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26.04.2019

Mein erstes Eurorack Patch Workshop

Modulare Systeme patchen verständlich erklärt

Tipps für tolle Sounds im Eurorack

In unserem Workshop 'Eurorack System planen leicht gemacht' haben wir euch den Einstieg in die Eurorack-Welt anhand praktischer Beispiele einen Schritt nähergebracht. Denn, wenn man sein erstes Modularsystem plant, sollte man sich entscheiden, in welche Richtung es am Anfang musikalisch gehen soll. Sound Design, Multi-Effekt, oder ein modularer Sequenzer sind hierbei dienliche Vorschläge, um ein bisschen Struktur in die Planung zu bringen und einen guten Startpunkt zu bieten, damit schon mit relativ wenigen Modulen interessante Patches gebaut werden können.

In diesem Workshop werden wir das Beispiel 'Sound Design' und die 'subtraktive Synthese' etwas genauer unter die Lupe nehmen und euch zeigen wie ihr eure ersten Module miteinander verbinden könnt um interessante und inspirierende Patches zu erhalten. Genau, wie schon beim vorherigen Workshop, konzentrieren wir uns hierbei auf bewährte und eher allgemeine Grundtechniken. Beim Stecken der Kabel gibt es keine definierten Regeln, und so sind die folgenden Beispiele auch lediglich dazu gedacht, euch einen Ausgangspunkt zu geben, um selber zu experimentieren. Ist das Grundkonzept verstanden, könnt ihr eure eigenen interessanten Patches stecken. Schließlich bestehen die Vorteile eines modularen Synthesizers darin, experimentieren zu können, was nicht an vordefinierte Regeln gebunden ist.

Quick Facts: Modular-Synthesizer / Patch

Was versteht man unter einem Modularsynthesizer?

Der Modularsynthesizer gehört zur Gattung der elektronischen Musikinstrumente und setzt sich aus einer Reihe unterschiedlicher Bauteile (Module) zusammen, die in ihrer Gesamtheit zur Erzeugung und Formung von elektronischen Klängen eingesetzt werden. Durch flexibel steckbare Kabelverbindungen (Patches) findet die Kommunikationen der verbundenen Module statt, die dadurch verschiedenste Klangmuster zur Verfügung stellen.

Was versteht man unter einem ‘Patch’?

Um Klänge mit einem modularen Synthesizer zu erzeugen, werden die einzelnen Module mit Kabeln (Patchkabel), über Steckfelder der verwendeten Module, miteinander verbunden, was eine Steuerung der gebotenen Parameter via Steuerspannung (CV) ermöglicht. Auf diese Weise erhält man eine Vielzahl an Verbindungsmöglichkeiten innerhalb der verwendeten Module, die in unterschiedlichen Klängen resultieren. Das über Patchkabel erreichte Klangergebnis wird als ‚Patch‘ bezeichnet.

Klangerzeugung: Subtraktive Synthese

Der größte Anteil an synthetisch erzeugten Klängen, die wir zu hören bekommen, wird durch subtraktive Synthese erzielt. Im Gegensatz zu exotischeren Tonerzeugungen, wie z. B. additive oder granulare Synthese, lassen sich Klänge durch subtraktive Synthese auch komplett analog und mit relativ wenigen Modulen erzeugen. Auch fast alle erhältlichen Desktop-Synthesizer basieren auf subtraktiver Synthese, was im Grunde bedeutet, dass ein Grundton erzeugt wird, welcher dann in ein Filter und danach in einen VCA geroutet wird. Filter und VCA werden durch eine, oder besser, zwei verschiedene Hüllkurven für VCA und Filter gesteuert. Wir konzentrieren uns beim Einstiegssystem für den Bereich des Sound Designs auch auf diese Art der Synthese um Klänge zu erzeugen.

