Trautonium-Projekt
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Abbildung 1

(Die obenstehende Abbildung zeigt das Trautonium-Modell im technischen Museum Wien, für das wir die Elektronik gebaut haben (Manual-Steuerelektronik und Klangerzeugungseinheit). Im oberen Teil des Bildes ist ein 19-Zoll-Rahmen zu erkennen, der Prototyp des subharmonischen Oszillators (A-113) und einige A-100-Module (VCO, VCAs, Noise, Mixer, Filter usw.) enthält, die für die Trautonium-Klangerzeugung benötigt werden. Die Mechanik (das gesamte Modell mit den beiden Manualen) wurde von der Fa. Hauck Museumtechnik, Hassfurt gebaut.)

Oskar Sala ist tot. Der 1910 in Greiz (Thüringen) geborene Musiker starb am Mittwoch, dem 27. Februar 2002 im Alter von 91 Jahren in Berlin. Bereits in den 30er Jahren hatte Herr Sala eines der ersten elektronischen Musikinstrumente - das Mixtur Trautonium - erfunden. Sala war der einzige, der dieses Instrument spielen konnte. Sala studierte an der Berliner Musikhochschule bei Paul Hindemith und vertonte zahlreiche Filme, darunter auch die Werbespots mit dem «HB Männchen». Der studierte Physiker arbeitete auch mit Richard Strauss, Arnold Schönberg und Arthur Honneger zusammen. Er komponierte die Musik für zahlreiche UFA-Filme und entwickelte das durch Mark und Bein gehende Vogelgekreische in Alfred Hitchcocks Film «Die Vögel» aus dem Jahr 1963.
Herr Sala verlässt uns zu einem Zeitpunkt, da gerade eine neue Generation von Musikern beginnt, sich für sein Instrument und seine Spielweise zu interessieren.
Wir hoffen, dass wir in der Zukunft sein Vermächtnis in seinem Sinne aus technologischer Sicht weiterführen können und zusammen mit jüngeren Künstlern hoffentlich auch aus künstlerischer Sicht.

Inhalt:


1. Was ist ein Trautonium ?

Das Trautonium ist ein elektronisches Musikinstrument, welches von Friedrich Trautwein ca. im Jahr 1930 entwickelt wurde. Das Trautonium kann in 2 logische Untereinheiten getrennt werden: in die Steuereinheit und die Klangerzeugungseinheit.


1. 1. Die Steuereinheit (Manual)

Die Steuereinheit besteht aus einem Manual, das sich an dem Bandmanual des bereits früher entwickelten Hellertion orientiert. Eine mit Widerstandsdraht umwickelte Saite 1 ist in wenigen Zentimetern Abstand über eine leitenden Metallfläche 2 gespannt. Zwischen die beiden Endpunkte 3 der Saite wird eine elektrische Spannung von wenigen Volt angelegt. Durch leichten Druck auf die Saite entsteht eine Verbindung zwischen Saite und Metallplatte. Dabei wird an die Platte eine Spannung abgegeben, die von der Position des Druckpunktes abhängt.

Beispiel: Versorgt man die Saite mit einer Spannung von 3V (linker Endpunkt der Saite an Masse, rechter Endpunkt an +3V) und führt die von der Metallplatte abgegebene Spannung dem Steuereingang eines spannungsgesteuerten Oszillators (Voltage Controlled Oscillator VCO, z.B. A-110) zu, so hat man ein einfaches Manual, mit dem die Tonhöhe des Oszillators um 3 Oktaven stufenlos gesteuert werden kann.

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Abbildung 2

Zusätzlich ist die gesamte Metallplatte um eine Achse 6 drehbar gelagert und kann um mehrere Zentimeter parallel nach unten bewegt werden. Unter der Platte angebrachte Rückstellfedern 4 sorgen dafür, dass die Platte nach dem Loslassen wieder in die Ruheposition zurückkehrt.

Die vertikale Position der Metallplatte (d.h. wie weit diese heruntergedrückt ist) wird für die Lautstärke-Steuerung verwendet. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diesen Wert in elektronischer Form zu erhalten. Möglich sind induktive (z.B. Spule, in die ein Kern eintaucht), kapazitive, resistive (veränderlicher Widerstand) oder optische Abnehmer.

Beispiel: Führt man eine auf diese Weise erzeugte Steuerspannung, die mit dem Hinabdrücken der Platte zunimmt, einem spannungsgesteuerten Verstärker zu (engl. Voltage Controlled Amplifier VCA, z.B. A-130 oder A-131), so erhält man die im Trautonium verwirklichte Lautstärke-Steuerung.

