het bijzonder de elektronische orgels. Orgelbouwers in die tijd zochten echter enkel naar een nieuw
alternatief voor het oude pijporgel en harmonium, zij waren niet echt op zoek naar nieuwe klanken. De
meeste orgels maken gebruik van substractieve synthese. Signalen die rijk zijn aan harmonische
boventonen (zoals de zaagtand golf) worden akoestisch hervormd door middel van filtercircuits om zo
de formant-frequentie en/of de resonantie-frequentie en/of het spectrum van conventionele orgels te
simuleren (Eng.: to emulate). De formant is afhankelijk van het filtercircuit en niet van de frequentie
van de toon die geproduceerd wordt.
Andere orgels werkten met het tegenovergestelde principe, de additieve synthese. Individueel
opgewekte sinusgolven worden juist “opgeteld” of samengesteld om zo tot een complexe golfvorm te
komen.
Nieuwe instrumenten voor de productie van nieuwe sounds
Enkele onderzoekers ontwikkelden juist elektronische instrumenten om klanken te produceren die niet
door traditionele instrumenten kunnen opgewekt worden. Slechts een paar, monofone instrumenten
kenden een redelijk succes. Naast de Theremin (ut supra) waren er nog de “Ondes Martenot3” uit 1928
en het Trautonium4 uit 1930, twee toestellen die redelijk gelijkend zijn op hun voorganger.
De “Ondes Martenot” bestaat uit een klavier en een “slide-wire” glissando generator die met de handen
van de performer gecontroleerd worden. Deze zetten een zaagtandgolf generator in gang die via
luidsprekers wordt versterkt en zo wordt een klank geproduceerd. Dit toestel werd onder meer gebruikt
door Olivier Messiaen.
Het Trautonium bestaat ook uit een zaagtandgolf generator maar heeft een klavier waarmee niet alleen
getemperde klanken maar ook ongewone toonaarden kunnen opgewekt worden. Het werd vooral
gebruikt door Duitse componisten, meest bekende werk is het “Concertino für Trautonium und
Streicher” van Paul Hindemith (1930).
Musique Concrète
Musique Concrète is een “nieuw” klassieke muziekgenre dat ontwikkeld werd door Pierre Schaeffer en
Pierre Henry (1948) en dat bepalend is geweest voor de ontwikkeling van de elektronische muziek.
Uitgangspunt van deze muziek is muziek te gebruiken uit de reële wereld, deze te mixen en te
verwerken tot een hedendaagse, originele compositie. Dit werd mogelijk dankzij de ontwikkeling van
bandopnames. De magnetische tape dus. Beide componisten maakten in de studio’s van de RTF
3
4
Naar de Franse musicus en wetenschapper Maurice Martenot
Naar de Duitse uitvinder Friedrich Trautwein
61
(Franse Radiozender) tape collages, net zoals men collages maakte in de visuele kunsten. Klank kon nu
immers gemakkelijk opgenomen worden, de toonhoogte kon “plots” verhoogd of verlaagd worden, of
bewerkt worden via “loops”. Men gebruikte het geluid dat ontstaat bij terugspoelen, men kon
fragmenten “knippen en plakken”… voor een snelle processing werden door de RFT ingenieurs allerlei
nieuwe tapemanipulatie toestellen ontwikkeld. Een waaier aan nieuwe klanken stond zo ter beschikking
van de componist. Men gebruikte klankeffecten, muzikale fragmenten, vocalises en andere klanken.
Maar ook geruis geproduceerd door de mens, zijn omgeving en zijn artefacten. Een van de
belangrijkste werken is Henry’s “Voile d’Orphée” (1953), een deel uit een ballet geschreven in
opdracht van Maurice Béjart5 . Het concept en elementen uit deze Musique Concrète vinden we heden
ten dage nog terug in sampletoepassingen. Samples nemen de taak van de oude tape over, maar dan op
een meer accurate en meer precieze manier.
Tape Studio’s
Vele zogenaamde “tape studio’s” begonnen hun klankenpalet uit te breiden met elektronische, dus
irreële sounds via oscillatoren, versterkers en andere signaalprocessors. Hier speelt de studio voor
elektronische muziek van de WDR (de Duitse staatsradio) uit Keulen een vooraanstaande rol. De
oorspronkelijke samenwerking tussen componist Herbert Eimert en ingenieur Werner Meyer-Eppler
werd snel uitgebreid met een derde vernieuwer: Karl-Heinz Stockhauzen. Hier ontstond de eerste
belangrijke tape compositie “Gesang der Jünglinge” (1956).
