erschienen in: GO64! - Das Magazin für wahre Computerfreaks, Ausgabe 3/99

Viel Technik diesmal, drum hier einige Erklärungen

Oszillator
Der Tongenerator des Synthesizers, er bestimmt den Basisklang. Der klassische Analogoszillator war spannungsgesteuert und hieß deshalb auch VCO (voltage controlled oscillator). Im SID ist er jedoch volldigital, d.h. ein DCO (digitally controlled oscillator). Bei vielen Synthesizern (und auch im SID) ist es möglich, Oszillatoren miteinander zu synchronisieren. Dies bedeutet, daß die zu synchronisierende Wellenform (bzw. ihr Zeiger) auf 0 zurückgesetzt wird, wenn der synchronisierende Oszillator einen Nulldurchgang aufweist bzw. eine Periode durchlaufen hat. Hierdurch ergeben sich schärfere, obertonreichere Töne.

Ebenso ist es möglich, Oszillatoren zu ringmodulieren (im SID nur mit Dreieckswellenform möglich). Mathematisch bedeutet dies, daß statt der einzelnen Oszillatorfrequenzen die entsprechenden Summen- bzw. Differenzfrequenzen ausgegeben werden. Da dies nicht nur für die Basisfrequenz der Oszillatoren sondern auch für alle im Klangbild enthaltenen Obertöne gilt, entstehen hierdurch nichtharmonische Obertöne, die resultierenden Klänge assoziiert man deshalb meist mit dem Attribut "metallisch" bzw. erinnern an Glocken.
 

Verstärker
Sie bestimmen die Lautstärke des Klanges, im SID haben wir derer 4: drei für die einzelnen Oszillatoren, einen für die Gesamtlautstärke. Die Einzel-Verstärker sind hüllkurvengesteuert. Analog zu VCO/DCO spricht man hier auch von VCA/DCA (A von engl. Amplifier) - im SID sind sie als DCA realisiert.
 

Hüllkurven
Hüllkurven dienen dazu, ein bestimmtes Lautstärkeverhalten nachzuahmen, beispielsweise den Lautstärkeverlauf eines Klaviers. Hierzu unterteilt man den diesen Verlauf in einzelne Segmente. Beim SID wurde die klassische Segmentierung nach dem ADSR-Schema (Attack - Anschlag, Decay - Abfall, Sustain - Halten, Release - Loslassen) implementiert: Hierbei startet die Hüllkurve bei 0 und erreicht innerhalb der Attack-Zeit ihr Maximum, um anschließend innerhalb der Decay-Zeit auf den Sustain-Level abzufallen. Auf diesem Niveau bleibt die Hüllkurve dann für die Zeit, in der die (virtuelle) Taste gedrückt ist, um nach Loslassen der selben innerhalb der Release-Zeit auf 0 zurückzufallen.
 

Filter
Das Filter dient zur Beschneidung des von den Oszillatoren gelieferten Klangmaterials (daher spricht man hier auch von subtraktiver Synthese). Man kennt hier Tiefpaß, Bandpaß und Hochpaß sowie Bandsperre. Steuerparameter sind Filtereckfrequenz und Resonanz: Die Eckfrequenz legt fest, ab welcher Frequenz das Signal beschnitten werden soll (Tiefpaß) bzw. ab welcher Frequenz das Klangspektrum das Filter passieren darf (Hochpaß). Im Falle des Bandpaß werden nur Frequenzen in einem bestimmten Bereich um die Eckfrequenz durchgelassen, die Bandsperre hingegen sperrt Frequenzen um diesen Bereich. Mit der Resonanz kann die Güte (d.h. Steilheit) des Filters eingestellt werden - was sich aber auch auf den Klang auswirkt, er wird dünner und näselnder bzw. bei maximaler Resonanz kann das Filter selbst zum Oszillator werden.

In den SID wurde ein sogenanntes State-Variable-Filter implementiert. Hierdurch stehen alle Filtertypen sowie beliebige Kombinationen aus diesen zur Verfügung. Selbstoszillation durch hohe Resonanz ist allerdings (leider) nicht möglich.
 

LFOs
Die Niederfrequenzoszillatoren (LFO von engl. low frequency oscillator) dienen zur weiteren Klangformung, beispielsweise zur Erzeugung von Vibrato oder Tremolo. Der SID bietet von Hause aus keine LFOs, so daß diese stets in Software erzeugt werden müssen.
 

Arpeggiator
Der klassische Arpeggiator bricht einen eingespeicherten Akkord auf in Einzeltöne, die nach einem bestimmten Muster sehr schnell abgespielt werden. Hierdurch ergibt sich der Eindruck eines gespielten Akkordes, obwohl tatsächlich immer nur ein Ton gleichzeitig erklingt. Diese Technik wird auf dem C64 sehr oft verwendet.
 

MIDI
Musical Instrument Digital Interface beschreibt einen Standard zur Kommunikation von Synthesizern bzw. Sequenzern (sozusagen digitale Tonbandgeräte). Hierbei werden Informationen bezüglich gespielter Note, deren Anschlag und Lautstärke usw. übertragen. Überdies existiert ein sogenannter systemexklusiver Modus (SysEx), welcher z.B. zur Fernprogrammierung von Synthesizern verwendet wird.