Als im März 2022 in Folge des schändlichen Angriffskriegs Russlands gegen die Ukraine die Kraftstoffpreise explodierten, begaben sich natürlich viele Autofahrer auf die Sache nach Tankstellen mit möglichst günstigen Preisen. Rasch luden viele Pkwisti eine (oder mehrere) App herunter, mit denen die billigste Tanke zu finden war. Manche fragen sich auch jetzt noch, wie zuverlässig diese Informationsdienste sind und ob es sich lohnt, sie zu nutzen. Zunächst: Die Datenquelle für ALLE diese Websites und Apps ist die (dieser Link ist nicht mehr verfügbar) (MTS Kraftstoff). Seit dem 31. August 2013 sind alle Tankstellenbetreiber gesetzlich verpflichtet, ihre Preis für Diesel, Super E5 und Super E10 in Echtzeit an die MTS-Kraftstoff zu melden – Verstöße werden gegebenenfalls mit Bußgeldern geahndet.
Das Bundeskartellamt ist die Quelle für die Echtzeitpreise (Screenshot)
Im Klartext: Auf die Daten, die auf einer entsprechenden Website oder in einer Preisvergleichs-App angezeigt werden, kann man sich zu 100 Prozent verlassen. Als der Verfasser dieses Artikels bei den Vorarbeiten diverse Tests durchführte, stieß er jedoch auf einen unerwarteten Effekt. Laut des Jahresberichtes 2021 der MTS-Kraftstoff nehmen die Tankstellen aber im Schnitt mindestens 18, manche sogar mehr als 20 Preisänderungen pro Tag vor. Hat man nun eine Tanke mit günstigem Schnitt in – sagen wir einmal – fünf Kilometern Entfernung gefunden, kann es sein, dass diese inzwischen die Preise angehoben hat, während andere Zapfstellen in der Nähe sie gesenkt haben.
Bisschen überladen, aber gut – die ADAC-Spritpreis-App (Screenhot)Die Tests zeigten aber auch, dass es sich nicht lohnt, eine andere Zapfsäule anzusteuern, denn selbst innerhalb einer Viertelstunde können sich die Preise so verändert haben, dass die ursprünglich ausgewählte doch wieder am günstigsten ist. Überhaupt lohnt sich ein wenig Rechnerei. Angenommen an der Tankstelle A kostet der Liter Diesel gerade 2,029 Euro, an der 10 Kilometer entfernten Tanke B aber nur 1,989 Euro. Die Preisdifferenz pro Liter liegt also bei schlappen 3 Cent. Verbraucht der Schlitten – im Beispiel im Stadtverkehr – nun 7 Liter auf 100 Kilometern, verbraucht er für den Umweg 0,7 Liter Diesel. Die kosten beim Anbieter B rund 1,40 Euro, beim teuren Anbieter A dagegen 1,42 Euro.
TankenTanken! macht es ein bisschen genauer, aber umständlicher (Screenshot)
Um also den billigeren Anbieter anzusteuern, muss der Autofahrer 1,40 wegen des Umwegs mehr für den Sprit ausgeben. Bei 50 getankten Litern Diesel beträgt die Differenz an der Kasse etwa 2 Euro. Das heißt, dass durch die Auswahl der günstigeren Tanke gerade einmal 60 Cent gespart werden. Je größer der Umweg, desto weniger lohnt sich das Anfahren eines günstigeren Anbieters. Modellrechnungen ergeben, dass die im Beispiel angenommenen 10 Kilometer quasi den Horizont für ernsthaftes Spritkostensparen darstellen. Zumal die Unterschiede in einem Radius von etwa 20 Kilometern in den vergangenen Wochen selten mehr als 8 Cent ausmachten – wenn man einmal die ohnehin teureren Tankstellen an den Autobahnen außen vor lässt.