Mellotron
Ondertussen was, onafhankelijk van de musique concrète, een Amerikaanse onderzoeker op een
“gelijkaardig idee” gekomen. In 1946, toen Harry Chamberlin zijn orgelspel op tape wilde opnemen,
kwam hij op een lumineus idee: “als ik een opname kan maken van mijn eigen muziek, waarom zou je
dan geen instrument kunnen maken dat opnames afspeelt van deze klanken?” Eerst creëerde hij een
toestel dat enkel drumloops weergaf, later ontwikkelde hij het Model 200 keyboard dat functioneerde
met ¼” tape en met een “multi station tape changing system”. Het volgende model had 35 toetsen (van
G tot F), zes tapebanken waaruit je klanken kon kiezen, maar de mechaniek was zo pover dat dit vaak
fout liep. Het procédé werd ter verbetering doorgespeeld aan enkele Engelse ingenieurs/ investeerders6
en zo ontstond de Mellotron (later ook nog Novatron):
5
Schaeffer werkte de ontwikkeling van muziek met oscillatoren tegen. Ze was niet “concrète” of “reëel” maar artificieel en
anti-humanistisch. Later zal Yannis Xenakis de Parijse studio gebruiken voor werken mét elektronische elementen
6
Frank en Norman Bradley
62
Maar het bleef een huzarenwerk: voor een ritme track waren 35 opnames nodig van een ritme sectie die
perfect “in time and pitch” speelden, en per weergave moesten drie tapes synchroon lopen,gewoon door
op één toets te drukken. En er moesten zes stations tegelijkertijd inzetbaar zijn.
Bedenk wel dat men in 1963 nog niet over digitale technieken beschikte… Honderden popgroepen
experimenteerden met dit toestel, van Abba tot Yes over de Beatles, Kinks, Black Sabbath, Bee Gees,
Tangerine Dream en Kraftwerk7 .
Eerste synthesizers
De eerste synthesizer werd ontwikkeld in de RCA8 studio’s tijdens de jaren ‘50. Ingenieurs Harry
Olsen en Herbert Belar introduceerden het eerste model in 1955. Ten tweede, verbeterd model, werd
uitgebracht in 1959. Dit toestel bevatte signaalprocessors, modulators, filters, allerlei componenten
typisch voor elektronische klankopwekking. Alle componenten werden geactiveerd door de gecodeerde
input (op ponskaarten) die voorbereid werd door de componist.
De Vocoder
Vocoder met klavier en microfoon van Korg zoals gebruikt door Joe Zawinul
7
8
Deze Duitse groep uit de jaren zeventig bestond uit leerlingen van… Stockhausen!
Radio Corporation of America
63
Een vocoder (voice coder) analyseert het spectrum in een aangeboden stem, en past deze spectrale
eigenschappen toe op een tweede signaal, dat bijvoorbeeld door een synthesizer geleverd wordt. Dit
kan resulteren in een robotstem die metaalachtig en monotoon klinkt. De groep Kraftwerk gebruikt
vaak vocoders in hun muziek en het is een populair effect in electro. Bij een vocoder is meestal sprake
van twee signalen: een carrier (doorgaans een synthesizerklank) en een modulator (vaak een menselijke
stem). De modulator wordt eerst opgesplitst in een serie frequentiebanden (afgebakende gebieden uit
het spectrum). Dit gebeurt door een serie banddoorlaatfilters waarvan ieder filter zijn eigen frequentie
heeft. Vervolgens wordt het niveau van iedere frequentieband gemeten. Tegelijkertijd wordt het
carriersignaal overeenkomstig opgesplitst in frequentiebanden. Het niveau van iedere frequentieband
van de carrier komt wordt gemoduleerd (beïnvloed) door het gemeten niveau van de corresponderende
banden van het modulatorsignaal. Tot slot worden alle banden van de carrier bij elkaar opgeteld.
De niveaus van de frequentiecomponenten van de carrier worden dus gemoduleerd door die van de
modulator.
