ADSR

ADSR-Phasen

Die Abkürzung ADSR steht für die vier idealisierten Phasen der Hüllkurve von Tonlautstärken: Attack (Anstieg), Decay (Abfall), Sustain (Halten), Release (Freigeben). Diese wird von einem sogenannten Hüllkurvengenerator (meistens eine elektronische Schaltung oder eine Software) erzeugt. Es handelt sich letztlich um eine zeitlich veränderliche Steuerspannung, die auf einen Lautstärkeregler wirkt und z. B. durch den Tastenanschlag (Gate) eines Keyboards ausgelöst wird.

Einsatz von ADSR

Eingesetzt wird der ADSR unter anderem 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 die Sustain-Einstellung 100 Prozent beträgt, dann entfällt praktisch die Decay-Phase (ASR-Verlauf). Ein typisches Beispiel ist der Klangverlauf eines Streichinstruments. Ein Sustain-Pegel von Null Prozent unterdrückt die Sustain-Phase (ADR-Verlauf). Ein typisches Beispiel ist der Lautstärkenverlauf bei einer Gitarre. Bei Orgeltönen liegt wiederum ein Verlauf fast ohne Attack oder Release vor, da der Ton während des Tastendruck fast gleichmäßig vorliegt und von Nachhall abgesehen keinen eigenen Nachklang besitzt. Die vollständige ADSR-Hüllkurve wird z. B. benötigt, um den Lautstärkenverlauf des Klaviers beim sostenuto (Attack) und des Einsatzes des Fortepedals (Sustain+Decay) 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 Instrumente 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.

Operatoren für ADSR-Gruppen

Bei natürlichen Klängen hat jeder Oberton seinen eigenen Hüllkurvenverlauf. In der Regel klingen Obertöne um so schneller ab, je höher ihr Frequenz ist, weil die Energiedämpfung proportional zur Frequenz ist. Bei der Additiven Klangsynthese kann man dies nachahmen, indem man jedem Oszillator (=Oberton) eine eigene Hüllkurve zuordnet. Damit die Einstellung der vielen (8-16) ADSR-Generatoren nicht zu aufwendig wird, werden sie durch Operatoren gruppenweise bearbeitet. So kann ein Operator z. B. dafür sorgen, dass die Attack-Zeiten mit zunehmender Tonhöhe verkürzt werden, was zu einem sehr markanten Tonanschlag führt. Andere Operatoren können die Decay- und Release-Zeiten oder den Level in Abhängigkeit von der Tonhöhe steuern. Man kann auch einzelne Obertöne herauspicken und ihnen eine individuelle Hüllkurve verleihen, was zu vielfältigen Klangfarbenspielen führt.

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
• E. Gehrer, Synthesizer Workstation Pro , Franzis Verlag 2010, München, ISBN 978-3-645-70094-8

Siehe auch

• Übersicht über die gebräuchlichsten Module von modularen Synthesizern
• Anschlagsdynamik

Weblinks

 Commons: Hüllkurven – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Die Hüllkurven-Generatoren
• Synthesizer Workstation