Zusätzlich wird die Gesamt-Lautstärke noch über einen Fußregler gesteuert. Es kommen also 2 hintereinander geschaltete VCAs zum Einsatz, wobei der erste über das Manual und der zweite über den Fußregler gesteuert wird.

Über der Saite sind seitlich verschiebbare, lederüberzogene Metallzungen (Bronze) angebracht, die als Spielhilfe für bestimmte Töne gedacht sind (die Zungen sind in der Abbildung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet). Man kann die Zungen auf Oktaven, Quinten oder andere wichtige Intervalle einstellen (z.B. verwendet Herr Sala die Zungen für C,D,G,A in jeder Oktave). Alle Zungen sitzen auf einer gemeinsamen Halterung, die wiederum horizontal verschiebbar ist oder ganz weggeklappt werden kann. Das Verschieben der gesamten Leiste entspricht einer stufenlosen Transponier-Möglichkeit der Referenztöne.

Auf dem untenstehenden Foto (Mixtur-Trautonium von Oskar Sala) sind diese Zungen 8, die auf der gemeinsamen Halterung 9 sitzen, gut zu erkennen. Die anderen Nummern entsprechen den Zahlen in der obigen Abbildung bzw. Text. Die Lager und Drehachse sind auf dem Foto nicht zu sehen, da sie hinter einer Abdeckung versteckt sind.

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Abbildung 3

Damit das Manual vernünftig bespielbar ist, sind eine Reihe von Zusatzmaßnahmen nötig. Hierzu gehören z.B. Filzdämpfer, Schwingungsdämpfer, leichte und verwindungssteife Bauweise, leichtgängige Lager 5 usw. Beim Konzert-Trautonium und beim Mixtur-Trautonium (s.u.) sind alle Elemente des Manuals doppelt vorhanden.

Besonderheiten beim Mixtur-Trautonium nach Oskar Sala

Das Mixtur-Trautonium nach Oskar Sala verfügt zusätzlich über einige Besonderheiten, die im ursprünglichen Trautonium nicht vorhanden waren.
Bei der Lautstärke-Steuerung kommt ein von Herrn Sala entwickelter Glyzerin-Widerstand zum Einsatz, der im Prinzip als variabler Kondensator arbeitet. Die vertikale Manualbewegung wird hierbei über ein Gestänge an eine kleine Platte übertragen, die in ein mit Glyzerin gefülltes Gefäß eintaucht. Durch das Adhäsionsverhalten des Glyzerins ergibt sich hier ein spezielles Dynamikverhalten bei der Lautstärke-Steuerung, mit dem eine sehr nuancierte Lautstärkesteuerung im Pianissimo-Bereich möglich ist.
Die beiden Fußregler sind mit je 2 seitlich angebrachten Schaltern ausgestattet, die durch eine seitliche Drehbewegungen des Fußes eine 3-fache Umschaltung der Mixturen (s.u.) für beide Manuale getrennt ermöglichen. Das untenstehende Foto zeigt den Fußregler des Mixtur-Trautoniums von Oskar Sala. Sehr gut sind hier die beiden seitlich angebrachten Schalter zu sehen.

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Abbildung 4

 


1.2. Die Klangerzeugungs-Einheit (Subharmonischer Oszillator)

Die Klangquelle des ersten Trautoniums war ein einfacher Sägezahn-Generator. Die Besonderheit des Trautoniums in der Klangerzeugung aus heutiger Sicht wurde aber erst durch Oskar Sala mit dem Mixtur-Trautonium eingeführt. Beim Mixtur-Trautonium wird die Tonhöhe eines Master-Oszillators durch das Manual gesteuert. Mit 4 voneinander unabhängigen Frequenzteilern werden hieraus 4 neue Frequenzen - die sogenannten Subharmonischen - abgeleitet. Die Teilerfaktoren sind im Bereich 1...24 für jede Subharmonische getrennt einstellbar. Die höchste Frequenz des Master-Oszillators liegt bei ca. 4 kHz (Zitat Sala: höchster Ton C5 = 4186 Hz). Da der Tonumfang des Trautoniums ca. 3 ½ Oktaven beträgt, liegt die untere Frequenz bei ca. 400 Hz (Zitat Sala: g1 = 392Hz). Bei einem maximalen Teilerfaktor von 24 ergibt sich somit als niedrigstmögliche Frequenz ca. 16 Hz (392Hz : 24).

