ANZEIGE

CV/Gate ᐅ Verständlich erklärt im Workshop

Seit dem Aufkommen günstiger Analogsynthesizer und dem beispiellosen Boom der Eurorack-Modularsysteme ist das Thema CV/Gate wieder in aller Munde. Die analoge Schnittstelle zur Steuerung von Synthesizern schien mit der Entwicklung von MIDI eigentlich erledigt. Jetzt sind Steuerspannungen und Gate-Signale wieder da, und das stärker als je zuvor. Was bedeuten die Begriffe CV und Gate eigentlich genau, was gibt es dabei zu beachten, und wie funktioniert es in der Praxis? 

CV/Gate und Steuerspannung verständlich erklärt.
Workshop: CV/Gate verständlich erklärt. (Foto: Shutterstock / Nr. 1113136649 / Von: hurricanehank)

Käme es immer so wie vorausgesagt wird, dann gäbe es seit dem Yamaha DX7 überhaupt keine analogen Synthesizer mehr. Auch die Schallplatte wäre mit dem Aufkommen der CD komplett verschwunden. Das Kapitel CV/Gate hätte in dem Moment ein Ende gefunden, als Dave Smith (Sequential Circuits) und Ikutaru Kakehashi (Roland) während der NAMM-Show 1983 einen bedeutenden Schritt in die Zukunft wagten. Sie verbanden einen Roland Jupiter-6 und einen Sequential Circuits Prophet 600 per MIDI miteinander und der eine Synthesizer folgte dem anderen wie von Geisterhand gesteuert. 

CV und Gate haben Zukunft

Zunächst sah es auch so aus, als würde der neue MIDI-Standard CV/Gate verdrängen. Aber jetzt ist analog wieder da, und das mehr als je zuvor. Analoge Synthesizer sind heute nicht mehr unerschwinglich, sondern oft sogar günstiger als ihre digitalen Entsprechungen. Und auch das Thema CV/Gate ist wieder topaktuell, spätestens seit dem beispiellosen Siegeszug des Eurorack-Modularsystems. Inzwischen findet man bei fast allen neuen Analogsynthesizern wieder CV und Gate-Anschlüsse, in der Regel zusätzlich zur MIDI-Schnittstelle. Wie das alles zusammen passt, was man beim Anschließen beachten muss, und welche Vor- und Nachteile CV/Gate gegenüber MIDI hat, werden wir in diesem Workshop untersuchen.

Inhalte
  1. CV und Gate haben Zukunft
  2. CV/Gate – die wichtigsten Merkmale
  3. CV/Gate einfach erklärt
  4. CV/Gate: Was sind Steuerspannungen und wie werden sie verwendet?
  5. CV und Gate: Direkt eingestellte Steuerspannungen
  6. Formate von Steuerspannungen
  7. CV/Gate: Audiosignale als Steuerspannungen verwenden
  8. Was ist ein Gate-Signal im CV/Gate Kontext?
  9. Was sind Trigger-Signale?
  10. Was sind Clock-Signale?
  11. CV und Gate: Vor- und Nachteile im Vergleich zu MIDI
  12. CV/Gate: MIDI-to-CV-Converter
  13. Begriffe und Erklärungen zum Thema CV/Gate

CV/Gate – die wichtigsten Merkmale

  • CV und Gate gestatten die Steuerung analoger Synthesizer
  • CV (Control Voltage) und Gate sind Steuerspannungen
  • CV ist eine variable Steuerspannung zur Steuerung von Parametern (z. B. Tonhöhe, Filter, etc.)
  • Gate ist eine fixe Steuerspannung, welche den Ton auslöst und die Tonlänge bestimmt
  • Als Vorläufer von MIDI dienen CV und Gate zur analogen Steuerung der wichtigsten Parameter kompatibel arbeitender elektronischer Musikinstrumente

CV/Gate einfach erklärt

In einfachen Worten kann man CV und Gate, den Vorläufer von MIDI, so erklären: Verbindet man zwei CV/Gate- kompatible Geräte miteinander, teilt das Signal an der Buchse „Gate“ dem Synthesizer mit, wann ein Ton gespielt werden soll, und das Signal an der Buchse „CV“ entscheidet, welcher Ton das ist.

Definition: CV

CV steht für „Control Voltage“ und bezeichnet eine Spannung, mit welcher Parameter eines Synthesizers gesteuert werden. Darunter fallen die Tonhöhe, der Filter-Cutoff, oder die Lautstärke. Bei Synthesizern, die nur einen CV-Eingang haben, ist dieser meistens für die Tonhöhe vorgesehen. Es gibt auch Synthesizer, bei denen man den CV-Eingang verschiedenen Parametern zuweist. Weitere Synthesizer verfügen über getrennte CV-Eingänge für Pitch, Filter und Amp. Module modularer Systeme bieten meist CV-Eingänge für verschiedenste Parameter, die sich dann von anderen Modulen per Steuerspannung regeln lassen.

