Grundlagen zum Vocoder

Vocoder ist eine Abkürzung für voice encoder. Der Vocoder analysiert und überträgt den Klangcharakter des Audiosignals an seinem Analyse-Input auf die Klangerzeuger des Synthesizers. Das Ergebnis dieses Prozesses kannst du dann am Output des Vocoders abgreifen.

Der klassische Vocoder-Sound nutzt Sprache als Analysesignal und einen Synthesizerklang als Synthesesignal. Dieser Sound wurde in den 1970er und frühen 1980er Jahren bekannt. Du kennst bestimmt Titel wie „O Superman“ von Laurie Anderson, „Funky Town“ von Lipps Inc. und zahlreiche Kraftwerk-Titel wie „Autobahn“, „Europa Endlos“, „Die Roboter“ und „Computerwelt“.

Neben diesen Einsätzen als „Gesangsroboter“ kommt der Vocoder auch in vielen Filmen vor – z. B. bei den Zylonen in Kampfstern Galactica und, wohl am berühmtesten, als Stimme von Darth Vader in Krieg der Sterne. Weitere Informationen findest du unter Vocoder -Geschichte.

Die Verwendung dieses Effekts ist jedoch nicht auf Stimmenbearbeitung beschränkt. So kannst du z. B. einen Drum Loop als Analysesignal verwenden, um eine Streicherfläche am Synthesis-Input rhythmisch zu artikulieren.

Sowohl die Sprachanalyse- als auch die Synthese-Funktionen eines Vocoders bestehen aus jeweils einer Filterbank mit zwei Bandpass-Filtern. Bandpass-Filter lassen ein bestimmtes Frequenzband (einen Teil des gesamten Frequenzspektrums) unverändert passieren. Alle Frequenzen außerhalb dieses Bereichs werden gefiltert.

In den EVOC 20 Plug-ins heißen diese Filterbänke „Analysis“ und „Synthesis“. Jede Filterbank hat jeweils die gleiche Anzahl von Bändern, d. h., wenn die Analysis-Filterbank aus fünf Bändern (1, 2, 3, 4 und 5) besteht, gibt es ebenfalls fünf Bänder in der Synthesis-Filterbank. Band 1 in der Analysis-Bank ist Band 1 in der Synthesis-Bank zugeordnet, Band 2 dem Band 2 usw.

Das Audiosignal durchläuft am Analysis-Input die Analysis-Filterbank, wo es in Frequenzbänder aufgeteilt wird.

Mit jedem Filterband ist ein Envelope Follower gekoppelt. Der Envelope Follower jedes Bands verfolgt Lautstärkeänderungen im Audiosignal, genauer gesagt im Frequenzausschnitt des Audiosignals, das das vorgeschaltete Bandpass-Filter passieren lässt. So erzeugen die Envelope Follower jedes Bands dynamische Steuersignale.

Diese Steuersignale werden an die Synthesis-Filterbank weitergeleitet, wo sie den Pegel des jeweils entsprechenden Synthesis-Filterbands steuern. Dies erfolgt über spannungsgesteuerte Verstärker (Voltage Controlled Amplifiers, VCAs) in analogen Vocodern. Pegeländerungen in der Analysis-Filterbank werden auf die passenden Bänder in der Synthesis-Filterbank übertragen. Diese Änderungen des Filterpegels sind als synthetische Reproduktion des Original-Eingangssignals zu hören – oder als Mischung aus den beiden Filterbanksignalen.

Dabei gilt: Je mehr Bänder ein Vocoder hat, desto genauer kann der Klangcharakter des Originals von der Synthesis-Filterbank wiedergegeben werden. EVOC 20 PS kann bis zu 20 Bänder pro Bank zur Verfügung stellen. Eine detaillierte Abbildung des Signalflusses im EVOC 20 PS findest du unter Blockschaltbild des EVOC 20.

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