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Workshop
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15.02.2019

Synthesizer und Sounddesign #9 - Bass Drums

Analoge Bassdrum programmieren - so geht's!

Synthesizer Sounddesign für Einsteiger

Wie programmiert man analoge Drumsounds am Synthesizer? In der elektronischen Musik geht nichts ohne die mächtigen Bassdrums, snappy Snares und zischelnden Hi-Hats von TR-808, TR-909 und Co. Aber braucht man dafür unbedingt eine Drummachine oder einen Sampler? Wer einen analogen oder virtuell-analogen (Software-)Synthesizer besitzt, kann die Drumsounds für seine Tracks ganz einfach selbst programmieren. Und das Beste ist: Das ist gar nicht schwer!

Alle, für die die Originale aus den 1980ern ins Reich der Träume gehören – und das sind wohl die meisten von uns – kann natürlich auf aktuelle Drummachine-Klone (z.B. Roland TR-8, TR-8S, TR-08, TR-09, Cyclone Analogic TT-606 oder TT-78 u.v.m.) setzen, oder einfach auf Samples aus einer der zahlreichen verfügbaren Librarys zurückgreifen. Viel mehr Spaß macht es aber, sich die passenden analogen Drumsounds auf einem Synthesizer selbst zu bauen. Der große Vorteil ist: So könnt ihr individuelle Sounds kreieren, die perfekt zu euren Tracks passen und die sonst niemand hat. 

Was braucht man, um analoge Drumsounds selbst zu programmieren?

Alles, was ihr dafür braucht, ist ein analoger oder virtuell-analoger (Software-)Synthesizer, der über mindestens einen Oszillator, ein Filter, einen Rauschgenerator und bestenfalls mindestens zwei schnelle Hüllkurven verfügt. Das muss kein besonderer „Drum-Synthesizer“ sein – auch viele Synths, die man sonst für Dinge wie Bässe oder Leads benutzt, können hervorragende Drums produzieren. Auch einfache Geräte liefern sehr gute Ergebnisse, wenn diese Eckdaten stimmen. Glücklicherweise sind die meisten klassischen Drumsounds analoger Drummachines nämlich recht simpel aufgebaut und bestehen aus nur wenigen klanglichen Grundkomponenten, sodass analoge Drums keine großen Ansprüche an Dinge wie die Zahl der Oszillatoren oder die Modulationsmöglichkeiten stellen.

In diesem Workshop verwende ich den Software-Synthesizer Helm von Matt Tytel, der für Windows und Mac kostenlos verfügbar ist. Der ist natürlich nicht analog, sondern nur virtuell, aber er hat den Vorteil, dass jeder bei diesem Workshop mitmachen kann – unabhängig davon, welche Hardware-Schätzchen ihr vielleicht euer eigen nennt. Hier geht es zum Download. Wer Helm viel benutzt, sollte sich unbedingt überlegen, dem Entwickler dieses hervorragenden und vielseitigen Instruments eine Spende zukommen zu lassen. Die Helm-Presets, die wir in diesem Workshop programmieren werden, gibt es am Ende des Artikels zum Download.

Zusätzlich werde ich einige Sounds auch auf analogen Hardware-Synthesizern wie dem Moog Sub 37 und der Novation Bass Station II programmieren, damit ihr einen Eindruck davon bekommt, welche Unterschiede, Stärken und Schwächen verschiedene Instrumente im Hinblick auf Drumsounds aufweisen.

Wie programmiert man eine Bassdrum im TR-808 Stil?

Der Klang einer Bassdrum hat im Wesentlichen zwei Bestandteile: Einen stärker oder schwächer ausgeprägten, höhenreicheren „Punch“ oder „Kick“ beim Anschlag und einen körperreichen, mehr oder weniger langen Ausklang. Diese beiden Komponenten findet man auch bei akustischen Bassdrums, weshalb diese im Studio oft mit zwei Mikrofonen abgenommen werden: Eines am Schlagfell und eines in der Nähe des Schallochs am Resonanzfell. So kann man nachher am Mischpult das Verhältnis von „Kick“ und „Bauch“ wie gewünscht justieren.

Im Synthesizer können wir diese Bestandteile imitieren. Beginnen wir mit einer Bassdrum im Stil der Roland TR-808. Sie ist für ihre tiefen, Subbass-reichen Kicks berühmt, die auch gern mit recht langem Ausklang verwendet werden und mitunter sogar den Bass ersetzen.