Definition: Gate

Gate bezeichnet ebenfalls eine Steuerspannung. Im Unterschied zu „CV“ ist sie aber nicht variabel und dient nicht zur Regelung von Parametern. Es handelt sich hierbei um ein An- oder Aus-Signal, das dem Synthesizer mitteilt, wann eine Note gespielt wird, und wann sie wieder aufhört. „Gate“ steht also im vereinfachten Sinne für „Ton an/Ton aus“. Damit verbunden ist in der Regel die Auslösung der Hüllkurven eines Synthesizers. Sobald das Gate-Signal empfangen wird, reagiert der Synthesizer so, als hätte man gerade eine Taste gespielt: Die Hüllkurven werden ausgelöst und der Ton wird gespielt. 

CV/Gate: Minimoog Model D (Reissue
Fotostrecke: 2 Bilder CV/Gate bei einem Minimoog Model D (Reissue): Ausgänge …

CV/Gate: Was sind Steuerspannungen und wie werden sie verwendet?

Alle Signale innerhalb eines analogen Synthesizers bestehen zunächst einmal aus elektrischer Spannung. Egal ob hörbare Signale (Audio) oder Steuersignale (CV): Solche Informationen werden in einem analogen Synthesizer als Spannungen übermittelt. Die Wellenformen, die man hört – ob Sägezahn, Rechteck, Dreieck, oder etwas Komplexeres – sind nichts Anderes als elektrische Spannungen, die sich mit einer bestimmten Frequenz im Zeitverlauf ändern. Zudem werden Steuersignale, mit denen sich Parameter, wie die Stimmung eines Oszillators, der Filter-Cutoff, oder die Lautstärke beeinflussen lassen, bei analogen Synthesizern ebenfalls als Spannungen weitergegeben. Daher sieht man bei Analogsynthesizern oft Bezeichnungen wie VCO (Voltage Controlled Oscillator), VCF (Voltage Controlled Filter) und VCA (Voltage Controlled Amplifier).

CV und Gate: Direkt eingestellte Steuerspannungen

Steuerspannungen (CV) kann man auf verschiedene Weisen einstellen und regeln. Der einfachste Fall: Man dreht an einem Regler auf dem Bedienfeld. Bei einfachen Analogsynthesizern sind die Drehregler Potentiometer, also veränderliche elektrische Widerstände. Folglich ändert man durch Drehen am Regler den Widerstand und damit die elektrische Spannung, die das Potentiometer hindurchlässt. Diese Spannung fließt nun zu der Schaltung, für deren Steuerung der Regler zuständig ist, und bewirkt dort die Veränderung des betreffenden Parameters. Das können beispielsweise die Oszillatorfrequenz oder die Verstärkung eines VCAs sein.

CV/Gate: Was machen Steuerspannungen?

Bei vielen modernen Analogsynthesizern beeinflussen die Regler die Steuerspannungen nicht mehr direkt, sondern werden von einer digitalen Elektronik ausgelesen, die quasi als Vermittlungszentrale zwischen Bedienfeld und Klangerzeugung fungiert. Das ermöglicht es, Soundeinstellungen zu speichern und später wieder abzurufen. Außerdem können Reglerbewegungen auf diese Weise per MIDI gesendet und empfangen werden. Zum Verständnis von Steuerspannungen genügt es aber, sich bewusst zu machen, dass durch Drehen an einem Regler eine Spannung verändert wird, die am anderen Ende der Leiterbahn einen Parameter steuert.

CV/Gate und MIDI am Beispiel der Tastatur

Auch die Tastatur eines analogen Synthesizers gibt eine Steuerspannung (CV) aus, die in aller Regel die Frequenzen der Oszillatoren beeinflusst. Je nachdem, welche Taste man drückt (Gate), verändert sich diese Spannung und es erklingen verschiedene Töne. Die Tastatur-Steuerspannung kann bei vielen Synthesizern auch für andere Dinge verwendet werden. Allem voran für das Filter-Keytracking: Dabei beeinflusst die Tastatur neben der Tonhöhe auch den Filter-Cutoff. Wie bei den Drehreglern gilt auch bei der Tastatur: Damit eine Tastatur MIDI senden und empfangen sowie Velocity-Daten erzeugen kann, sitzt heute meistens eine Steuerungselektronik zwischen der Tastatur und den Oszillatoren. Folglich ist das Ganze bei modernen Synthesizern nicht mehr ganz so einfach. Dennoch sollte man sich bewusst machen, dass die Tonhöhe durch eine Spannung gesteuert wird, die in den meisten Fällen von der Tastatur bestimmt wird.