Die 4 Ausgangs-Frequenzen der 4 Teiler stehen immer im ganzzahligen Verhältnis zur gemeinsamen Masterfrequenz. Geht man beispielsweise von c4 als Masterfrequenz aus, so ergeben sich die Subharmonischen c3 (c5:2), f2 (c5:3), c2 (c5:4), as1 (c5:5), f1 (c5:6), d1 (c5:7), c1 (c5:8) usw., also eine Moll-Akkordreihe c - as -f.

Anmerkung: Im Gegensatz dazu ergeben die Harmonischen, also ganzzahlige Vielfache der Masterfrequenz, eine Dur-Akkordreihe c-e-g. Die Unterton-Reihe oder subharmonische Reihe ist das spiegelbildliche Abbild der Obertonreihe.

Eine Kombination von 4 Subharmonischen wird als Mixtur bezeichnet. Im Mixtur-Trautonium stehen 3 verschiedene Mixturen für jedes der beiden Manuale zur Verfügung. Diese 3 Mixturen werden mit Schaltern, die seitlich an dem Lautstärke-Fußreglern angebracht sind, umgeschaltet. Es gibt die 3 Stellungen links, Mitte und rechts für jedes der beiden Manuale bzw. Fußregler. Für jede der 3 Stellungen kann eine eigene Mixtur - d.h. eine eigene Kombination der 4 Frequenzteiler - eingestellt werden.

Der Begriff Subharmonische darf hierbei nicht zu wörtlich genommen werden. In Wirklichkeit liefern die Frequenzteiler des Trautoniums nämlich keine Sinus-Schwingungen (wie die Harmonischen bei der Oberton-Theorie), sondern besitzen jeder ein sägezahnförmiges Ausgangssignal. Jeder der 4 Sägezahnausgänge besitzt ein ausgeprägtes Oberton-Spektrum. Gerade der Sägezahn verfügt ja über ein vollständiges Spektrum mit geraden und ungeraden Obertönen (Harmonischen) -> siehe z.B. A-110 Bedienungsanleitung.

Zusammenfassung: Das Ausgangssignal des Subharmonischen Generators besteht aus 4 Sägezahnsignalen - den sog. Subharmonischen - , deren Frequenzen in einem ganzzahligen Verhältnis (1...24) zu einer gemeinsamen Master-Frequenz stehen. Jedes Sägezahnsignal besitzt ein Obertonspektrum ("echte" Harmonische), das alle Obertöne (geradzahlige und ungeradzahlige) enthält.

Die Klangerzeugungseinheit des Trautoniums besitzt eine Reihe weiterer Funktionseinheiten (z.B. Mixer, Filter, Rauschgenerator, Hüllkurvengenerator, Frequenzschieber), die jedoch im Rahmen des analogen Modulsystems A-100 bereits alle zur Verfügung stehen.

In dem untenstehenden Foto ist das Mixtur-Trautonium abgebildet, auf dem Herr Sala in den letzten Jahren seines Wirkens gespielt hat. Es handelt sich um eine Leihgabe der Telecom und wurde bei der damaligen FH der Deutschen Bundespost im Rahmen mehrerer Dipomarbeiten gebaut. Die verschiedenen Baugruppen sind hier sehr deutlich zu sehen:
In der unteren Hälfte des Bildes erkennt man die beiden Manuale 1 und 2. Auf den Manualen steht eine Verteiler-Box 3. Hiermit können die von den Manualen und Fußreglern/Schaltern kommenden Steuersignale verschieden auf die Klangerzeugungs-Einheiten verteilt werden.
Darüber befindet sich in einem Rahmen-Aufbau die Elektronik übereinander in 3 Etagen (ähnlich dem beim A-100 verwendeten 19-Zoll-System, jedoch mit anderen Abmessungen). In den beiden unteren Etagen sind im wesentlichen die beiden subharmonischen Oszillatoren untergebracht: in der linken Hälfte befindet sich der Oszillator für das untere Manual, in der rechten der für das obere Manual (die Zuordnung kann aber über die Verteilerbox geändert werden).
Man erkennt die 12 zweistelligen Siebensegmentanzeigen mit den jeweils darunter befindlichen Drehschaltern für die Einstellung der Teilerfaktoren 5. Die 12 Anzeigen und Schalter sind jeweils in 3 Spalten zu 4 Zeilen angeordnet. In der linken Spalte wird die Mixtur für die linke Fuß-Position, in der mittlere Spalte die Mixtur für die mittlere Fuß-Position und in der rechten Spalte die Mixtur für die rechte Fuß-Position eingestellt. Jeweils untereinander in einer Spalte befinden sich die 4 Frequenzteiler-Einstellungen und Anzeigen für eine Fuß-Position.