Schön und gut – die Clever-tanken-App (Screenhot)Ebenfalls aus Erfahrung lässt sich sagen: Der Spritkostenvergleich lohnt sich in genau zwei Fällen. Wer sich vorwiegend in einem Umkreis von 30 Kilometern um den eigenen Wohnort bewegt, also zum Beispiel als Pendler, tankt normalerweise, wenn der Tank schon fast leer ist, also große Mengen nachgetankt werden müssen. In diesem Fall lohnen sich Umwege von bis zu 15 Kilometern sicher. Zweitens: Wer auf der Langstrecke unterwegs ist, findet in den Tank-Apps wertvolle Hinweise auf die nächstgelegene günstige Tankstellen. Das ist hilfreich, weil sich die Preise für Kraftstoffe regional deutlich unterscheiden; bei Super E10 betrug die Differenz der Durchschnittspreise zwischen küsten- und grenznahen Tankstellen und eher im Landesinneren gelegenen Zapfstellen teilweise bis zu 20 Cent!
Empfehlenswert: die Website zapfpreis.de (Screenshot)
Und wie unterscheiden sich die Apps und Websites? Vor allem im Bedienkomfort und in der Geschwindigkeit. Die MTS-Kraftstoff hat insgesamt 49 dieser Informationsdienste getestet und zertifiziert; die (dieser Link ist nicht mehr verfügbar) gelisteten Vergleichsportale zeigen also garantiert die dem Bundeskartellamt gemeldeten Preise an. 21 Anbieter stellen ihre Infos nur auf einer Websites zur Verfügung, alle anderen bieten Android- oder iOS-Apps an.
Bei den Apps sind die am brauchbarsten, die mit einem Routenplaner – zum Beispiel dem von Google Maps – verbunden sind, sodass der Autofahrer nach der Auswahl der gewünschten Tanke dorthin navigiert wird. Das gilt übrigens auch für die Websites, die ihre Auswahl auch auf einer Landkarte darstellen. Unsere Favoriten unter den Apps sind die des ADAC und Clever tanken – beide bieten die Apps für Android und iOS an. Bei den Websites überzeugten uns Tanke günstig und Zapfpreis. So richtig schlecht macht kein Anbieter.
Der Wunsch, Daten als Bilder auf ein Display zu bringen, beschäftigt die Entwickler schon viel länger als man gemeinhin meint. Es begann mit dem Oszilloskop, der Schwingungen in Form von Kurven aus Lichtpunkten darstellt. Bis zu hochaufgelösten, lebensechten Bewegtbildern auf dem Computerbildschirm war es aber ein weiter Weg, der sich in drei Etappen einteilen lässt. Am Anfang stand die monochrome Pixelgrafik, es folgte die mehrfarbige Ausgabe von Foto, und heute bringen Games Szenen auf den Screen, die sich kaum noch von echten Videos unterscheiden. Kleine Weltgeschichte der Grafikkarten – vom Pixelschubser zur Mega-Power-Grafik-Engine weiterlesen →
,Wer in gutem Glauben beispielsweise einen DSL-100-Vertrag abgeschlossen hat, kann noch lange nicht sicher sein, dass die Daten nun tatsächlich mit 100 Megabit pro Sekunde durch die Telefonleitung bis hin zum per Wlan angeschlossenen Notebook flitzen. Wobei: Der Flaschenhals in diesem Beispiel wird immer das drahtlose Netzwerk sein. Aber natürlich möchte man wissen, mit welcher Geschwindigkeit die Daten bis zum heimischen Router kommen. Das lässt sich feststellen. Praxis: Wie schnell ist dein Internet wirklich? weiterlesen →