CV/Gate: Automatisch geregelte Steuerspannungen

Steuerspannungen (CV) werden innerhalb eines Synthesizers aber nicht nur direkt eingestellt, sondern auch automatisch erzeugt und geregelt. Das beste Beispiel ist die Hüllkurve. Sie erzeugt eine Spannung, die sich nach einstellbaren Kriterien im Zeitverlauf verändert. Wenn man beispielsweise die Attack-Zeit aufdreht, um einen langsam anschwellenden Klang zu erhalten, dann geschieht das per Steuerspannung. Die Hüllkurve braucht dann länger, bis die maximale Spannung erreicht ist, was wiederum dazu führt, dass der spannungsgesteuerte Verstärker (VCA) die Lautstärke langsam ansteigen lässt. Und auch LFOs, die man für zyklische, wiederkehrende Modulationen verwendet, geben Steuerspannungen aus. Es ist zudem auch möglich, dass ein Parameter gleichzeitig von mehreren Spannungen gesteuert wird. Ein Beispiel: Man stellt den Filter-Cutoff mit dem Regler ein, verwendet dann zusätzlich eine Filter-Hüllkurve und schließlich noch einen LFO. Alle zusammen modulieren den Cutoff. In diesem Fall werden alle diese Steuerspannungen addiert, und die Summe wird dann zur Modulation an das Filter weitergeleitet.

CV-Eingänge am Synthesizer sorgen für Flexibilität

Die letzte Möglichkeit, mit Steuerspannungen die Parameter eines Synthesizers zu steuern, sind Eingänge für von außen zugeführte Steuerspannungen. Diese können beispielsweise von einem anderen Synthesizer oder Modul oder einem externen Sequenzer stammen. Und damit sind wir beim “CV”-Teil des Themas CV/Gate angekommen. Verschiedene Synthesizer sind sehr unterschiedlich mit CV-Inputs ausgestattet. Viele Synths verfügen nur über einen CV-Eingang für die Tonhöhe. Bei anderen gibt es getrennte CV-Inputs für Tonhöhe, Filter-Cutoff und Lautstärke. Wieder andere Synths bieten einen CV-Eingang, den man innerhalb des Synthesizers verschiedenen Parametern flexibel zuordnen kann. Am umfangreichsten mit CV-Eingängen ausgestattet sind semi-modulare und modulare Synthesizer, bei denen man beinahe jeden steuerbaren Parameter mit von außen zugeführten Spannungen steuern kann.

Klassische Eingänge Moog Sub 37
Klassische Anschlüsse eines Moog Sub 37, daneben die MIDI- und USB-Schnittstellen. (Quelle: Bonedo)

Formate von Steuerspannungen

Im Verlauf der Synthesizergeschichte entwickelten verschiedene Hersteller eigene elektrische Spezifikationen für die Steuerspannungen (CV/Gate) in ihren Geräten. Gängige Spannungsbereiche sind: 5V bis +5V, 0 bis +5V sowie 0 bis 10V. Die verwendeten Spannungen liegen bei allen Verfahren in einem ähnlichen, relativ niedrigen Bereich, weshalb in der Regel nichts Schlimmes passieren kann, wenn man unterschiedliche Systeme miteinander verbindet. Allerdings führt das dann meist zu unerwarteten Resultaten, wie etwa einer stark abweichenden Stimmung, bei der eine Oktave keine Oktave mehr ist.

1V / Oktave Steuerspannung

Das verbreitetste Schema zur Kalibrierung von Steuerspannungen (CV/Gate) ist der Standard 1V / Oktave. Dieses Schema wird unter anderem von den Herstellern Moog, Sequential, Oberheim, ARP und Roland verwendet und kommt auch im von Doepfer entwickelten Eurorack-Standard zum Einsatz. Dabei führt eine Erhöhung der Spannung um 1V zu einer Erhöhung der Tonhöhe um eine Oktave. Wegen der sehr weiten Verbreitung kann man heute sagen, dass 1V / Oktave der de-facto Standard für Steuerspannungen ist. Folgerichtig spielen andere Verfahren heute fast nur noch bei historischen Synthesizern eine Rolle.

Hz / V Steuerspannung

Das andere historisch relevante Schema für Steuerspannungen (CV/Gate) ist Hertz pro Volt (Hz / V). Es wurde vor allem von Korg und Yamaha eingesetzt. Mit Ausnahme des MS-20 mini sind die modernen Analogsynthesizer von Korg inzwischen zum verbreiteteren Standard 1V / Oktave übergegangen. Oder sie bieten diesen zumindest zusätzlich an, wie etwa der MS-20M. Beim Hz/V-Schema bewirkt eine Verdoppelung der Spannung eine Erhöhung der Tonhöhe um eine Oktave. Die folgende Tabelle veranschaulicht exemplarisch das Verhältnis von Steuerspannung zur Tonhöhe in den Standards 1V / Oktave und Hz / V.