Die Basis der typischen 808-Kick bildet ein Oszillator mit einer Sinusschwingung. Bei vielen modernen analogen, virtuell-analogen oder Software-basierten Synthesizern gehört der Sinus neben Sägezahn, Rechteck und Dreieck zum Standard-Repertoire der Oszillatoren. Anders sieht es bei älteren oder weniger umfangreich ausgestatteten Analogsynthesizern aus, wo die Sinusschwingung oft fehlt. In diesem Fall kann man sich entweder mit der Dreieck-Wellenform behelfen. Sie besitzt ebenfalls nur wenige Obertöne. Oder man macht sich die Selbstoszillation (Eigenschwingung) des Filters zu Nutze und verwendet das Filter als Oszillator – dazu gleich mehr.

Sofern euer Synthesizer einen Oszillator mit einer Sinusschwingung bietet, wählt ihr diese aus und dreht den OSC im Mixer auf. Eventuell vorhandene, weitere Oszillatoren deaktiviert ihr oder regelt sie im Mixer herunter. Das sollte nun ungefähr so klingen (als MIDI-Note verwende ich hier C1 (bei C3 = Middle C), auf dem in den meisten Drum-Mappings die Bassdrum zu finden ist):

Von der Frequenz her ist das für eine Bassdrum natürlich noch zu hoch. Mit der Frequenz könnt ihr experimentieren; ein guter Startpunkt ist eine Frequenz von etwa 40-50 Hz. Das entspricht in etwa den MIDI-Noten E0-F0. Stimmt den Oszillator also mit dem Coarse-Tune-Regler (beim Helm: „Trans“) um etwa 7-8 Halbtöne nach unten:

Nun sollten wir uns um die Lautstärkenhüllkurve kümmern, um der Bassdrum schon einmal einen perkussiven Charakter zu geben. Attack und Sustain solltet ihr auf das Minimum einstellen. Mit Decay und Release könnt ihr die Länge der Bassdrum steuern. Es empfiehlt sich, die beiden Werte in etwa gleich einzustellen – dann klingt eure Trommel immer gleich, unabhängig von der Länge der MIDI-Note, mit der ihr sie antriggert. Hier stehen Decay und Release zuerst auf etwa 1 Sekunde:

Und hier betragen die Decay- und Release-Zeiten ca. 0,5 Sekunden:

Damit haben wir die erste Komponente, den „Bauch“ der Bassdrum. Was noch fehlt, ist der „Kick“-Anteil. Dafür bedienen wir uns der Pitch-Hüllkurve. Beim Helm heißt sie „Mod Envelope“ und kann neben der Tonhöhe auch beliebige andere Parameter steuern. Um sie der Oszillatorfrequenz zuzuweisen, klickt ihr auf das Helm-Symbol neben der Hüllkurve (das daraufhin aufleuchtet) und dreht dann den Regler „Trans“ für Oszillator 1 etwas auf, wodurch ihr die Stärke der Pitch-Modulation regeln könnt. Mit einem erneuten Klick auf das Helm-Symbol verlasst ihr den Zuweisungsmodus wieder. Auch bei dieser Hüllkurve sollten Attack und Sustain auf Null stehen. Decay und Release bekommen ganz kurze Werte; ein guter Startpunkt für Experimente sind ungefähr 50 Millisekunden. Im nächsten Beispiel hört ihr die Bassdrum zunächst mit einem moderaten Setting für die Pitch-Modulation und schließlich mit einer starken Modulation:

Experimentiert mit der Stärke der Modulation und mit der Decay-Zeit der Pitch-Hüllkurve. Im nächsten Beispiel sind verschiedene Decay-Zeiten zu hören, durch die die Pitch-Modulation von subtil bis offensichtlich variiert:

Das sind die Grundbausteine einer analogen Bassdrum im 808-Stil. Indem ihr die Parameter Oszillator-Stimmung, Amp-Hüllkurve sowie Stärke und Decay der Pitch-Modulation variiert, habt ihr die volle Kontrolle über den Klang und könnt die Bassdrum perfekt an eure Tracks anpassen. Hier hört ihr diverse verschiedene Varianten des gleichen Sounds:

Im folgenden Video seht ihr, wie die 808-Bassdrum Schritt für Schritt entsteht.

Übrigens: 808-artige Bassdrums werden auch gern chromatisch gespielt, um die Funktion eines Basses gleich mit zu übernehmen. Das ist mit einer solchen, selbst programmierten Bassdrum natürlich problemlos möglich:

Wie programmiert man eine Bassdrum im TR-909 Stil?

Die Bassdrum-Klangerzeugung der aggressiveren Roland TR-909 ist um einiges komplexer als jene der TR-808 und umfasst unter anderem auch noch einen Waveshaper, einen Impulsgeber und einen Rauschgenerator. Da sich diese Struktur mit Standard-Analogsynthesizern kaum authentisch abbilden lässt, können wir uns dem Sound hier nur annähern.