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Abbildung 5

Links neben jeder der beiden Frequenzteiler-Baugruppen sitzen die Frequenz-Einstellregler für den zugehörigen Master-Oszillator und einen sog. Neben-Oszillator 4. Der Neben-Oszillator dient als weitere Klangquelle und ist in seiner Frequenz unabhängig vom Master-Oszillator einstellbar, d.h. es sind auch Schwebungen zwischen diesen beiden Oszillatoren möglich.
Rechts neben den Frequenzteilern schliessen sich die Rechteck/Sägezahn-Konverter 6 an, die die Rechtecksignale der Frequenzteiler in Sägezahn-Signale umwandeln. Jede der 4 Subharmonischen ist in der Lautstärke einstellbar. Dann folgt der Rauschgenerator 7 und der sog. Kanal-Verstärker 8. Der Rauschgenerator ist in der Amplitude einstellbar und kann wahlweise über die Formantfilter (s.u.) geführt werden oder nicht.
Der Kanal-Verstärker besteht im Prinzip aus einem VCA (engl. voltage controlled amplifier), der in der Regel von der vertikalen Position des Manuals gesteuert wird. Er kann aber auch wahlweise von einem der beiden sogenannten "Schlagwerke" (s.u.) gesteuert werden. Über einen Drehschalter kann zwischen "normal" (d.h. Manual-Steuerung), "Schlagwerk 1" und "Schlagwerk 2" gewählt werden.
Daran schliesst sich ein sogenannter Summen-Verstärker 9 an. Dies ist wiederum ein VCA, der jedoch über den Fußregler gesteuert wird. Zwischen die Kanal-Verstärker und die Summen-Verstärker sind noch die Formant-Filter (s.u.) geschaltet.
Alle diese Einheiten - d.h. Master-Oszillator, Neben-Oszillator, Frequenzteiler, Rausch-Generator, Formant-Filter, Kanal-Verstärker und Summen-Verstärker - sind getrennt für jedes Manual vorhanden.
Im oberen Teil des Rahmen-Aufbaus befinden folgende Baugruppen (von links nach rechts): "Schlagwerk" (10), 4 Formantfilter für unteres Manual (11), 4 Formantfilter für oberes Manual (12) und der Filter-Verteiler (13).
Als Schlagwerk (10) werden hierbei zwei einfache A/R-Hüllkurvengeneratoren (Attack/Release) bezeichnet, die auch selbstschwingend in der Art eines LFOs (engl. low frequency oscillator) betrieben werden können (Umschalter getriggert/freilaufend). In der Betriebsart "getriggert" wird das Schlagwerk vom zugeordneten Manual gesteuert. Sobald beim Drücken auf das Manual eine bestimmte vertikale Position erreicht ist, wird das Schlagwerk getriggert (wie die Gate-Funktion beim herkömmlichen Analog-Synthesizer). Im freilaufenden Modus hat die Bewegung des Manuals keinen Einfluss (auch kein Rücksetzen des LFOs). Die Ausgangsspannungen des "Schlagwerks" können als Steuersignale für die Kanalverstärker verwendet werden. Es handelt sich dann um einem VCA (Kanalverstärker), der von einem A/R-Generator (getriggert) oder LFO (freilaufend) gesteuerten wird. Im Falle der getriggerten Betriebsart handelt sich um das gleiche Prinzip, das ja auch in den meisten Analog-Synthesizern verwendet (d.h. ein Hüllkurven-Generator steuert den VCA).
Jeder der 8 Formant-Filter (11, 12) besteht aus einem Tiefpass/Bandpass (umschaltbar). Frequenz und Güte (Resonanz) jedes Filters sind getrennt einstellbar, ebenso Eingangs- und Ausgangs-Amplitude, wobei auch Verzerrungen möglich sind, wenn die Regler entsprechend weit aufgedreht werden (von Herrn Sala als "Trompeten-Effekt" bezeichnet).
Die Filter befinden sich im Audio-Weg zwischen den Kanal-Verstärkern 8 und den Summen-Verstärkern 9, wobei über die Filter-Verteiler (13) festgelegt wird, wie die Filter mit den Summenverstärkern verschaltet werden. Die eigentlichen Filter-Verteiler befinden sich hinter der Blindplatte. Um die Verteilungen zu ändern, müssen die auf den Platinen hinter der Frontplatte befindlichen Brücken anders gesetzt werden.