Tonhöhe1V / OktaveHz / V
A11,0V1,0V
A22,0V2,0V
A33,0V4,0V
A44,0V8,0V
Verhältnis von Steuerspannung zu Tonhöhe
CV/Gate Steuerspannungen: Korg MS-20 Mini
CV/Gate: Der semi-modulare Korg MS-20 mini ist einer der wenigen aktuellen Analogsynthesizer, die noch das Hz/V-Schema verwenden. (Quelle: Bonedo)

CV/Gate: Audiosignale als Steuerspannungen verwenden

In den meisten Fällen werden in einem Synthesizer Audiosignale und Steuersignale getrennt voneinander behandelt. Erstere sind Schwingungen, die für hörbare Signale stehen, letztere dienen zur Regelung von Parametern. Da beide Typen von Signalen jedoch letztlich elektrische Spannungen sind, die sich noch dazu in einem vergleichbaren Spannungsbereich bewegen, kann man Audiosignale auch als Steuersignale „missbrauchen“, was klanglich interessante Möglichkeiten eröffnet. So kann man beispielsweise das Ausgangssignal eines Oszillators zur Modulation eines anderen Oszillators (Oscillator FM) oder eines Filters (Filter FM) eingesetzt werden. Die entstehenden Klänge sind oft sehr interessant und komplex. Manche Synthesizer bieten diese Möglichkeiten intern. Bei modularen Systemen kann man sie einfach realisieren, indem die entsprechenden Verbindungen mit Patchkabeln gesteckt werden. Überhaupt bieten modulare Synthesizer alle Freiheiten, Steuerspannungen und Audiosignale zu vermischen – was gleichermaßen unübersichtlich wird und eine Inspirationsquelle sein kann.

Steuerspannungen manipulieren

Da es sich bei Steuerspannungen (CV/Gate) um elektrische Signale handelt, die in einem ähnlichen Spannungsbereich wie Audiosignale liegen, ergeben sich bei modularen Synthesizern vielfältige Möglichkeiten zur Bearbeitung. So kann man Steuerspannungen mit einem VCA verstärken oder abschwächen, wie Audiosignale. Zudem gibt es diverse spezialisierte Module, die Spannungen addieren, subtrahieren, dividieren, invertieren und auf verschiedenste Weisen manipulieren können. Oftmals kann man diese Prozesse dann wiederum selbst per Steuerspannungen regeln. Gerade in einem modularen System sind die Möglichkeiten geradezu grenzenlos.

Was ist ein Gate-Signal im CV/Gate Kontext?

Gate- und Trigger-Signale bilden die zweite Säule des Systems CV/Gate. Im Gegensatz zu Steuerspannungen dienen sie nicht zur kontinuierlichen Regelung von Parametern, sondern zum Auslösen von Ereignissen. Wir erinnern uns: Die Steuerspannung bestimmt, welche Note gespielt wird, das Gate-Signal teilt dem Synthesizer mit, wann sie gespielt wird. Der Nutzen von Gate- und Trigger-Signalen geht aber deutlich über das Auslösen von Noten hinaus. Gate- und Trigger-Signale sind miteinander verwandt – tatsächlich wurden die Begriffe bei älteren Synthesizern meist synonym verwendet. Im heutigen Synthesizer-Sprachgebrauch wird aber durchaus zwischen Gate- und Trigger-Signalen unterschieden, wovon ich im Folgenden ausgehe. Um Missverständnissen vorzubeugen: Bei einigen Vintage-Synthesizern bezeichnet der Begriff „Trigger“ das, was ich in diesem Artikel „Gate“ nenne. Sowohl Gate- als auch Trigger-Signale verwenden keine frei fluktuierende Spannung, sondern geben Impulse mit einem festen Spannungswert. Dieser variiert je nach Hersteller und Standard; gängig ist +5V. 

Welche Aufgabe hat ein Gate-Signal?

Gate-Signale teilen dem Synthesizer mit, wann ein Ereignis beginnen soll und wie lange es andauern soll. Bestes Beispiel hierfür ist eine Note: Drückt man eine Taste, sendet die Tastatur ein Gate-Signal in Form einer Spannung von beispielsweise 5 Volt. Dieses bleibt so lange „eingeschaltet“, wie die Taste gedrückt ist. Das Gate ist „offen“. Wird die Taste losgelassen, sinkt die Spannung wieder auf ‚Null‘ ab. Anstelle einer Tastatur kann das Gate-Signal auch ein anderer Synthesizer (oder Modul) senden. Im einfachsten Fall bewirkt ein Gate-Signal, dass sich der VCA des Synthesizers öffnet, und/oder die Hüllkurven auslöst. Der Ton erklingt.

Die folgende Grafik veranschaulicht das Verhältnis von Gate-Signal und einer ADSR-Hüllkurve. Beim Eintreffen des Gate-Signals beginnt die Hüllkurve ihre Attack-Phase und durchläuft danach die Decay-Phase, bis das Sustain-Level erreicht ist. Dieses wird gehalten, solange das Gate „offen“ bleibt. Wenn das Gate geschlossen wird (Loslassen der Taste), beginnt die Release-Phase der Hüllkurve.

CV/Gate Steuerspannungen: Grafik ADSR-Hüllkurve
CV/Gate: Ein Gate-Signal und sein Einfluss auf eine ADSR-Hüllkurve. (Quelle:Bonedo)

Was sind Trigger-Signale?

