Phase-Distortion-Synthese

Die Phase-Distortion-Synthese (PD-Synthese) ist eine Methode zur Klangsynthese und wird beispielsweise in Synthesizern eingesetzt. Es ist eine Variante der Wellenform-Klangsynthese.

Das Verfahren wurde Anfang der 1980er Jahre vom Unternehmen Casio unter anderem von Isao Tomita und Yukihiro Takahashi entwickelt und in den CZ-Serien und PD-Serien der Casio-Synthesizer eingesetzt.

Bei der Phase-Distortion-Synthese wird der Verlauf einer Wellenform durch eine kontrollierte Verzerrung ihrer Phasenlage verändert, um neue Klangspektren zu erzeugen. Das Verfahren arbeitete mit Samples, die eine Länge von nur einer Periodendauer besaßen und auf damaliger Hardware preiswert speicherbar waren.

Funktion

Deformation der Phase über die Zeit
Prinzip der Phase-Distortion-Synthese aus der Patentschrift

Um – nach damaligen Maßstäben – abwechslungsreiche, lebendige Klänge zu erzeugen, wurde die Auslesegeschwindigkeit innerhalb der Periode einer Welle moduliert, anstatt linear voranzuschreiten. So wird beispielsweise eine Sinuswelle einer Geraden überlagert, oder eine völlig andere Funktion verwendet. Auch knickförmige Verläufe sind gebräuchlich. Damit wird die zunächst lineare Phase (a) sowie die davon abhängige Wellenform (c) deformiert.

Eine vormals ideale Sinuswelle wird dadurch so verformt, dass Oberwellen entstehen. Phasensprünge infolge unvollständig abgebildeter Phasen (b), die zwangsläufig auch zu Sprüngen in der resultierenden Welle (c) führten, wurden durch Multiplikation mit der invertierten Phase der Grundwelle multipliziert. Dadurch entstand immer ein Nulldurchgang nach einer Periode, wodurch die Grundtonfrequenz erhalten blieb und gleichzeitig neue Oberwellen im Spektrum entstanden.

Das Verfahren war als Alternative zur FM-Synthese von Yamaha gedacht, konnte aber dessen Popularität nie erreichen, obwohl die Bedienung um ein Vielfaches einfacher und durchschaubarer war, als bei der FM-Synthese.

Als die Preise für Sample-ROM in Musikinstrumenten sanken, wurden PD-Synthesizer von Romplern zeitweise verdrängt. Das Verfahren erfreut sich aber auch heute noch großer Beliebtheit.

Commons: Phase-Distortion-Synthese – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Patent DE3348330C2: Elektronisches Musikinstrument. Angemeldet am 16. Dezember 1983, veröffentlicht am 20. Januar 1994, Anmelder: Casio Computer Co Ltd, Erfinder: Masanori Ishibashi.‌
  2. 1 2 Workshop: Casio CZ/VZ und die Grundlagen der Phase Distortion Synthesis. Abgerufen am 10. Oktober 2026.
  3. ↑ Patent DE3247599C2: Tonsignal-Erzeugungsvorrichtung für elektronische Musikinstrumente. Angemeldet am 22. Dezember 1982, veröffentlicht am 19. Juni 1986, Anmelder: Casio Computer Co. Ltd, Erfinder: Masanori Ishibashi.‌
  4. 1 2 t.goldschmitz: Retro-Synthese neu entdeckt: Phase-Distortion-Synthese leicht erklärt & kreativ genutzt. In: https://www.amazona.de. 30. April 2025, abgerufen am 12. Oktober 2026.