Für einen Sound, der in Richtung der 909 geht, könnt ihr wie folgt vorgehen: Wählt als Oszillator-Schwingungsform ein Dreieck statt des Sinus und regelt den Filter-Cutoff herunter, um die Obertöne zu bändigen. Im folgenden Beispiel ist der Cutoff des Helm auf etwa 1/4 eingestellt. Das Decay der Amp-Hüllkurve sollte typischerweise etwas kürzer sein als bei der 808-Variante, kann aber natürlich nach eurem Geschmack geregelt werden. Die Mod-Envelope bekommt eine Decay-Zeit von etwa 400-500 ms und steuert nun nicht mehr nur die Tonhöhe des Oszillators, sondern zusätzlich auch ein wenig den Filter Cutoff.

Indem ihr mit den Parametern Oszillator-Wellenform, Filter und Hüllkurven experimentiert, könnt ihr nach diesem Prinzip aber jede Menge individuelle Sounds kreieren, die vielleicht sogar besser passen als die mittlerweile ja auch etwas abgenutzten Sounds der Originale. 

Im Video könnt ihr sehen, wie der 909-artige Sound Schritt für Schritt entsteht:

Selbstoszillation des Filters verwenden um Sinusschwingung zu erhalten

Wie erhalte ich eine Sinusschwingung, wenn der Oszillator keine zur Verfügung stellt?

Viele analoge Synthesizer bieten keine Sinusschwingung an. Das liegt einerseits daran, dass ein lupenreiner Sinus mit analogen Mitteln schwer zu produzieren ist; andererseits eignet sich der Sinus aufgrund des Mangels an Obertönen einfach nicht gut für die subtraktive Synthese und erschien daher beim Entstehen der subtraktiven Synthesizer oft entbehrlich.

Wenn im Oszillator keine Sinusschwingung zur Verfügung steht, muss man sich anders behelfen. Entweder weicht man auf die Dreiecksschwingung aus, wodurch aber ein anderer Klang entsteht. Oder man macht sich die Selbstoszillation des Filters zu Nutze. Viele analoge Filter beginnen bei weit aufgedrehter Resonanz selbst zu schwingen und produzieren dann eine Sinusschwingung. Bei solchen Synthesizern können wir also das Filter als Klangquelle für unsere Bassdrum benutzen. In den folgenden Beispielen verwende ich eine Novation Bass Station II sowie einen Moog Sub 37.

Dreht alle Oszillatoren des Synths im Mixer auf Null, diese brauchen wir bei dieser Methode nicht. Stattdessen regelt ihr die Resonanz des Filters auf das Maximum. Den Cutoff stellt ihr zunächst auf einen mittleren Wert ein. Bei der Bass Station II klingt das mit neutral eingestellten Hüllkurven nun so (ausgewählt ist der Filtertyp Classic Lowpass mit 24dB/Okt. Flankensteilheit):

Und hier der Moog Sub 37:

Der Klang, den wir hier hören, entsteht ausschließlich im Filter – die Oszillatoren sind ja deaktiviert. Die Grundstimmung der Bassdrum regelt ihr nun mit dem Filter Cutoff. Bei der Bass Station II bin ich bei einem Cutoff-Wert von 55 gelandet:

Und hier der Moog:

Wie bei der Helm-Kick sollten wir nun zunächst die Amp-Hüllkurve einstellen, damit es schon einmal ein bisschen nach Bassdrum klingt. Wie eben gilt: Attack und Sustain ganz runter, mit Decay und Release steuert ihr die Länge der Bassdrum. Hier die Bass Station II mit justierter Amp-Hüllkurve; die Werte für Decay und Release liegen jeweils bei etwa 40:

Und das gleiche Spiel beim Sub 37:

Für den Kick-Anteil verwenden wir die Filterhüllkurve. Da der Cutoff-Wert in diesem Fall das Tuning bestimmt, verhält sie sich hier wie ein Pitch Envelope. Stellt Attack und Sustain auf Null und Decay sowie Release auf sehr kurze Werte. Die Stärke der Modulation regelt ihr mit dem Filter Envelope Amount. Hier die Bass Station:

Und hier der Moog:

Indem ihr mit den Hüllkurven-Zeiten und mit der Intensität der Filterhüllkurve experimentiert, könnt ihr aus dieser Basis viele verschiedene Bassdrums kreieren. Bei der Bass Station II hört es sich so an, wenn man mit den Zeiten und der Stärke der Filter Envelope spielt:

Beim Moog klingt das so:

Nachbearbeitung der Bassdrum: Sättigung, Distortion und Co.

Welche Effekte verwende ich für die Nachbearbeitung der Bassdrum?