Trigger-Signale im CV/Gate-Kontext sind den Gate-Signalen ähnlich, im heutigen Sprachgebrauch aber nicht das Gleiche. Im Gegensatz zum Gate-Signal definiert ein Trigger-Signal nur den Anfang eines Ereignisses, aber nicht dessen Länge. Es handelt sich um einen kurzen Impuls mit einer Spannung von beispielsweise +5V oder +3V, der aber nicht gehalten wird, solange die Taste gedrückt wird, sondern gleich wieder auf ‚Null‘ absinkt. Trigger-Signale werden eingesetzt, um Ereignisse auszulösen, deren Länge nicht relevant ist. Wie bei den Steuerspannungen (CV) gibt es auch für Trigger verschiedene Formate, welche die Hersteller im Laufe der Zeit entwickelt haben:

V-Trig (Voltage Trigger)

Die Spannung beträgt im Ruhezustand 0V. Das Trigger-Signal besteht aus einem positiven Spannungsimpuls. Heute ist V-Trig das beinahe ausschließlich verwendete Format.

S-Trig (Shorting Trigger)

Die Spannung liegt im Ruhezustand beim jeweiligen Arbeitspegel und wird bei Auslösung des Triggers kurzgeschlossen, sinkt also auf ‚Null‘ ab. Dadurch ist S-Trig quasi das Gegenteil von V-Trig. Folglich sind die beiden Systeme sind nicht miteinander kompatibel und zur Verbindung ist ein Konverter erforderlich. S-Trig findet man hauptsächlich bei alten Moog-Synthesizern. Bei modernen Synths kommt das Format praktisch nicht mehr vor.

Trigger-Signale sind vielseitig

Ein Trigger-Signal kann innerhalb eines Synthesizers verschiedene Aufgaben übernehmen. Die gebräuchlichsten sind das Auslösen von Hüllkurven, das Zurücksetzen von LFOs an den Anfang ihrer Schwingung (Reset) und das Zurücksetzen von Sequenzern auf ihren ersten Step. Auch verwendet man Trigger-Signale zum Ansteuern der Drumsounds in modularen Drum-Modulen.

Was sind Clock-Signale?

Ein Clock-Signal ist ein Trigger-Signal, das fortlaufend in regelmäßigen Abständen wiederholt wird, quasi wie ein Metronom. Es dient hauptsächlich zur Synchronisation, beispielsweise um die Sequenzer oder Arpeggiatoren mehrerer Synthesizer im gleichen Tempo laufen zu lassen, oder um verschiedene rhythmische Ereignisse in einem modularen System zentral zu steuern. Die Frequenz eines Clock-Signals muss nicht der BPM-Zahl des Tracks entsprechen. Wie sich die Frequenz des Clock-Signals zum Tempo verhält, wird in der Einheit ppqn (pulses per quarter note) angegeben. Sie gibt an, wie viele Impulse des Clock-Signals eine Viertelnote ergeben. Dafür gibt es verschiedene Standards, welche die Hersteller im Laufe der Zeit entwickelt haben. So arbeitet der Roland DIN-Sync Standard, der bei Drum-Machines wie der TR-808 eingesetzt wurde, mit 24 ppqn, während Korg-Geräte mit 48 ppqn laufen. Daher kann es passieren, dass Geräte mit dem halben oder doppelten Tempo spielen, wenn man sie mit einem inkompatiblen Clock-Signal synchronisiert.

CV/Gate Steuerspannungen: Clock-Signale mit 24 und 48 ppqn
Clock-Signale mit 24 und 48 ppqn

Clock teilen oder multiplizieren

Bei modularen Synthesizern verwendet man oft Module zum Teilen (Divider) oder Multiplizieren (Multiplier) der Clock. Sie erzeugen aus einem ankommenden Clock-Signal Unterteilungen (1/2, 1/4, etc.), oder Vielfache (2x, 4x, etc.). So kann eine zentrale Clock zur synchronen Steuerung von Ereignissen in verschiedenen rhythmischen Abstufungen verwendet werden. Daraus ergibt sich auch, weshalb sich die Auflösungen 24 und 48 ppqn für Clock-Signale durchgesetzt haben: Sowohl 24 als auch 48 sind durch die Zahlen 2, 3, 4, 6 und 8 teilbar. Dadurch ermöglichen diese ppqn-Auflösungen musikalisch sinnvolle Unterteilungen des Clock-Signals in binären (2/4, 4/4) und ternären (3/4, 6/8) Metren.

Steuerspannungen: Teilung und Multiplikation eines Clock-Signals
Teilung und Multiplikation eines Clock-Signals. (Quelle: Bonedo)

Audio als Trigger-/Clocksignal verwenden

Die meisten Synthesizer sind nicht besonders anspruchsvoll, was die Beschaffenheit des Trigger- bzw. Clock-Signals betrifft. Oft kann beinahe jedes Signal verwendet werden (auch Audiosignale), das eine prägnante Einschwingphase hat, bei dem die Spannung also in sehr kurzer Zeit von null auf das Maximum steigt. So kann man viele Analogsynthesizer ohne weiteres beispielsweise mit einem kurzen Rimshot- oder Snare-Sample o. ä. aus der DAW auf analogem Wege synchronisiere. Dazu leitet man das Audiosignal durch einen Audioausgang des Audio-Interfaces an den Sync- oder Clock-Eingang des Synthesizers. Auch LFOs mit einer Rechteckschwingung lassen sich vorzüglich als Clock einsetzen und so zum Triggern von Hüllkurven, Sequenzern und ähnlichen Modulen verwenden.