Anders gezegd: de carrier krijgt dezelfde spectrale eigenschappen als die van de modulator. Het aantal
frequentiebanden bepaalt daarbij de nauwkeurigheid. De verstaanbaarheid wordt daarnaast ook nog
bepaald door de spectrale inhoud van de carrier; een carrier waarin bepaalde frequenties niet
voorkomen zal deze na modulatie nog steeds niet hebben.
Hoewel de toonhoogte van het modulatorsignaal verloren gaat, zullen de formanten en dus de
klankkleur overeind blijven tijdens het proces. Aldus kan men een electronisch signaal qua volume en
ariculatie heel “menselijk” laten klinken.
Voorbeelden van Vocoders vind je in “Let’s Groove Tonight” van Earth, Wind & Fire, of op de plaat
‘Feets Don’t Fail Me Now’ van Herbie Hancock, of op ‘Animals’ van Pink Floyd. Een van de eerste
opnames is de stem in de 9e Symfonie van Ludwig Van Beethoven op de Soundtrack van Stanley
Kubrick’s ‘A Clockwork Orange’.
64
Synthesizer in de lichte muziek
Tot de jaren zestig bleven synthesizers bestemd voor de (koopkrachtige) happy few zoals
muziekonderzoekscentra en radiostations. De synthesizer geraakte gepopulariseerd dankzij enkele
kleine firma’s die het procédé probeerden te commercialiseren (Buchla, Moog, Syn-Ket) met het
invoeren van modulaire systemen. En zo sloop elektronische muziek ook binnen in popmiddens.
Robert (Bob) Moog gebruikte vooral VCO’s (= Voltage Controlled Oscillators) voor het opwekken van
sinus, blok, zaagtand en driehoekige golven, maar in zijn Moog Synthesizer zat bovendien een witte
ruis generator, attack en decay generators, V.C.A.’s (= Voltage Controlled Amplitude), bandpass filters
en sequencers. Met die VCO creëerde hij voor het eerst frequentiemodulatie: tremolo’s, trillers
behoorden nu ook tot de mogelijkheden.
Tegenwoordig wordt de synthesizer voor allerlei toepassingen gebruikt, maar het concept is eigenlijk
nooit grondig veranderd: je vertrekt van een elektronisch opgewekt signaal, past hier allerlei
elektronische methodes op toe om zo tot een originele sound te komen die haast niet door een ander
instrument kan nagebootst worden.
Robert Moog met Minimoog
65
Achtstemmige analoge Oberheim-synthesiser, zoals gebruikt door Joe Zawinul(Wheather Report) en
Lyle Mays (Pat Metheny Group)
Verschillende Synthesizertypes
Soms verwijst men bij kwalificaties van synthesizers naar de synthese techniek, soms is het de
methodologie die bepalend is.
Modulaire synthesizers
De eerste synthesizers waren niet van het “one unit” type maar bestonden uit verschillende
onafhankelijke eenheden of modules, vandaar de benaming modulair. Je had units die een signaal
creëerden (VCO’s, klankgeneratoren) en onderdelen die het signaal bewerkten (VCF, VCA, e.a.). Deze
modules werden in grote racks ingebouwd en onderling verbonden via kabels. Het verbinden van deze
kabels op een zogenaamd prikbord heet in het Engels “to patch”, en zo spreken we nog altijd over een
“patch” voor een speciale klankkleur.
Deze synthesizers namen soms een volledig lokaal in beslag maar dankzij die modules waren er zeer
uitgebreide toepassingsmogelijkheden, niet in het minst door de ongebreidelde vrijheid qua
samenstelling van klankkleuren.
De eerste, kleinere en commerciële varianten waren de Buchla en de Moog, waarvan de laatste de
meest succesvolle was. Onder meer door het succes van “Switched on Bach” (Walter, nu Wendy
Carlos) en vooral omdat Moog de standaard zette voor analoge synthese: alle synthesizerfuncties
worden gecontroleerd door Control Voltage (CV) van een volt per octaaf. Nog steeds een maatstaf. In
de jaren negentig leken de modulaire systemen te verdwijnen, maar nu vind je ze alom terug, maar dan
in een virtuele versie.
