Wie funktioniert ein Keyboard? Wie wird da der Ton gemacht?
Bei Klavier sind das ja so kleine Hämmerchen die den Ton auslösen.
2 Antworten
Am Anfang ist immer ein Schwingkreis, eine vordefinierte Frequenz. Durch Änderungen der Wellenform und der Hüllkurven-Charakteristik verändert man den Klang (Sound).
Elektronische Bausteine sorgen dafür, dass dieser Klang für jede einzelne Taste zu der dazugehörigen Frequenz umgeformt wird. Dabei gilt wie beim Klavier: Das A ist der Kammerton mit 440 Hertz. Eine Erhöhung um eine Oktave bedeutet eine Verdoppelung der Frequenz. Das nächsthöhere A hätte also 880 Hz, ein A tiefer dagegen nur 220 Hz.
Im Gegensatz zum Klavier ist das Keyboard kein akustisches Instrument. Daher muss das Ergebnis verstärkt werden. Am Ausgang des Verstärkers befinden sich die Lautsprecher, welche auf elektrische Änderungen reagieren und durch Elektromagnetismus das Signal auf die Membrane übertragen. Erst jetzt ist die Musik auch akustisch wahrnehmbar.
Am besten versteht man den Klangaufbau anhand eines Analog-Synthesizers. Hier kann man unterschiedliche elektrische Eigenschaften addieren und verändern. Daher habe ich Dir hier mal ein schönes "Doodle" ausgebuddelt. Ich weiß nicht, welchen Browser Du benutzt - auf Firefox funktioniert´s jedenfalls. Viel Spaß!
Die Frage war: Wie funktioniert ein Keyboard? Und so habe ich die Frage auch beantwortet.
Wenn Du aber eine Antwort à la "Bei Klavier sind das ja so kleine Hämmerchen die den Ton auslösen." erwartest, so kann ich Dir auch diese bieten:
Beim Keyboard sind so kleine elektrische Kontakte unter den Tasten, die einen Stromkreis schließen. Und? Besser?
Ich denke, derjenige, der gefragt hat, wie Keyboards funktionieren, wollte wissen, wie es bei heutigen Keyboards ist und nicht, wie es in den 1970er Jahren war.
Thema verfehlt.
Heutige (digitale) Keyboards funktionieren in der Regel so, dass die einzelnen Sounds als Audio-Aufnahmen abgespeichert sind und mit dem Tastendruck abgerufen werden.
Besonders deutlich merkst Du dieses Funktionsprinzip, wenn ein Keyboard auch Soundeffekte enthält und Du dann auf einer Taste ein Jodeln, auf der nächsten ein Hundebellen und auf wieder einer ein Lachen hast.
Wie originalgetreu alles klingt, hängt davon ab, wieviel man aus Kostengründen vom Klang weglassen muss. Der Idealfall wäre, dass man auf jeder Taste für vier verschiedene Dynamikstufen eine Stereo-Aufnahme hat, die so lang ist, wie der Ton maximal lang sein kann. Wenn man dies konsequent für 100 verschiedene Sounds umsetzen würde, käme man auf über 80 Gigabyte an Tonaufnahmen, die man im Keyboard speichern muss, so ein Keyboard wäre alleine schon wegen des Aufwands, die Sounds zu erstellen, unerschwinglich.
Aber auch ohne diesen Aufwand können die Keyboards erstaunlich authentisch klingen. Allerdings setzt der Kaufpreis gewisse Grenzen. Wenn ein Instrument ab 8000 EUR aufwärts kosten darf, ist ein ganz anderer Realismus möglich, als in der 2000 EUR-Klasse und wenn man nur 200 EUR ausgeben will, muss man damit leben, dass etliche Klänge eben die Absicht erkennen lassen, aber nicht als "täuschend echt" angesehen werden können.
Ich benutze bewußt diese Formulierung "Heutige (digitale) Keyboards, da es früher anders war. Da hatten die elektronischen Tasteninstrumente einen Tongenerator, der bestimmte einfache Wellenformen erzeugte, die mit Filterschaltungen nachbearbeitet wurden und es gab ebenso auch Instrumente, welche Sinusgeneratoren simulierten, die sich gegenseitig in der Frequenz modulieren. Der bekannteste Vertreter ist der Yamaha DX7, daneben noch die Casio Synthesizer mit PD (Phase-Distortion) und die ersten Digitalorgeln von Böhm, bei denen es PM (Phasenmodulation) hieß.
Allerdings ist praktisch die FM-Technik verschwunden und andere Techniken, bei denen man das Musikinstrument simuliert, sind nur bei wenigen Herstellern.
Wie gesagt, die meisten heutigen elektronischen Tasteninstrumente spielen beim Tastendruck Tonaufnahmen der echten Instrumente ab.
Wichtig ist, die digitalen Musikinstrumente sich eigentlich Computer, aber meist eben spezielle Computer, auch wenn es inzwischen auch schon Keyboards und Orgeln gibt, die mit einem Windows PC arbeiten.
Gute Antwort, aber nach fast 4 Jahren (die Fünftklässler sind jetzt in der 9. Klasse) für die Fragesteller wohl nicht mehr hilfreich.
Aber Danke für die Erwähnung des DX7, ich habe selber ein Exemplar von 1984. Und die Töne erklingen immer noch, sobald ich eine Taste drücke und damit einen elektrischen Kontakt schließe (bzw. öffne wegen der Anschlagdynamik). ;-)
was? wir sind keine Wissenschaftler sindern in der 5. Klasse?