CV und Gate: Vor- und Nachteile im Vergleich zu MIDI

MIDI bietet gegenüber CV/Gate unbestreitbare Vorteile. Es ermöglicht die (fast) gleichzeitige Übertragung einer Vielzahl von Informationen über ein einziges Kabel. Und es ist ein echter Standard, an dessen grundlegende Spezifikationen sich alle Hersteller halten. Das bedeutet, dass man sich ziemlich sicher sein kann, dass gewisse Dinge einfach funktionieren, wenn die betreffenden Geräte mit MIDI ausgerüstet sind. Folglich muss man sich um verschiedene Herstellerstandards und Inkompatibilitäten kümmern. Im Gegensatz dazu ist CV/Gate sehr viel schwammiger definiert; verschiedene Hersteller arbeiten mit unterschiedlichen Spannungswerten und Spezifikationen und es können unvorhergesehene Probleme auftreten.

CV/Gate ist feiner aufgelöst als MIDI

Daran, dass MIDI den Vorläufer CV/Gate nicht vollständig verdrängen konnte, und CV/Gate heute sogar wieder vermehrt eingesetzt wird, kann man aber leicht erkennen, dass das alte, analoge System durchaus seine Vorteile hat. Der wichtigste Vorteil ist der folgende: Über eine analoge Steuerspannung kann man Parameteränderungen sehr viel feiner aufgelöst übermitteln, als über MIDI. Dessen Controller-Befehle in der Standard-MIDI-Spezifikation sind nur recht grob gerasterte Werte von 0 – 127. Regelt man beispielsweise den Cutoff-Wert eines Filters über MIDI, sind diese Abstufungen oft deutlich hörbar. Bei der Steuerung per CV tritt diese Rasterung nicht auf.

Tolles Timing mit CV/Gate

Auch die Timing-Probleme, die es bei einer mit vielen Daten überlasteten MIDI-Leitung geben kann, kennt das CV/Gate-System nicht. MIDI verschickt alle Befehle seriell, und wenn gerade „viel Verkehr“ ist, muss ein Note-On-Befehl unter Umständen einen kurzen Moment warten, bis er sich auf die Reise machen darf. Hingegen saust ein analoges Gate-, Trigger- oder Clock-Signal mit Lichtgeschwindigkeit durch das Kabel und sorgt am anderen Ende für die prompte Ausführung des jeweiligen Befehls.

CV/Gate: ungenauer als MIDI

Gleichzeitig kann die analoge Übertragung aber auch zu charmanten Ungenauigkeiten führen, die zum „analogen“ Gesamtsound eines Systems beitragen können. Analoge Oszillatoren werden heute dafür geschätzt, dass sie ein gewisses Eigenleben und eine „Persönlichkeit“ haben. Genauso verhält es sich auch mit CV/Gate. Wie immer bei solchen Gegenüberstellungen ist auch viel Voodoo dabei. Aber irgendwie fühlt es sich urtümlicher und organischer an, einen Synthesizer mit elektrischer Spannung zu steuern, als durch digital übermittelte Bits und Bytes.

Fehlende Standardisierung bei CV/Gate

Schwer zu leugnen ist allerdings der zweite große Nachteil von CV/Gate, neben der fehlenden Standardisierung: Für jeden zu steuernden Parameter ist ein eigenes Kabel notwendig, das auf direktem Weg von der Quelle des Steuersignals zum Ziel geführt wird. Vorausgesetzt, der betreffende Synthesizer oder das Modul verfügt überhaupt über einen CV-Eingang für diesen Parameter. Nüchtern betrachtet bietet MIDI also deutlich mehr Möglichkeiten und Komfort – aber darum geht es beim Musik machen zum Glück ja nicht ausschließlich.

CV/Gate: MIDI-to-CV-Converter

Verschiedene Hersteller bieten Geräte an, die MIDI-Signale in CV/Gate-Signale „übersetzen“. Alle diese Geräte erzeugen in der Regel aus einer MIDI-Note mindestens eine Steuerspannung für die Tonhöhe und ein Gate-Signal. Je nach Ausstattung ist es ggf. auch möglich, MIDI-Controllerwerte, Pitchbend-Daten und evtl. weitere Informationen in Steuerspannungen zu konvertieren. Damit wird es möglich, analoge Synthesizer, die nicht über einen MIDI-Eingang verfügen, per MIDI anzusteuern.