66
Buchla 100 Series
Modulaire systemen zijn minder geschikt voor podiumtoepassingen en daarom werden vanaf de jaren
zeventig pre-wired modellen uitgebracht. Algemeen gezien is een pre-wired een synth waarin de meest
populaire modulaire systemen samengebald worden. De klank wordt vervolgens naar een
gemeenschappelijk path gestuurd en dan worden er verschillende bewerkingsopties aan toegevoegd
voor het verkrijgen van verschillende, nieuwe patches.
De huidige virtuele modulaire systemen laten het toe de klank te creëren via de computer door gebruik
te maken van virtuele “patch-aansluitingen” en modules, maar dan zonder het ongemak van al die
kabels en modules. Vaak gaat het dan om virtuele modulaire plug-in’s of als stand-alone software,
zelden gaat het om werkelijk modulaire hardware.
67
Arturia Moog Modular V2: software versie van een modulaire Moog
68
Wendy Carlos’ Moog Synthesiser in 1977
69
Compacte synthesizers
Door een aantal patch-aansluitingen vast te maken en een en ander te vereenvoudigen ontstond de
compacte synthesizer. De belangrijkste ontwikkelaar is Bob Moog, die met het beroemde Minimoogmodel de standaard zette voor de monofone synthesizers. Toetsenisten als Herbie Hancock, Chick
Corea en Jan Hammer hebben gretig van dit instrument gebruik gemaakt om virtuoos en solistisch te
improviseren op een bijna gitaristieke manier, dus met veel pitch-bends en vibratos.
Minimoog
In die periode onstonden ook de ARP synthesisizers (b.v. de ARP 2600, en daarna de ARP-Odyssey),
die als budgetvriendelijker compacte synthesizers op de markt kwamen, en o.m. door Herbie Hancock
werden gebruikt (denk maar aan het basmotief van “Chameleon” op de plaat ‘Headhunters’, CBS
471239 2).
70
ARP- Odyssey Mark I
Analoge synthesizers
Dit is een synthesizer gebaseerd op analoge schakelingen of circuits. De analoge units zijn bijvoorbeeld
oscillatoren en filters die via voltage gecontroleerd worden. Vroege analoge types zoals de Minimoog
hebben zogenaamd discrete circuits (transistors, weerstanden, …geen geïntegreerde circuits). Meer
recente modellen gebruiken op-amps en lineair geïntegreerde circuits. In de jaren tachtig werd het
steeds verwarder: sommige onderdelen waren digitaal (zoals voor het opslaan van patch instellingen) of
werden digitaal gestuurd zoals bij de oscillatoren. Zo kon men bijvoorbeeld het ontstemmen van deze
onderdelen tegengaan. Men spreekt dan niet langer van VCO’s (Voltage Controlled Oscillators) maar
van DCO’s (met de D van Digital) zoals in de Juno reeks van Roland. Andere onderdelen bleven
analoog.
71
Roland Juno 6
En het werd nog ingewikkelder met de Korg DW-8000 waarin oscillatoren gestuurd worden door korte,
“geloopte” samples, maar met analoge filters. Men spreekt dan van “analoge hybriden”. Analoge
synthesizers leken de laatste jaren volledig verdwenen, toch zijn ze terug van weggeweest, onder meer
voor het creëren van monofone baslijnen. Maar de huidige generatie is ook heel duur…
Digitale synthesizers
Hier handelt het om synthesizers die uitsluitend digitale methodes gebruiken voor het creëren van
sounds. Ze komen op vanaf de jaren vijftig, bij de introductie van de RCA Mark I synthesizer. Deze
synthesizer bestond weliswaar uit een resem analoge componenten (oscillatoren, e.a.) maar deze
componenten werden digitaal gecontroleerd. In die tijd stond dat nog synoniem met het programmeren
via ponskaarten. In de jaren zeventig waren er enkele succesvolle (maar haast onbetaalbare) modellen
zoals de New England Digital Synclavier Workstation en de Fairlight Sampler. Maar de grote
doorbraak kwam er met de DX7 van Yamaha. Beladen met rijke klanken was de DX7, voor de
toenmalige prijs van 2.000$, hét digitaal alternatief.
72
New England Synclavier Workstation
Meestal vertrekken digitale synthesizers van een klankbron (van sample tot een door de
computeropgewekte golfvorm) en deze wordt dan bewerkt met allerlei digitale algoritmes. De klank is
vaak realistisch maar ze klinken “kouder” dan analoge toestellen.Toch zijn niet alle digitale synths
gebaseerd op samples, de DX7 is hiervan een duidelijk voorbeeld.Het toestel ging uit van de digitale
verwerking van zogenaamde frequentiemodulatie (FM), maardan veel preciezer en in heel wat meer
toepassingen dan bij een analoog model.
