Vocoder

Vocoder, Voice coder, eine Weiterentwicklung des früheren Voder. Der Vocoder stammt ursprünglich aus der militärischen Forschung und wurde in den 1930er Jahren in den USA als Instrument zur Stimmverschlüsselung erfunden. Heute ist er eins der klassischen Effektgeräte in der Musik.

Der Vocoder verknüpft zwei Eingangssignale miteinander, wobei das Spektrum des einen Signals (im Folgenden A genannt) auf das andere (B) formend wirkt. Hierbei wird das Signal an A analysiert; sein Spektrum beeinflusst dasjenige des Signals an B. Damit hat der Vocoder auch Eigenschaften eines Synthesizers. Mit einem Sprachsignal an A und einem Instrumentensignal an B ist es etwa möglich, ein Instrument (z.B. eine Orgel) "sprechen" zu lassen.

Beide Signale durchlaufen zunächst Bandpass-Filter. Der Signalkette A folgen nun nach jedem Bandpass Hüllkurvenfolger (Envelope Follower), deren Steuersignale jeweils gesteuerten Verstärkern (VCAs) zugewiesen werden, die in der Signalkette B jedem Bandpass nachgeschaltet sind. Die Verschaltung der Steuersignale ist dabei eine Matrix, deren Steuersignale auch vertauscht oder gleichgeschaltet werden können (so kann etwa das Steuersignal des Hüllkurvenverfolgers der Zentrumsfrequenz 1 kHz einen VCA der Zentrumsfrequenz 300 Hz steuern). Dadurch lässt sich Sprache bis zur Unverständlichkeit verzerren bzw. verschlüsseln; auch sind dadurch besondere Soundeffekte möglich. Bei praktischen musikalischen Anwendungen ist es meist sinnvoll, ein breitbandiges Spektrum insbesondere an B anzulegen, so dass die aufgesteuerten VCAs überhaupt hörbare Frequenzanteile enthalten. Der Klang eines Vocoders ähnelt übrigens gelegentlich dem eines Harmonizers und wird mit diesem verwechselt.

Für die Nachrichtentechnik und das Militär war insbesondere die bijektive Transposition von Frequenzbändern von Interesse. Praktisch gesehen bedeutet dies, dass Frequenzbänder jeweils miteinander vertauscht (permutiert) wurden, wobei die Vertauschung durch eine spektrale Umkehrfunktion wieder rückgängig zu machen war. Heutige digitale Sprachverschlüsselungsverfahren sind wesentlich komplexer; auch beinhalten diese hybriden Algorithmen meist gleich eine Kompression.

Siehe auch: Verschlüsselung, Polizeifunk, Code