Beispiele für MIDI-to-CV-Converter:

Auch viele aktuelle, mit MIDI- und CV/Gate-Anschlüssen ausgerüstete Analogsynthesizer sowie Controller wie der Arturia Keystep kann man als MIDI-to-CV-Converter verwenden. Für Eurorack-Systeme bieten etliche Hersteller Module an, die MIDI-Daten und sogar Audio-Daten in Steuerspannungen übersetzen, sodass das Modularsystem über MIDI gesteuert werden kann.

Kenton Pro Solo MkIII MIDI- zu CV-Konverter
Der Kenton Pro Solo MkIII ist ein einkanaliger MIDI- zu CV-Konverter. (Quelle: Thomann)

Zum Schluss

Analoge Synthesizer und Modularsysteme boomen, und mit ihnen ist auch das fast ausgestorbene CV/Gate-Verfahren wieder da. Richtig eingesetzt, kann CV/Gate eine tolle Alternative zu MIDI sein. In einem Modularsystem führt an CV/Gate ohnehin kein Weg vorbei. Wem dieser Workshop die technischen Grundlagen von CV/Gate nähergebracht hat, sollte keine Angst vor dem Ausprobieren haben. Die verwendeten Spannungen sind bei praktisch allen Synthesizern so niedrig, dass man keine Sorge haben muss, etwas kaputtzumachen. Im schlimmsten Fall passiert etwas, was man nicht vorhergesehen hatte – aber gerade das ist dann vielleicht die Inspiration zu einem tollen Sound oder Track. 

Begriffe und Erklärungen zum Thema CV/Gate

CVControl Voltage, Steuerspannung. Eine variable Spannung, die zur Steuerung von Parametern wie Tonhöhe, Lautstärke, Filter-Cutoff u.a. verwendet wird. Die Quelle der Steuerspannung kann z.B. ein anderer Synthesizer, eine Modulationsquelle (Hüllkurve, LFO) oder einfach ein Regler sein.
GateElektrisches An/Aus-Signal, das dem Synthesizer zum Beispiel mitteilt, wann eine Taste gedrückt wird und wie lange sie gehalten wird. Es wird zum Auslösen von Noten, Hüllkurven und ähnlichen Ereignissen verwendet.
TriggerKurzer elektrischer Impuls, der dem Synthesizer mitteilt, wann ein Ereignis stattfinden soll. Trigger-Impulse werden zum Auslösen von Hüllkurven, Synchronisieren von Oszillatoren und LFOs, Zurücksetzen von Sequenzern, Spielen von Drum-Modulen o.ä. verwendet.
ClockEin Trigger-Signal, das in regelmäßigen Abständen wiederholt wird und dadurch eine Tempo-Information übermittelt. Clock-Signale werden hauptsächlich zum Synchronisieren von Sequenzern und Arpeggiatoren verwendet. In modularen Systemen können Clock-Signale durch die Verwendung von Clock Dividern und Multipliern sehr flexibel eingesetzt werden und die verschiedensten Aufgaben übernehmen, bei denen es um das synchrone Auslösen von Ereignissen oder Noten geht.
Weitere Folgen dieser Serie:
Crashkurs Synthesizer und Sounddesign Artikelbild
Crashkurs Synthesizer und Sounddesign

In dieser Workshop-Reihe erklären wir Schritt für Schritt die einzelnen Komponenten eines Synthesizers und zeigen, wie man typische Sounds programmiert.

10.07.2021
4,9 / 5
Vintage Synth Specials Artikelbild
Vintage Synth Specials

Unsere Vintage Synth Specials informieren detailliert über die legendären Synthesizer, die den Sound der Musik epochal prägten.

22.01.2023
5 / 5
2
Hot or Not
?
CV/Gate und Steuerspannung verständlich erklärt.

Wie heiß findest Du diesen Artikel?

Kommentieren
Profilbild von Ringkern

Ringkern sagt:

#1 - 19.04.2022 um 22:18 Uhr

0

Hallo bonedo Team! Ich sage von Herzen ganz lieben Dank für diese im wahren Sinne des Wortes "verständliche" Erklärung! Ich kann euch gar nicht beschreiben was dies für mich für eine Hilfe ist. Niergendwo habe ich eine so klare und punktierte Erklärung finden können. Ihr habt beim Lesen meinem Hirn ein Feuerwerk ein Input geliefert. Ich versuche aktuell mich in die "analoge" Welt einzulernen, mit dem Ziel mir zukünftig ein Eurorack mit einigen Modulen zuzulegen. Um bei meinem begrenzten Budget eine Fehlinvestition zu vermeiden, habe ich mir folgenden Plan überlegt. Habe mir die Demo von Reason 12 installiert, weilö ich das Gefühl habe, hier erstmal grundlegendes zu den Verkabelungenden zu erlernen. Leider ging in mein Hirn die Logik der ganzen Verkabelungen überhaupt nicht rein. Diesen Mißstand habt ihr mit eurer Erklärung wesentlich entflochen. Jetzt werde ich auf dieser Grundlage noch etwas weiter mit Reason tüfteln. Im nächsten Schritt habe ich vor, mit "VCV Rack - The Eurorack Simulator" zu installieren. Verstehe es so, dass ich damit der Hardware am nahsten kommen werde, ohne kurzschlüsse zu verursachen. Das ist nämlich meine größte Angst, und dann sofort teure reale Geräte schrotte. Ist meine Gedankengang klug oder gibt es ein besseres Vorgehen als Anfänger?