Wenn die klangliche Basis steht, könnt ihr euch an die Nachbearbeitung eurer selbst programmierten Bassdrums machen. Dafür bieten sich Effekte wie Distortion, Equalizer und Kompressor an.

Wie setzt man Overdrive und Distortion bei einer Bassdrum sinnvoll ein?

Eine analoge Bassdrum kann stark von etwas Verzerrung profitieren. Und damit meine ich nicht die extreme Distortion der berüchtigten, bis zur Unkenntlichkeit verzerrten Kicks aus dem Hardcore-Techno der 90er. Eine leichte Sättigung kann den Sound der Bassdrum organischer und druckvoller machen. Viele Synthesizer bieten dafür sogar selbst die nötigen Werkzeuge an. Bei manchen analogen Synths kann man das Filter übersteuern, was zu (erwünschten) Verzerrungen führt. Andere Synthesizer bieten ganze Effektsektionen, die oftmals auch Distortion bzw. Overdrive umfassen. Steht im Synthesizer keine Möglichkeit zur Verzerrung bereit oder passt klanglich nicht, kann man natürlich auf die breite Palette von Plug-ins und externen Effektgeräten zurückgreifen.

Wichtig ist beim Einstellen der Verzerrung: Eine subtile Sättigung wird nicht als Verzerrung wahrgenommen und kann auf eine unaufdringliche Weise für einen satteren Sound sorgen. Sobald man die Verzerrung bemerkt, ist sie hingegen ein klangliches Statement, das unbedingt zum Rest des Tracks passen sollte. Hier hört ihr die eben entstandenen Bassdrums aus dem Helm, der Bass Station II und dem Moog Sub 37 noch einmal. Beim Helm arbeitet jetzt die eingebaute Distortion des Software Synthesizers, bei der Bass Station habe ich die integrierte Distortion aufgedreht und beim Moog kommt die Multidrive-Schaltung zum Einsatz. 

Wie bearbeite ich eine Bassdrum mit dem Equalizer?

Mit einem EQ könnt ihr das Frequenzspektrum der Bassdrum so feintunen, dass sie sich besser in den Mix einfügt und mit den anderen Instrumenten zusammenspielt. Beispielsweise ist es bei synthetischen Bassdrums oftmals nötig, die Tiefbässe etwas abzusenken, da die Bassdrum sonst allzu mächtig werden und schlimmstenfalls zum Boxenkiller mutieren kann. Indem ihr mit einem Equalizer den Mittenbereich justiert, könnt ihr auf den Klang und die Stärke der „Kick“-Komponente Einfluss nehmen. Welche Frequenzen ihr genau einstellen solltet, hängt immer vom Einzelfall ab und muss unbedingt nach Gehör entschieden werden. Mehr dazu findet ihr zum Beispiel in unseren Workshops Mixing #4: EQ-Nutzung und Die 10 größten Fehler bei der Equalizer-Nutzung.

Wie setzt man den Kompressor bei einer Bassdrum ein?

Auch ein Kompressor gehört zu den Effekten, die im Mix zum Einsatz kommen, um die Bassdrum mit den anderen Elementen des Tracks in Einklang zu bringen. Mit einem Kompressor nehmt ihr auf die Dynamik der Bassdrum Einfluss. Zum Beispiel kann er dabei helfen, das dynamische Verhältnis zwischen der Attack-Phase, also dem „Punch“ zu Beginn des Sounds, und dem darauffolgenden Ausklang zu regulieren. Mehr zum Thema Kompression findet ihr u.a. in unseren Workshops Mixing #5: Dynamikbearbeitung, Die 10 größten Fehler bei der Kompressor-Einstellung und Kompressor Basics.

In der nächsten Folge dieses Workshops wird es mit den Themen Snare Drum und Toms weitergehen. Bis dahin!

Bassdrum Presets zum Download

Hier findet ihr die in dieser Folge entstandenen Sounds zum Download. Die Helm-Presets müsst ihr in die folgenden Ordner kopieren, damit der Software-Synthesizer sie findet:

  • Mac: ~/Library/Audio/Presets/Helm
  • Windows: C:\Users\<username>\Documents\Helm\Patches

Besitzer der Novation Bass Station II und des Moog Sub 37 importieren die Presets am einfachsten mit den jeweiligen Editor / Librarian Programmen für die Synthesizer, die auf den Webseiten der Hersteller erhältlich sind: Moog Sub 37 Editor, Novation Bass Station II Librarian. Alternativ können die SysEx-Dateien (.syx) mit den Tools MIDIOX (Windows) oder SysEx Librarian (Mac) auf die Synthesizer übertragen werden.

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