2. Die Realisierung im Rahmen des A-100 Modulsystems

Die Realisierung des Trautoniums im Rahmen des Modulsystems A-100 bietet sich an, da sich die Trautonium-spezifischen Einheiten Trautonium-Manual A-198, Subharmonischer Generator A-113 und Trautonium-Filter (A-104) optimal in das bereits vorhandene System integrieren lassen. Eine Reihe von Funktionseinheiten, die für die Umsetzung eines Original-Trautoniums nötig sind, existieren bereits als A-100-Module (z.B. VCOs, VCAs, Rauschgeneratoren, Filter, Mixer, Hüllkurvengeneratoren, LFOs, Frequenzschieber usw.). Das Trautonium-Manual A-198 kann als neue Eingabe-Einheit, der subharmonische Generator A-113 als neue Klangquelle und das Trautonium-Filter A-104 als zusätzliches Filter für das A-100 betrachtet werden. Diese Trautonium-Funktionen müssen daher im A-100 nicht zwingend als Einheit betrachtet werden, sondern sind beim A-100-Konzept voneinander unabhängig. So kann die Tonhöhe des subharmonischen Generators A-113 (bzw. des zugehörigen Master-Oszillators A-110) durchaus auch über einen Sequenzer (A-155), ein MIDI-Interface (MCV24, A-190) oder das Theremin-Modul (A-178) gesteuert werden. Andererseits kann das Trautonium-Manual A-198 auch zur Ansteuerung der vorhandenen Klangerzeuger (VCOs, Sampler) oder Klangbearbeitungs-Module (Filter, Phaser, VCA etc.) dienen. Ebenso kann das Trautonium-Filter A-104 im Rahmen eines "normalen" A-100-Systems als zusätzliches Formantfilter verwendet werden.
Die Trautonium-spezifischen Einheiten Manual A-198, Subharmonischer Generator A-113 und Trautonium-Filter A-104 werden daher beim A-100 als eigenständige, unabhängige Einheiten betrachtet und müssen nicht zwangsläufig zusammen eingesetzt werden. Nur wenn ein dem Mixtur-Trautonium entsprechender Aufbau gewünscht wird, sind alle genannten Einheiten gleichzeitig erforderlich - zusammen mit den anderen für die Klangformung erforderlichen Komponenten (VCAs, Filter, Mixer, Rauschgenerator usw).


2.1. Die Steuereinheit: Trautonium-Manual

Bei unserem Entwurf des Trautonium-Manuals A-198 sind wir von der mechanisch recht aufwendigen Konstruktion des Original-Manuals abgekommen und haben eine erheblich einfachere, unserer Meinung nach jedoch eine akzeptable Lösung gefunden. Oskar Sala möge uns diesen Frevel verzeihen, aber den Nachbau des Original-Trautonium-Manuals haben wir aus verschiedenen Gründen verworfen. Zum einen wäre dieser Aufbau auf Grund der vielen feinmechanischen Teile, die alle einzeln als Sonderanfertigung hätten produziert werden müssen, sehr teurer geworden. Zum zweiten hatten wir auch rechtliche und wirtschaftliche Bedenken: seit dem 01.01.2002 muss auf jedes Gerät 2 Jahre Garantie gewährt werden und hier hätten wir uns mit einem Nachbau des Original-Manual mit Sicherheit viele Probleme eingehandelt. Mit unseren Erfahrungen, die wir mit dem Original-Trautonium-Spieltisch von Herrn Sala und dessen Nachbauten gemacht haben, halten wir es für ausgeschlossen, dass dieser Aufbau 24 Monate unbeschadet übersteht. Herr Sala selbst hat oft vor Konzerten noch die eine oder andere mechanische Reparatur an dem Spieltisch vorgenommen. Für uns wären dies alles Garantiefälle, so das ein Nachbau des Original-Spieltisches in unveränderter Form für uns aus diesen Gründen nicht in Frage kommt. Zum dritten ist unser Positionssensor erheblich einfacher zu spielen als der Spieldraht des Original-Trautoniums. Dieser schwebt ja in einigen cm Abstand über der Metallfläche und muss erst heruntergedrückt werden - ohne dass er seitlich am Finger abrutscht - um als Positionssensor für die Bestimmung der Tonhöhe zu dienen. Herr Sala hatte hierbei eine Virtuosität entwickelt, die wirklich einzigartig war. Für einen Anfänger, der die genaue Spielweise das Original-Trautonium nicht kennt, halten wir unsere Lösung für erheblich einfacher, da sie sehr viel schneller zu einem Erfolgserlebnis führt und das Erlernen des Instrument deutlich verkürzt. Dennoch sind wir uns darüber im Klaren, dass wir hier einen Kompromiss eingegangen sind, den uns Herr Sala nachsehen möge. Falls Sie das Original-Manual nachbauen wollen, finden Sie verschiedene Lösungsvorschläge im Internet (am einfachsten in einer Suchmaschine nach "Trautonium" suchen). Auch wir können Ihnen vielleicht weiterhelfen, da wir mehrere Versionen des Original-Manuals nachgebaut haben, bevor wir uns zu der jetzigen Lösung enschlossen haben. Einige der mechanischen Einzelteile (kleine Kugellager, Kugellager-Böcke, Achsen usw) und den Widerstandsdraht (Constantan) erhalten Sie z.B. bei der Fa. Conrad (www.conrad.de). Die benötigten Federn finden Sie im Feder-Fachhandel. Die Spezialsaite (mit Widerstandsdraht umwickelte Darm- oder Plastik-Gitarrensaite) können Sie selbst herstellen, oder bei einem Fachbetrieb für Saitenherstellung anfertigen lassen.