Profilbild von Alexander

Alexander sagt:

#2 - 07.12.2022 um 16:41 Uhr

0

Genau diese Informationen habe ich gerade gesucht. Was ist der Unterschied zwischen Clock und Gate? Was ist ein Multiplier? Wozu? Jetzt weiß ich es - danke für den Artikel.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.
Für dich ausgesucht
Filter-Design – So prägt es den Klang von Synthesizern Workshop
Workshop

Was hat das Filter-Design eigentlich mit dem Klang eines Synthesizers zu tun? Diese Fragen rund um das Filter und seinen Aufbau beantworten wir detailliert in unserem Workshop.

Filter-Design – So prägt es den Klang von Synthesizern Workshop Artikelbild

Was hat das Filter-Design eigentlich mit dem Klang eines Synthesizers zu tun? Auf diese Frage schließen sich gleich die nächsten an: Warum klingt ein Minimoog so unglaublich fett? Was macht den aggressiven Punch eines Korg MS-20 aus? Was ist überhaupt ein Lowpass-Gate? Diesen Fragen rund um das Filter und seinen Aufbau, also dem wichtigsten, klangprägenden Element des Synthesizers, wollen wir uns in diesem Workshop ausführlich widmen.

Weihnachtslieder am Keyboard modern gestalten Workshop
Keyboard / Workshop

Traditionelle Weihnachtslieder lassen sich mit modernen Sounds und Styles neu entdecken – am Keyboard oder im Homestudio macht das Spaß und weckt Kreativität.

Weihnachtslieder am Keyboard modern gestalten Workshop Artikelbild

Alle Jahre wieder ist Weihnachten - die besinnliche Zeit am Ende des Jahres - ein immer wiederkehrendes Fest. So auch die weihnachtliche Musik. Und in der Adventszeit ist das Musizieren so beliebt wie das Naschen von Lebkuchen und anderen Leckereien. Festliches Liedgut ist willkommen, und es ist auch die richtige Zeit gekommen, sich einmal entspannt ans Keyboard zu setzen, ein wenig zu singen und mit allen Sinnen aktiv zu werden. Das Ganze muss auch gar nicht langweilig sein, wenn man die traditionellen Weihnachtslieder mit dem Keyboard modern arrangiert – Xmas Cillout sozusagen. Doch wie macht man das eigentlich?

Frei Klavierspielen lernen Workshop
Keyboard / Workshop

Frei Klavierspielen ist eine Kunst, die man lernen kann. Wie man den Einstieg findet, eklären wir ausführlich in diesem Workshop.

Frei Klavierspielen lernen Workshop Artikelbild

Frei Klavierspielen - was ist das? Wer diese Worte zum ersten Mal hört, denkt unweigerlich an Improvisation. Und die meisten assoziieren damit perfekte Klaviersoli von zum Beispiel von Oscar Peterson, Bill Evans, Keith Jarrett und vielen anderen. Diese solieren über Jazz-Standards, also über bekannte Titel wie „Take The A-Train“ oder „Night And Day“ etc. Dabei bleiben der Ablauf und die harmonische Struktur im Wesentlichen erhalten. Darüber spielt der Pianist dann atemberaubende und rasend schnelle Figuren, also meist einstimmige Melodien, die den Laien in Erstaunen versetzen.

Dynamisch Klavier spielen lernen Workshop
Keyboard / Workshop

Dynamik ist ein wichtiges Element um Musik lebendig werden zu lassen. Was man darunter versteht und wie man dynamisch Klavier spielen lernt, das erklärt unser Workshop.

Dynamisch Klavier spielen lernen Workshop Artikelbild

Dynamisch auf dem Klavier zu spielen ist eine hohe Kunst. Aber was bedeutet Dynamik in der Musik überhaupt? Beim Musikhören kann man feststellen, dass sich die Lautstärke der beteiligten Instrumente an bestimmten Stellen im laufenden Stück ändert - man spricht hier von Dynamik. So gibt es Passagen die sehr leise gespielt werden, während andere sehr laut sind. Wieder andere Teile befinden sich in einer mittleren Lautstärke, die sich aber jederzeit ändern kann. Gerade im Bereich der Filmmusik werden starke Lautstärkesprünge auch szenisch eingesetzt, um große Spannung zu erzeugen. Lautstärkeschwankungen innerhalb der Musik sind also wichtig, um besondere Stimmungen zu erzeugen.

Bonedo YouTube
  • Roland GO:KEYS 3 Sound Demo (no talking)
  • Gamechanger Audio Plasma Voice Sound Demo (no talking)
  • MAYER EMI Vibes Performance Demo (no talking)