Benötigte Komponenten

Wir bauen unser Sound Design Einstiegssystem in ein zweireihiges Low-Cost Case von Doepfer mit der Breite von 84TE. Als Kernmodul entscheiden wir uns hier für den 'Complex Oscillator' von Verbos. Dieser basiert stark auf dem doppelten Oszillator gleichen Namens von Buchla. Der 'Complex Oscillator' bietet hier nicht nur zwei verschiedene VCOs, die duophones Spielen und FM ermöglichen, sondern hat auch gleich einen Waveshaper mit verbaut, was die mögliche Klangpalette nochmals um ein Vielfaches erweitert.

Der 'SVVCF' von Manhattan Analog dient in unserem Beispiel als Filter. Dieser bietet einen sehr guten und musikalischen Klang. Des Weiteren bietet dieser Filter einen eingebauten hochwertigen Mischer, was gerade bei kleinen Systemen sehr nützlich sein kann, und gestattet Feedback-Wege zu erzeugen. Mit den beiden CV-Eingängen, samt zwei Abschwächern, bietet dieses Modul genügend CV-Eingänge, um umfangreiche Modulationen auch anwenden zu können.

Wie schon im Workshop 'Eurorack System planen leicht gemacht' erklärt, leben interessante Patches von umfangreichen Modulationen und dessen dosierten Einsatz. In unserem Beispiel sorgen die Module Make Noise ‚Maths‘, XAOC ‚Batumi‘ und das ‚Quadra‘ mit Expander von Intellijel, für unsere aufwendigen Modulationen, wobei das Mutable Instruments 'Shades', zusammen mit dem im 'Maths' verbauten Attenuverter, für die gezielte Dosierung sorgen.

Passend zum ‚Quadra‘ wird hier der vierfache ‚Quad VCA‘ von Intellijel verwendet und das multifunktionale Modul ‚Disting‘ von Expert Sleepers stellt uns gleich eine ganze Armada an verschiedenen Werkzeugen zur Verfügung. Zum Schluss bieten uns das ‚TAI-4‘ von Vermona und das ‚ES-8‘ von Expert Sleepers die Verbindungen zur Außenwelt.

Das erste Patch

Ein modularer Synthesizer bietet die umfangreichste Modulations-Matrix, die man sich vorstellen kann, denn man hat Möglichkeiten alles mit allem zu verbinden und zu steuern. So braucht ihr auch keine Angst zu haben versehentlich etwas falsch zu stecken und dabei etwas zu beschädigen. Ihr könnt wirklich alles ausprobieren und forschen. Lediglich Ausgänge sollten nicht direkt in Ausgänge gesteckt werden, aber auch hier sind mittlerweile fast alle Module so entworfen, dass diese nicht beschädigt werden, wenn mal ein Ausgang in einen Ausgang gesteckt wurde.

Ein gutes Modul sollte zudem Möglichkeiten bieten, die meisten relevanten Parameter per CV ansteuern zu können. So sieht der Workflow beim Patchen eines modularen Synthesizers oft wie folgt aus: Man steckt zunächst einen Basis-Klang, danach probiert man verschiedene Varianten indem man Parameter manuell verändert und schaut, welche Parameter besonders interessante Ergebnisse liefern. Nachdem Modulationen auf den ausgewählten Parameter gesteckt wurden, geht man über zur nächsten Einstellung u.s.w. Für unser erstes subtraktives Patch kümmern wir uns im ersten Schritt um alle Audioverbindungen: Wir stecken den Ausgang des Oszillators in den Eingang des Filters und aus dem Filter geht es heraus in den VCA. Zum Schluss verbinden wir den VCA mit unserem Output Modul.

