Filterhüllkurve

Ein Hüllkurvengenerator oder ADSR ist eine elektronische Schaltung zum Erzeugen einer Hüllkurve. Eine Hüllkurve ist dabei eine zeitlich veränderliche Steuerspannung, die durch den Tastenanschlag (Gate) eines Keyboards ausgelöst wird. Die Abkürzung ADSR steht für die vier Phasen der Hüllkurve: Attack (Anstieg), Decay (Abfall), Sustain (Halten), Release (Freigeben).

Einsatz des ADSR

Eingesetzt wird der ADSR unter anderen in Audio-Synthesizern mit subtraktiver Klangsynthese, um durch die Hüllkurve den Verlauf der Lautstärke oder den Verlauf der Klangfarbe über die Dauer eines Tones zu steuern. Dazu gibt man die Hüllkurve an den Steuereingang eines spannungsgesteuerten Verstärkers (VCA) beziehungsweise eines spannungsgesteuerten Filters (VCF). Besonders die Filterhüllkurve ist in der heutigen Musik beliebt, denn die Klänge wirken dadurch lebendiger als mit fest eingestellten Filtern. ADSRs können auch zur Steuerung anderer Synthesizer-Module verwendet werden. So kann zum Beispiel die Tonhöhe eines Oszillators (VCO), oder die Frequenz eines LFOs (Vibrato,Tremolo) gesteuert werden.

Parameter und Phasen der Hüllkurve

Die Hüllkurve ist durch vier Parameter gegeben: Attack-Zeit, Decay-Zeit, Sustain-Pegel und Release-Zeit.

Die vier Phasen laufen folgendermaßen ab:

• Durch das Drücken der Taste beginnt die Attack-Phase. Die Attack-Zeit gibt die Zeit an, in der die Spannung von Null bis auf sein vorgegebenes Maximum ansteigt.
• Unmittelbar nachdem das Maximum erreicht wurde, beginnt die Decay-Phase. Die Decay-Zeit legt die Zeit fest, in der die Spannung vom Maximum auf den Sustain-Pegel absinkt.
• Der Sustain-Pegel gibt an, wie hoch die Spannung ist (in Prozent des Maximums), während die Taste gehalten wird. Die Sustain-Phase wird erst erreicht, wenn die Decay-Zeit verstrichen ist. Wird die Taste vor dem Ende der Decay-Phase schon losgelassen, setzt sofort die Release-Phase ein (ADR-Verlauf).
• Die Release-Phase beginnt, sobald die Taste losgelassen wird. Dabei sinkt die Spannung vom Sustain-Pegel zu Null ab. Die Release-Zeit legt fest, wie lange der Ton nachklingt.

Lange Attack-Zeiten ergeben einen anschwellenden Klang (Bläser, Streicher), kurze Attack-Zeiten einen percussiveren Klang.

Spezialfälle und Anwendungen

Wenn der Sustain-Pegel 100 Prozent beträgt, dann entfällt die Decay-Phase (ASR-Verlauf). Ein typisches Beispiel ist der Klangverlauf eines Blechblasinstruments, genauer dessen Eckfrequenz eines 24dB-VCFs. Ein Sustain-Pegel von Null Prozent unterdrückt die Sustain-Phase (ADR-Verlauf). Ein typisches Beispiel ist der Lautstärkenverlauf eines Klaviers. Die volle ADSR-Hüllkurve wird benötigt, um den Verlauf der Lautstärke von Orgeltönen zu modellieren.

Eine Variante der Hüllkurve berücksichtigt nur den Anschlag der Taste, nicht das Loslassen. Dann gibt es nur die Phasen Attack und Decay (AD-Verlauf). Ein typisches Beispiel sind Schlaginstrumente wie das Vibraphon.

Je nach Hersteller und Instrument gibt es neben der gängigen ADSR-Hüllkurve zahlreiche Varianten, die von einfachen AD-Ausführungen (Attack-Decay), wie etwa beim Roland TB-303, bis zu komplizierten Ausführungen mit bis zu acht Elementen, z. B. bei der Casio CZ-Serie, reichen.
Weitere Parameter können z. B. Reattack oder Hold sein. In der Hold-Phase wird der nach dem Attack erreichte Maximalwert für eine einstellbare (meist sehr kurze) Zeit gehalten, was perkussiven Klängen mehr Druck verleihen kann.

Literatur

• Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9
• R. Beckmann: Handbuch der PA-Technik, Grundlagen-Komponenten-Praxis. 2. Auflage, Elektor-Verlag, Aachen, 1990, ISBN 3-921608-66-X
• Roland Enders: Das Homerecording Handbuch. 3. Auflage, Carstensen Verlag, München, 2003, ISBN 3-910098-25-8

Siehe auch

• Übersicht über die gebräuchlichsten Module von modularen Synthesizern
• Anschlagsdynamik

Weblinks

• Die Hüllkurven-Generatoren