Yamaha DX 7
Sample-playback synthesizers
De meest voorkomende synthesizers zijn momenteel sample-playback synthesizers die zogenaamde
hard-coded samples bevatten, dus samples die in het ROM geheugen van het toestel opgeslagen zitten.
Synthesizerklanken worden dan gecreëerd door samples te gebruiken als klankbron en dit
samplesignaal wordt door verschillende processors gestuurd zoals filters, envelopes, etc. Deze
synthesizers zijn beperkt qua mogelijkheden maar ROM is goedkoop, de polyfonie is vaak zeer
uitgebreid (meer dan 64 stemmen) en de klanken zijn realistisch juist door het gebruik van samples of
73
monsters. Dit soort instrumenten is dan ook de digitale varianten van de Mellotron. En ze zijn tenslotte
zeer gebruiksvriendelijk: kies een patch en “play”! Sommige van deze synths worden workstations
genoemd: een workstation is niets meer dan een synthesizer, uitgebreid met aanverwante
toepassingsmogelijkheden of componenten zoals sequencer, effect processor, bestandsopslag. Dit alles
vervat in een en hetzelfde toestel. Vaak vind je daar dan nog physical en analog modeling op terug.
Wat het onderscheid tussen de verschillende synthesizertypes nog meer doet vervagen…
Samplers
Synthese, gebaseerd op samples, is zeker de moeite waard maar hiermee kan je geen eigen opgenomen
samples als klankbron gebruiken. Daarvoor heb je zelf een sampler nodig: een toestel dat eender welke
klank kan opnemen, bemonsteren (“sample it”), bewerken (“process it”) en terug weer kan geven. Van
Eddie Wally’s stem tot gesofistikeerde synthesizersounds bestaande uit meerdere lagen. Het probleem
blijft dat ze redelijk duur zijn en niet zo gemakkelijk te programmeren vallen. De bestanden zijn zwaar
en daarom werken deze toestellen vaak met een interne harde schijf of moet je de bestanden
wegschrijven naar externe opslagruimte via de SCSI. Steeds meer wordt de computer ingeschakeld om
de klanken te genereren. Let wel: er zijn sample-playback synthesizers die een klein RAM geheugen
hebben voor het opslaan van zelf gemaakte monsters en er zijn samplers met Flash ROM opties zodat
je deze gemakkelijker kan opslaan.
Phrase Samplers
Dit is een redelijk alternatief voor de synthesizers gebaseerd op sample-playback en de samplers.Zij
bieden slechts een beperkt aantal samples en polyfonie aan maar laten wel veel real timecontroles toe
en daarmee zijn deze uitstekend geschikt voor deejaywerk.
Software synthesizers / Physical Modeling
Deze kwamen voor het eerst op in de jaren negentig en het verschil met de gesamplede toestellen is dat
hierbij hardware moet gebruikt worden, terwijl bij modeling softwarecodes gebruikt worden voor het
samenstellen van de klank. Op pc bestonden dergelijke toepassingen al langer (Csound) maar de
Yamaha VL1 was de eerste “commerciële” toepassing. De doorbraak kwam er met de Clavia Nord
Lead die modeling gebruikt voor het opwekken van analoge sounds. En momenteel is dit alles (en nog
veel meer) ook mogelijk op de computer: Reason van Propellerhead, Reaktor van Native Instruments,
Sonic Foundry’s Acid zijn volledige pc studio’s.
74
The Analogy van Creamware
software- e.piano(Wurlitzer en andere)
75
software- Bösendorfer piano
Drum Machines en “grooveboxes”
Groove-Agent-2 van Steinberg
Zie het drumhoofdstuk.
76
Guitar Synthesizers
De beroemde GR-300 Guitar Synthesiser, die o.m. door Andy Summers, Robert Fripp en Pat Metheny
worden gebruikt.
Zie het gitaarhoofdstuk.
77
Jazz- en jazzrocklegende Jan Hammer met draagbaar midi- keyboard in muzikale
conversatie met rockgitarist
78