Was ist ein Operator?
Erklärt am Beispiel des Yamaha DX21
erschienen in Soundcheck September, 1985 von Richard Aicher
Was ist ein Operator? Hinter Schreckgespenst von Namen verbirgt sich eigentlich etwas ganz Einfaches. Ein Generator, dessen Amplitude mit Hüllkurvengenerator regelbar ist. Der digitale Sinusgenerator hat zwei Steuereingänge, einen für die Tonhöheneinstellung und einen zweiten zur Frequenz-Modulation.
Jeweils vier solcher Operatoren beim DX-21 eine Stimme. Die FM-Sounds entstehen durch unterschiedliche Verknüpfung dieser Operatoren.
Jeder Operator erzeugt eine Sinusschwingung, die sich auf den Tonausgang des DX 21 oder auf den Modulationseingang eines anderes Operators legen läßt. Im ersten Fall hört man den Sinuston. Im zweiten Fall wird die Schwingungsform des modulierten Sinusgenerators geändert. Es entstehen mehr oder weniger komplexe Verknüpfungsformen, die klanglich gar nichts m dem unmodulierten Sinusklang am Hut haben: Eben die DX-Sounds. Die Operatoren kann man auf verschiedene Weise verknüpfen oder auf den Ausgang legen, Man nennt die verschiedenen Verknüpfungsformen Algorithmen.
Und da wir jetzt schon bei Begriff hier gleich die nächsten: Carrier (Träger) und Modulator. Operatoren, deren Kurvenform direkt auf den Output des Keyboards wirken, heißen Carrier. Operatoren, die auf den Modulationseingang eines anderen Operators wirken, nennt man Modulatoren. Es gibt theoretisch sehr viele Möglichkeiten vier Operatoren entsprechend auf verschiedene Weise zu verknüpfen. Wie wir sehen, wirkt sich die spezifische Art der Verknüpfung in ganz bestimmter Weise entstehende Gesamtschwingung, sprich den Sound, aus. Der DX-21 bietet acht besonders sinnvolle Verknüpfungsformen der vier Operatoren. Diese Anordnung der vier Operatoren in diesen acht Algorithmen ist auf dem Panel des DX-21 schematisch abgebildet. Die Bildchen stellen Klangschaltpläne dar und ermöglichen einige grundlegende Aussagen über den Effekt bestimmter Parameteränderungen. Operatoren, die als Träger wirken, stehen am unteren Ende des Bildchens. Ihre Schwingungen hört man.
Der Algorithmus Nr. 8 zum Beispiel schaltet alle vier Operatoren direkt auf den Tonausgang des DX-21. Kein Operator moduliert in diesem Algorithmus einer anderen. Wir haben vier Carrier und keinen Modulator. Der Effekt: Sie klingen allen nach Sinus. Der entsprechende Klang ähnelt einer vierchörigen Pfeifenorgel. Jeder angeschlagene ton besteht aus vier Sinusschwingungen, die auf beliebige Tonhöhe gestimmt werden können. Jede Änderung ener Carrier-Hüllkurve wirkt sich auf den Lautstärkenverlauf des Klanges aus. Jede Carrier-Frequenzänderung hört man tatsächlich als Änderung einer Tonhöhe.
Betrachten wir Algorithmus Nr. 7. Hier stehen drei Carrier am unteren Bildrand. Der ganz rechts stehende wird vom darübergezeichneten Modulator moduliert. Der Gesamtklang besteht aus einem Gemisch von drei verschiedenen Schwingungen. Die beiden nichtmodulierten Carrier produzieren sinusschwingungen bestzimmter tonhöhe. Der modulierte Carrier Nr. 3 produziert jedoch eine sehr viel komplexere Schwingungsform. Der zugehörige Sound hat nichts mehr mit dem ursprünglichen sinus dieses Operators im unmodulierten Zustand zu tun. Er wurde frequenzmoduliert. Operator Nr. 4, der Modulator, produziert schließlich gar keinen eigenen hörbaren Sound. Wir hören lediglich seine Wirkung. Die besteht in der Veränderung der Schwingungsorm des zugehörigen Trägers.
Was passiert, wenn man die Hüllkurven der Operatoren in diesem Algorithmus verändert? Jede Abänderung einer der Carrier-Hüllkurven wirkt sich wieder auf den zugehörigen Lautstärkenverlauf aus. Ändert man jedoch die Hüllkurven eines als Modulator wirkenden Operators, hat dies nicht eine Lautstärkenänderung sondern eine Klangänderung des modulierten Operators zur Folge.
Gleiches gilt für die Tonhöhe. Ändert man die Pitch eines Modulators, ändert sich der Klang des zugehörigen Carriers. Ändert man jedoch die Pitch eines Carriers, vernimmt man tatsächlich eine Tonhöhenänderung. Gerade bei Algorithmus Nr. 7 kann man Besagtes leicht selbst austesten. Dazu ändert man abwechselnd Pitch- und Hüllkurveneinstellung der vier Operatoren und hört was passiert.
Modulatoren können nochmals moduliert werden. In diesem Fall werden die Verhältnisse bereits dehr komplex und die Auswirkungen einer Parameteränderung auf den Klang beinahe nicht mehr theoretisch vorhersagbar. Es entstehen sehr komplexe Modulatiionsschwingungen – Bells, Gongs und Crashsounds.
Betrachtet man zum Beispeil Algorithmus Nr. 1. wir haben hier nur noch einen Carrier, der die Tonhöhe bestimmt und dessen zugehörige Envelope sich als Lautstärkenhüllkurve auswirkt. Operator Nr. 4 moduliert Operator Nr. 3, die entstehende Schwingung moduliert Operator Nr. 2 und dieser nun dendlich den als Carrier wirkenden Operator Nr. 1. Ganz schön komplex, oder?
Richard Aicher