Solch einen Hype rund um ein Spiel hat es schon lange nicht mehr gegeben! „Wordle“ heißt das Ding. Erdacht wurde es von Josh Wardle. Der in New York lebende Brite hatte das Spielchen für den Hausgebrauch entwickelt und dann im Oktober 2021 als Browsergame veröffentlicht. Inspiriert hatte ihn eine TV-Show aus den 90ern namens „Lingo“ sowie das ähnlich funktionierende Wortspiel „Spelling Bee“, das seit schon seit Langem in der Sonntagsbeilage der New York Times zu finden ist. Das Prinzip ist so dermaßen simpel, das es in keinster Weise patentfähig ist. Und doch kaufte die NYT Wardle im Januar 2022 für einen „niedrigen siebenstelligen“ Betrag abgekauft hat. Mittlerweile spielen weltweit täglich Millionen Menschen Wordle oder eine seiner gefühlt Hunderttausend Clones und Varianten. So funktioniert’s (im Original):
Der entscheidende Satz zum Übergang der Musik von der Elektrizität, von den Röhren und Transistoren in die digitalisierte Neuzeit lautet: „Alles, was man mit Schaltungen aus elektrischen und elektronischen Bauteilen zusammensetzen kann, kann man auch in Software nachahmen.“ Nun gilt diese Aussage beileibe nicht nur für die akustische Kunstform, sondern für fast alle Gebiete, in denen es etwas zu steuern und zu berechnen gilt. Bei der Musik liegt es aber vor allem daran, dass die Menschen schon immer – neben der eigenen Stimme – Instrumente benutzt haben, um Klang zu erzeugen; es führt eine direkte Linie von der Knochenflöte des Neolithikums bis zum modernen, digitalen Synthesizer. Einen Teil dieses Weges haben wir im ersten und zweiten Teil unserer kleinen Weltgeschichte der elektrischen Musik beschrieben. Nun geht es zum abschließenden Kapitel dieser Historie, denn irgendwie technologisch geartete Innovationen des Musikmachens sind kaum zu erwarten. Kleine Weltgeschichte der elektrischen Musik (Teil 3) – Software statt Röhren und Transistoren weiterlesen →
Seitdem es so etwas wie Computer gibt, stellte sich die Frage: Wie kriege ich da was rein? Es geht um den Input. Es geht um Befehle, Befehlssequenzen, Programme, aber schlicht auch um Zahlen für Berechnungen und Buchstaben für Texte. Schon Konrads Zuse fand die passende Antwort und hängte eine Tastatur an seinen Z3. Heute denkt kaum jemand über dieses wundervolle Eingabegerät nach, das so unverzichtbar geblieben ist, dass jedes Smartphone und jedes Tablet mit einer virtuellen Tastatur ausgestattet ist … obwohl man theoretisch alle Eingaben auch per Stimme oder gar per Geste tätigen könnte; nicht zu vergessen die Handschrift. Alle Macht den Tastaturen! – Oder: Der lange Weg von der Schreibmaschine zum virtuellen Keyboard weiterlesen →
Der erste Teil unserer kleinen Weltgeschichte der elektrischen Musik beschrieb den Weg von der Mechanik bis zur Elektrik. Dieses Mal geht es um den Übergang zur Elektronik und in der Folge zur Digitalisierung. Wobei beides – wie bei fast allem, bei dem der Computer mitspielte – aufeinander aufbaut. Grundlage aber bildeten die archaischen Formen der elektrischen Klangerzeugung, die wir in der ersten Formen im Umfeld der Telegrafie und der Telefonie kennengelernt haben – allen voran der Oszillator. Solche physikalisch beschriebenen Systeme erzeugen Schwingungen – das klassische Uhrwerk ist solch ein Oszillator. Mechanische Oszillatoren sind in der Regel gedämpfte Schwingungserzeuger; wird keine Energie von außen zugeführt, nimmt die Amplitude immer mehr ab, bis die Schwingungen zum Stillstand kommt.