Je nachdem wie VCA und Filter eingestellt sind, hört man jetzt entweder einen anhaltenden Ton oder Stille. Wir müssen also VCA und Filter per Steuerspannungen öffnen und schließen. Da wir uns bei diesem System zunächst auf Sound Design konzentrieren, werden unsere Klänge durch einen Computer bzw. ein iPad sequenziert. Hierbei bietet uns das Expert Sleepers Modul genug frei konfigurierbare Ausgänge, sodass wir die benötigten Trigger und Tonhöheninformationen verwenden können. Zwei 'Quadra' Hüllkurven öffnen VCA und Filter und die gespielten Noten kommen direkt aus dem 'ES-8'. So schaut ein klassisches subtraktives Patch in der Basis aus.

VCAs kann man nicht genug haben

Jetzt wo wir unseren Basisklang gesteckt haben, kümmern wir uns darum diesen auszubauen. Das erreichen wir, indem wir weitere Parameter durch verschiedene Modulationen steuern lassen. Wo in einem Desktop-Synthesizer jetzt wahrscheinlich höchstens zwei weitere Modulationsquellen wie LFOs zur Verfügung stehen, erhalten wir schon in diesem kleinen Beispielsystem über 50 Modulationsausgänge, die auf viele verschiedene Modulationseingänge geroutet werden können.

„You can never have enough VCAs“ heißt ein sehr beliebter Spruch unter Modularisten. Anfänger kennen oft nicht den Grund, warum viele VCAs so nützlich sind. Der Grund liegt darin, dass die Verwendung von VCAs für Steuerspannungen, eine der wichtigsten Techniken beim Patchen darstellt. In unserem Beispiel wollen wir nun den Waveshaper im ‚Complex Oscillator‘ durch einen LFO steuern lassen. Da der Complex Oscillator Attenuverter verbaut hat, können wir den LFO direkt in den Verbos schicken ohne dabei vorher durch einen extra Abschwächer gehen zu müssen. Jetzt lässt sich mit dem Abschwächer genau dosieren, wie stark der LFO auf den Waveshaper einwirken soll, um so den entstehenden Klang exakt einzustellen.

Interessante Klänge entstehen aber auch daraus, indem man den Abschwächer ständig bewegt, sodass der LFO mit wechselnder Intensität auf den Waveshaper wirkt. Auf diese Weise lassen sich sehr lebendige Klänge aufbauen. Wir brauchen also einen CV-Eingang für den Abschwächer. Hier kommen die VCAs ins Spiel, denn diese arbeiten auch wie CV- gesteuerte Abschwächer. Anstatt mit unserem LFO direkt in den CV-Eingang des Waveshapers zu gehen, gehen wir mit dem LFO erst in einen VCA und von dort aus dann in den Verbos. Jetzt können wir mit einem weiteren VCA den ersten VCA steuern und somit die Intensität der verwendeten Modulationen, in unserem Fall die vom LFO, nochmals variieren bzw. fernsteuern.

Diese Technik kann man immer weitertreiben und so z. B. auch den zweiten VCA erst einmal durch einen dritten schicken, bevor man in das endgültige Modulationsziel geht. Diese Technik lässt sich bei jedem Patch anwenden und bietet sehr lebendige Klänge durch sehr komplexe Modulationen. Mit dieser Technik sind komplexe Modulationen mit einfachen Hilfsmitteln möglich und die Ergebnisse lassen sich sehr schwer mit Desktop-Synthesizern oder DAWs nachahmen.

Feedback Patch bauen

Eine weitere grundlegende Technik beim Patchen von modularen Systemen, ist das Erzeugen von Feedbackwegen. Dieses gilt für Audio genau wie für Steuerspannungen. Anders als z. B. bei Buchla Systemen, kann man in einem Euroracksystem auch Audio als Modulationsquelle nutzen. Oft werden Verzerrung, Clipping oder andere Methoden verwendet um Klängen mehr Obertöne hinzuzufügen, sodass diese voller und präsenter klingen.