In unserem Entwurf wird statt des Spieldrahtes wird ein ca. 50 cm langer Positionssensor verwendet, wie er u.a. in Industriesteuerungen zum Einsatz kommt. Dieser reagiert sehr schnell und sensibel bereits auf leichten Druck mit dem Finger und es entfällt der Weg, um den Spieldraht gegen die Metallplatte zu drücken. Im Vergleich mit dem Originalaufbau des Trautonium-Spieltisches ergeben sich daraus aus unserer Sicht eine Reihe von Vorteilen: deutlich sensibler, minimaler "Hub", erheblich einfacherer und wartungsfreier Aufbau. Unter dem Positionssensor ist ein Drucksensor (Leitgummi) angeordnet, der - nachdem der Finger den tonhöhenbestimmenden Kontakt festgelegt hat - zusätzlich auf Druck reagiert. Dieser Sensor ersetzt den aufwendigen Aufbau der beweglichen Metallplatte mit Rückholfedern, Dämpfern, optoelektronischer/induktiver Sensor zur Bestimmung der Auslenkung etc. Auch der Aufbau dieses Drucksensors hat einige Vorteile: einfacherer und nahezu wartungsfreier Aufbau, minimaler Hub in 1/100 mm-Bereich. Auf der anderen Seite möchten wir nicht verschweigen, dass der Aufbau des Original-Trautoniums hier eine feinere Dosierung der Lautstärke ermöglichte, da ein Hub von mehreren cm der entsprechenden Lautstärke-Differenz entsprach. Ein weiteres Hinabdrücken der Metallplatte entsprach einer größeren Lautstärke. Eine Wegdifferenz über mehrere cm - bei annähernd gleichem Gegendruck - kann vom Spieler unmittelbarer und nuancierter in die gewünschte Lautstärke umgesetzt werden als ein veränderlicher Druck ohne spürbare Wegdifferenz. Die Form des von uns verwendeten Leitgummis verändert praktisch kaum seine Form beim Ausüben eines Drucks mit dem Finger und ist daher nicht so nuanciert einzusetzen wie beim Original-Trautonium.

Das Trautonium-Manual ist als Modul A-198 im Rahmen des analogen Modulsystems A-100 lieferbar. Es ist auch eine MIDI-Version des Trautonium-Manuals unter der Bezeichnung R2M erhältlich. Die Preise finden Sie in unserer aktuellen Preisliste.


2.2. Die Klangerzeugung:

Subharmonischer Generator A-113

Bei der Entwicklung haben wir uns sehr eng an den subharmonischen Generator gehalten, der im Mixtur-Trautonium in Halbleitertechnik von Herrn Sala zum Einsatz kommt. An dieser Stelle möchten wir uns sehr herzlich bei Herrn Sala und Herrn Professor Hans-Jörg Borowicz für die freundliche Zusammenarbeit bedanken. Insbesondere Herr Borowicz war uns bei der Beantwortung der technischen Detail-Fragen sehr behilflich. Er und die Professoren Dietmar Rudolph und Helmut Zahn haben das Mixtur-Trautonium, auf dem Herr Sala noch heute spielt, gemeinsam entwickelt.

Die Eingabe der Teilerfaktoren erfolgt beim A-113 mit Hilfe von Up/Down-Tastern. Die momentan gewählten Faktoren werden mit vier 2-stelligen Siebensegment-Anzeigen dargestellt. Die Einstellung mit Tastern hat gegenüber dem Original-Aufbau mit Drehschaltern den Vorzug, dass alle Mixtur-Einstellungen gespeichert und später wieder abgerufen werden können (Presets, s.u.). Die Veränderung der Teilerfaktoren einer zuvor gespeicherten Mixtur kann bei der Verwendung von Tastern relativ zu den im Preset gespeicherten Werten erfolgen und nicht absolut wie bei dem Einsatz von Drehschaltern.