Das Prinzip eines Oszillators als Schaltbild (Abb.: via Wikimedia)
Die grundlegende Erfindung für jegliche Art elektrischer Klangerzeugung ist eine Schaltung, die gleichbleibende (ungedämpfte) Schwingungen erzeugt so lange Strom anliegt. Soll der Output eines Oszillators steuernd genutzt werden, handelt es sich um einen Signalgenerator. In der Musik kommen zur Tonerzeugung (Nicht Klangerzeugung!) vor allem Sinus- und Sägezahn-Generatoren zu Einsatz. Bei einem Sinusgenerator steigt die Spannung gleichmäßig bis zum definierten Höchstwert an, um dann ebenfalls gleichmäßig auf den Nullwert zu sinken … und so weiter. Eine Sägezahnschwingung liegt vor, wenn die Spannung linear bis zum Höchstwert steigt und dann sofort wieder auf Null sinkt. Neben der Sinus- und der Sägezahn-Schwingung können noch Dreieck- und Rechteckschwingung mit einem elektrischen Oszillator erzeugt werden. Bei einer Rechteck-Schwingung steigt die Spannung ohne Zeitverzögerung von Null auf den Maximalwert, verharrt dort eine definierte Zeitlang, um dann ohne Zeitverzögerung wieder auf Null zu fallen. Die Dreieck-Schwingung läuft so ab, dass die Spannung linear ansteigt, um vom Höchstwert wiederum linear abzusteigen.
Kurvendiagramm einer Sinusschwingung (Abb.: via Wikimedia)
Einfache und relativ ungenaue Oszillatoren lassen sich ganz simpel aus Spulen und Kondensatoren aufbauen – die Türklingel früherer Jahre war ein solcher Oszillator, der einen Klöppel in Schwingungen versetzte, der wiederum auf eine Glocke schlug. Deutlich gleichmäßigere Schwingungen liefern Elektronenröhren und natürlich deren technologischen Nachfolger, die Transistoren. Tatsächlich wurden in den ersten Elektrophonen, also Musikinstrumenten, bei denen für die Klangerzeugung keinerlei Mechanik eingesetzt wird, solche „Radioröhren“ eingesetzt, die entweder Sinus- oder Dreiecksschwingungen erzeugen können.
Oszillatorschaltung mit der Röhre ECC81 (Foto: via bastelnmitelektronik.de)
Als harmonische Schwingung gilt die Sinusschwingung, die durch zwei Werte beschrieben werden kann: die Amplitude und die Periodendauer bzw. die Frequenz, die den Umkehrwert der Periodendauer darstellt. In Bezug auf Töne, die durch einen Sinusoszillator erzeugt werden, nimmt das Ohr eine größere Amplitude als größere Laustärke war und eine höhere Frequenz als größere Tonhöhe. Das menschliche Ohr kann im Idealfall Frequenzen von 20 Hz bis 20.000 Hz wahrnehmen, wobei die Einheit Hz (Hertz) die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde angibt. Ein Ton, der per Sinusoszillator erzeugt wird, sich zwischen den genannten Frequenzgrenzen bewegt und einen Lausprecher ansteuert, erzeugt einen durchgehend gleichbleibenden Ton derselben Höhe und Lautstärke. Zum Beispiel den Kammerton A, der mit exakt 440 Hz schwingt.
Der legendäre Helmholtz-Synthesizer (Foto via bonedo.de)
Die erste wichtige Erfindung auf dem Weg zum Synthesizer war der VCO (Voltage Controlled Oscillator). Dabei handelt es sich um einen Oszillator, dessen Frequenz durch die anliegende Spannung verändert werden kann, bei dem sich also die Tonhöhe beeinflussen lässt – zum Beispiel über einen Potentiometer in Form eines Drehknopfs oder Schiebereglers. Ganz unabhängig von diesen technischen Innovationen haben sich mehrere Menschen auf der Welt mit der Analyse von Klang auseinandergesetzt. Der erste war ein gewisser Jean Baptiste Fourier, ein französischer Physiker und Mathematiker, der neben ganz alltagspraktischen Dingen auch die Fourier-Transformation entwickelt, eine Methode, mit der man einen Klang in alle enthaltenen Sinustöne zerlegen kann.