In einem modularen System kann man ähnliche Ergebnisse auch mit Steuerspannugen erzielen. Hierbei wird ein Audiosignal zurück in einen CV-Eingang des gleichen Tonerzeugers geschickt. Dabei entstehen schnell ‚noise‘-artige Klänge, wodurch man angehalten ist, aufwändig mit Abschwächern zu arbeiten und alles sehr vorsichtig zu dosieren. Hat man den Sweetspot erst einmal gefunden, entsteht schnell ein Gefühl von mehr Fülle und klanglicher Durchsetzungskraft.

Schickt man den Audioausgang eines Oszillators in den VCA, so entsteht AM (Amplitude Modulation). Man kann das Audiosignal aber auch in alle anderen CV-Eingänge des gleichen Moduls stecken. Verwendet man zwei Klangerzeuger und lässt diese sich gegenseitig beeinflussen, so nennt man das ‚Crossmodulation‘. Das Verwenden von Audio als Modulation ist eine wichtige und interessante Technik beim Patchen. Verbindet man diese Technik mit Feedback-Wegen, so öffnet sich eine unglaublich interessante Welt an Klängen, die digital bis heute einfach nicht nachzuahmen ist. In der digitalen Welt entsteht immer eine Latenz. Analoge Schaltkreise arbeiten in anderen Geschwindigkeitsdimensionen, sodass solche Klänge nur mit analogen modularen Systemen erstellt werden können. 

Formant Patch bauen

Im letzten Tipp für diesen Workshop zeige ich euch, wie man formant-ähnliche Klänge patchen kann. Hierbei greifen wir auf die beiden zuvor erlernten Techniken zurück und nutzen Audio als Modulationsquelle, die nochmals durch einen weiteren VCA geschickt wird. Dabei können sehr interessante vokale Klänge entstehen. Um die gewünschten Formant-Klänge zu erhalten, sind zwei Dinge zu beachten bzw. zu stecken. Zunächst nehmen wir einen Oszillator und schicken diesen durch einen Filter.

Dazu verwenden wir einen weiteren Ausgang des Oszillators - hier sollte auch eine andere Wellenform gewählt werden, als die, die man in den Filter schickt - und schicken diesen in den CV-Eingang für Cutoff beim Filter. Formante Klänge entstehen aber erst, wenn die Intensität der zweiten Wellenform moduliert wird. Also gehen wir auch hier erst einmal durch einen VCA, bevor wir in den Cutoff beim Filter gehen. Am besten funktioniert diese Technik, wenn beide verwendeten Wellenformen unterschiedlich sind, und eine der Wellenformen in der Phase verschoben ist. Bei dieser Vorgehensweise kommt der formante Klangcharakter besonders gut zum Vorschein.

Für unser Beispiel nehmen wir den ‚Batumi‘ LFO anstelle des ‚Complex Oscillators‘ als Tonerzeuger, da man hier die Wellenformen gegeneinander frei in der Phase verschieben kann. Eine dritte Wellenform des ‚Batumi‘ moduliert dann den VCA der zweiten Wellenform, die wiederum den Cutoff des Filters der ersten Wellenform moduliert. Ihr seht, dass man auch mit relativ einfachen Techniken sehr schnell zu komplexen und interessanten Patches gelangt, besonders dann, wenn man mehrere Ideen kombiniert oder einfach ineinander verschachtelt.

Schlusswort

Die hier gezeigten Techniken gestalten sich relativ einfach, aber erschließen sich Anfängern nicht unbedingt intuitiv gleich zu Beginn. Obwohl das Prinzip Modulatoren zu modulieren und Audio als Modulator zu verwenden relativ simpel erscheint, eröffnen diese Techniken eine unglaublich große Klangpalette, besonders dann, wenn man anfängt diese ineinander zu verschachteln und Feedback-Wege erzeugt. Das sollte euch zunächst einmal genug Futter bieten, um viele interessante Patches stecken zu können. Dabei wird viel Zeit vergehen, bis ihr das Gefühl erhaltet, dass sich eure Ergebnisse wiederholen. In einem weiteren Workshop schauen wir uns das Beispiel des Effekt-Systems etwas genauer an und zeigen euch dazu weitere Patch-Techniken.