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Abbildung 6

Der A-113 besitzt 2 digitale Steuer-Eingänge (Foot Ctr. 1 und 2) für die Umschaltung von bis zu 3 (bzw. 4, s.u.) verschiedenen Mixturen über die an dem Fuß-Regler seitlich angebrachten Fuß-Schalter. Die Umschaltung kann aber prinzipiell auch von jeder anderen Steuerquelle des A-100 erfolgen, die eine Schaltinformation (Gate) liefert. Die jeweils aktuelle Mixtur wird in den vier 2-stelligen Displays angezeigt. Die Dezimalpunkte der Displays werden dazu verwendet, um die linke oder rechte Fuß-Schalter-Stellung anzuzeigen:

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Abbildung 7: Frontansicht des Subharmonischen Generators A-113

Die aktuelle Mixtur-Einstellung, d.h. die 4 Teilerfaktoren für linke, mittlere und rechte Fuß-Stellung kann als sog. Preset gespeichert werden. Ein Preset besteht also aus den 12 Teiler-Werten für die 3 (bzw. 4) möglichen Fuß-Stellungen. Im Modul stehen 50 Presets zur Verfügung. Die Umschaltung in ein anderes Preset erfolgt über einen Taster rechts neben dem unteren Up/Down-Taster-Paar. Wird dieser Taster gedrückt, so befindet sich das Modul im Preset-Modus. Mit den beiden Up/Down-Tastern neben dem Preset-Taster wird das gewünschte Preset angewählt. Die Preset-Nummer (01...50) erscheint dabei im unteren Display. Die oberen 3 Displays sind in dieser Betriebsart abgeschaltet (oder zeigen die Buchstaben "P" oder "Pr" als Hinweis auf den Preset-Modus). Wird der Taster losgelassen, so gelangt man wieder in die normale Betriebsart, wobei nun die Mixtur-Einstellung - d.h. die 4 Teilerfaktoren für links, Mitte, rechts - des angewählten Presets zur Verfügung steht. Will man nur wissen, welches Preset momentan angewählt ist, so drückt man kurz den Taster und liest die aktuelle Preset-Nummer im unteren Display ab. Mit dem Store-Taster kann die momentane Einstellung als Preset abgespeichert werden.
Das A-113-Modul arbeitet - wie der subharmonische Oszillator des Mixtur-Trautoniums - mit Sägezahn-Kurvenformen. Die 4 Sägezahn-Signale stehen als Einzelausgänge zur Verfügung. Zusätzlich ist auch ein Mischsignal verfügbar, wobei der Anteil jeder Subharmonischen mit einem Drehregler eingestellt werden kann.
Der Master-Oszillator ist in das Modul nicht integriert, vielmehr verfügt der A-113 über einen Eingang für einen externen Master-Oszillator. Hier wird normalerweise der Rechteck-Ausgang eines normalen VCO's (z.B. A-110 oder A-111) angeschlossen.
Die Sägezahn-Frequenzteiler des A-113 arbeiten im gleichen Frequenzbereich wie das Orginal-Trautonium, also etwa im Bereich 20Hz...5kHz.

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Abbildung 8

Die obenstehende Abbildung zeigt den Prototypen des A-113, wie er für das technische Museum in Wien gebaut wurde, zusammen mit einigen weiteren A-100-Modulen (VCO, VCAs, Noise, Mixer, Filter usw.), die für die Trautonium-Klangerzeugung benötigt werden. Ganz links befinden sich zwei 6.3mm-Stereo-Klinkenbuchsen, mit denen die Verbindung zum Manual (Saite und Sensor für die Manual-Auslenkung) hergestellt wird. Hinter den Klinkenbuchsen befindet sich die zu gehörige Steuerelektronik. Rechts daneben folgt der Master-Oszillator (A-110, bei dem nur der Oktav-Schalter und der Tune-Regler vorhanden sind) und der subharmonische Oszillator mit den vier 2-stelligen Displays. In diesem Prototypen fehlt noch die Preset-Funktion und die Mixtur-Umschaltung per Fußtaster. Rechts neben dem Subharmonischen Oszillator folgen weitere A-100-Module, die geringfügig modifiziert wurden (nicht alle Bedienungselemente vorhanden und keine Buchsen, sondern intern verdrahtet): Neben-Oszillator (A-110), Rauschgenerator (A-118), Mixer (A-138b), 2 Filter (A-121), VCA (A-131). Ganz rechts befindet sich die Audio-Ausgangsbuchse.