Viel Spaß beim Patchen!

Begriffe und Erklärungen

Begriff Erklärung
VCO = Voltage Controlled Oscillator: Modul zur Erzeugung von Wellenformen und somit von Tönen im allgemeinen Sinn
VCF = Voltage Controlled Filter: Modul zur Klangveränderung durch Filtern von Obertönen
VCA = Voltage Controlled Amplifier: Modul zum ändern des Klangverhaltens im zeitlichen Verlauf durch eine Hüllkurve
LFO = Low Frequency Oscillator: Per LFO (Low Frequency Oscillator) moduliert man das entstehende Audiosignal per Steuerspannung (CV), um z. B. im simpelsten Fall ein Vibrato zu erhalten
CV = Control Voltage: Control Voltage: Steuerspannung, die bei analogen Synthesizern und vor allem bei modularen Synthesizern die verschiedenen Parameter eines Klanges kontrolliert. Die auch dem Kürzel CV/Gate bekannte Technologie wird verwendet, um z. B. Zustände, wie Ein/Aus, Tonhöhe, Lautstärke, oder den Grad einer Filterung zu steuern
Hüllkurve: Eine Hüllkurve arbeitet nach dem 'ADSR'-Prinzip (Attack, Decay, Sustain und Release) und gestaltet den entstehenden Klang mit allen Zwischenstufen vom Einschwingen bis hin zum Abklingen
Subtraktive Synthese: In der subtraktiven Synthese wird das gewünschte Klangbild dadurch erzielt, indem aus dem meist obertonreichen Klangspektrum des Oszillators, unerwünschte Frequenzanteile herausgefiltert oder abgesenkt werden (=Subtraktion)
FM = Frequenzmodulation: Bei der FM-Synthese erzeugen digitale Oszillatoren (Operatoren) verschiedene Sinusschwingungen, die sich in Abhängigkeit von einem gewählten Algorithmus gegenseitig modulieren. Dadurch können sehr komplexe Schwingungsformen entstehen
AM = Amplituden Modulation: Bei der Amplitudenmodulation moduliert das Ausgangssignal eines Oszillators die Amplitude eines anderen Oszillators. Mit dieser Schaltung kann man rauhe und/oder verzerrte Sounds schon auf Oszillatorenebene erzeugen
Attenuverter: Attenuverter (Abschwächer) begrenzen die Amplitude eines Signals - wobei der Pegel abgesenkt wird - und invertieren die Phase des Signals
Feedback = Rückkopplung: Feedback ist ein Prinzip, bei dem das Ergebnis eines Prozesses wieder auf den ursprünglichen Prozeß einwirkt: Ein Teil des Ausgangssignales eines Systems wird auf den Eingang zurückgeführt. Die Rückkopplung ist besonders für resonante Phänomene von Bedeutung. Die bekannteste Form ist die Rückkopplung zwischen Lautsprecher und Mikrophon, die sich in hoher Lautstärke unangenehm entwickelt
Maßeinheit "TE": "TE" steht für 'Teileinheit', oder englisch 'HP' für 'Horizontal Pitch'. Das ist die Norm, um die Breite von Modulen zu definieren. Eine TE/HP beträgt genau 5,08 mm
Formante: Formanten bezeichnen in der Akustik und Phonetik die Konzentration akustischer Energie in einem fixen (unveränderlichen) Frequenzbereich (Hz), unabhängig von der Frequenz des erzeugten Grundtons
Waveshaper: In der elektronischen Musik ist Waveshaping eine Art Verzerrungssynthese, bei der komplexe Spektren aus einfachen Wellenformen erzeugt werden, indem man die Form und somit die Struktur der verwendeten Wellenformen verändert
Veröffentlicht am 26.04.2019

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