Das Trautonium-Modell für das technische Museum Wien ist - mit den genannten Einschränkungen (Steuerung der Mixtur-Umschaltung mit den Fußtastern und Lautstärke-Regelung mit dem Fußregler) - im Prinzip voll spielfähig. Die Mechanik der Manuale muss jedoch noch überarbeitet werden, da diese noch nicht den Vorstellungen an ein spielbares Musikinstrument entsprechen - insbesondere hinsichtlich Leichtgängigkeit, Repitionsfähigkeit, mechanischen Nebengeräuschen, Dämpfung usw.

Der subharmonische Oszillator ist als Modul A-113 im Rahmen des analogen Modulsystems A-100 lieferbar. Den aktuellen Preis finden Sie in unserer aktuellen Preisliste.


Trautonium-Formantfilter A-104

Obwohl die Nachbildung des 4-fach-Trautonium-Filters im Rahmen des A-100 auch mit Hilfe von 4 spannungsgesteuerten Multimode-Filtern vom Typ A-121 und einem Mixer A-138 möglich wäre, haben wir uns dennoch zur Entwicklung eines eigenen Trautonium-Filters A-104 entschlossen. Der Hauptgrund hierfür sind die vergleichsweise hohen Kosten beim Einsatz von vier A-121 und einem A-138. Auch die Verkabelung wird erheblich reduziert, da die 4 Filter bereits intern entsprechend verschaltet sind. Die beim A-121 vorhandene Spannungssteuerung von Filterfrequenz und Resonanz wird ja beim Trautonium-Filter nicht benötigt, da beim Trautonium die Filterparameter von Hand eingestellt werden (d.h. nicht spannungsgesteuert). Ein manuell einstellbares Filter kann wesentlich kostengünstiger realisiert werden als die spannungsgesteuerte Variante. Aus diesem Grund wurde das Modul A-104 entwickelt. Falls die Spannungssteuerung der Filterparameter gewünscht ist, können natürlich stattdessen vier A-121 mit Mixer A-138 eingesetzt werden.

Auch bei der Entwicklung des A-104 haben wir uns sehr eng an das Original-Trautonium gehalten und möchten uns auch hierfür bei Herrn Professor Hans-Jörg Borowicz für die Unterstützung bedanken.

Das Modul A-104 besitzt das gleiche Verhalten wie die Filter-Sektion des Trautoniums: 4 parallel geschaltete Filter, wobei jedes Filter zwischen Bandpass und Tiefpass umgeschaltet, bzw. auch abgeschaltet werden kann. Die Parameter Filterfrequenz, Resonanz und Amplitude sind für jedes der 4 Sub-Filter getrennt manuell einstellbar (keine Spannungssteuerung).

A113 Front Panel

Abbildung 8: Frontansicht des Trautonium-Formantfilters A-104

Das Trautonium-Formant-Filter ist als Modul A-104 im Rahmen des analogen Modulsystems A-100 lieferbar. Den aktuellen Preis finden Sie in unserer aktuellen Preisliste.


Um die gesamte Klangerzeugungseinheit des Orginal-Trautoniums mit dem A-100 zunachzubilden, sind eine Reihe weiterer Module aus dem Modulsystem A-100 erforderlich. In der untenstehenden Abbildung ist die Nachbildung der Klangerzeugung des Orginal-Trautoniums mit Hilfe von Modulen des A-100 skizziert. In Klammern sind die entsprechenden Module des A-100 angegeben.

A-100 Trautonium

Abbildung 9: Realisierung der Klangerzeugung des Original-Trautoniums mit Hilfe von A-100-Modulen (schematisch)

Hier noch einige Bemerkungen zu der Skizze:

In der folgenden Abbildung finden einen Vorschlag wie die für den Nachbau eines Trautoniums benötigten Module in einem A-100-Rahmen angeordnet werden können:

A-100 Trautonium System.

Einige Bemerkungen zu der obenstehenden Abbildung:

Hier die genaue Liste der im Beispiel verwendeten Module:

sowie ggf.

Eventuell ist auch der Einsatz eines Trigger-Delays A-162 sinnvoll, um beim Einsatz des A-156 das von diesem Modul abgegebene kurze Triggersignal zu verlängern.

Die derzeit gültigen Preise entnehmen Sie bitte der Preisliste.

Mit dem A-100-Planer A100_SYS.XLS können Sie sich Ihr eigenes System selbst zusammenstellen, wenn Sie Microsoft Excel besitzen.