Eine Obertonreihe (Abb.: via lernklaenge.de)
Damit wird es möglich, die Klangfarben verschiedener Instrumente zu analysieren. So wurden auch das ganze Spektrum der Obertöne entdeckt, also der Schwingungen, die neben dem Grundton entstehen. Damit befasste sich der Arzt und Physiker Helmut von Helmholtz während er sich mit den Vokalen in der menschlichen Sprache beschäftigte. Singt man die Vokale A, E, I, O, U in gleicher Lautstärke und Tonhöhe, klingen sie doch unterschiedlich. Das liegt an den Obertönen, die je nach Lautbildung entstehen. Helmholtz fand heraus, dass man durch die Manipulation der Obertöne jedes Instrument täuschend nachahmen kann. Als Beispiel baute er seinen Helmholtz-Synthesizer, bei dem elektrisch angeregte Stimmgabeln die ersten zehn Obertöne zu einem Grundton spielen konnten. Dies war der erste ernsthafte Versuch der Klangsynthese.
Bis hierher wissen wir nun, wie man Töne synthetisch erzeugen und mit Obertönen ausstatten kann, um Klänge zu generieren – zum Beispiel um das Klangbild eines klassischen, nicht-elektrischen Musikinstruments zu imitieren. Musik aber ist das Zusammenspiel von Klängen, Muszieren besteht vor allem aus dem Modifizieren von Klängen. Nun kommen in der Natur reine Sinustöne nicht vor, sodass natürlich klingende Klänge aus synthetischen Tönen elektronisch bearbeitet werden müssen. Das geschieht mit Filtern, die bestimmte Frequenzen eines Tonspektrums verstärken, andere dämpfen und wieder andere ganz ausfiltern. Passend zum VCO als Tongenerator wird ein solches Filtermodul Voltage Controlled Filter (VCF) genannt.
Um aber noch näher an die gewohnten Klangfarben zu kommen oder noch mehr Möglichkeiten der Modulation synthetischer Klänge zu haben, braucht es ein weiteres Modul. Mittel der Wahl zu diesem Zweck in der elektronischen Musikerzeugung ist der Low Frequency Oscillator (LFO). Dabei handelt es sich wie beim VCO um einen tonerzeugenden Oszillator, der aber niederfrequente Schwingungen erzeugt (meist im Bereich unterhalb von 10 Hz), die das menschliche Ohr nicht wahrnimmt. Die so erzeugte Frequenz wird additiv oder subtraktiv mit dem vom VCO erzeugten Ton gemischt und verändert diesen. Ein LFO kann ganz einfach als Filter eingesetzt werden, aber in den meisten Synthesizern erzeugt er ein Vibrato oder Tremolo; beides wichtige Klangmerkmale bekannter Instrumente.
Ein frühes Synthesizer-Monster in der Ausstellung „Electro“ im Düsseldorfer Kunstpalast (Foto: The Düsseldorfer)
Wie Musikbeispiele der frühen Synthesizer-Jahre, also vor etwas 1970, zeigen, haben Musiker die Kombinationen aus VCO- und LFO-Modulen vor allem dazu benutzt, neue, bis dahin ungehörte Klänge zu erzeugen. Der typische „Synthi-Klang“ entstand. Weil aber Musikanten, die von der traditionellen E-, aber auch U-Musik kamen, oft keine Instrumente spielen wollten, bei denen sie die Töne durch Drehen an Knöpfen, Stöpseln von Kabeln oder Tippen auf Schalter auszuwählen hatten, verlangten sie nach einer klassischen Klaviatur – dem, was man heute ein Keyboard nennt. Und damit entstand der Bedarf nach der Modulation der sogenannten „Hüllkurve“.
Zuerst wollte man vor allem klassisches Orchesterbesetzungen imitieren (Foto: NYSO)
Die beeinflusst den erzeugten Ton in Bezug auf den Zeitverlauf und die Lautstärke und wird bei elektronischen Instrumenten nach dem vierphasigen ADSR-Prinzip (attack time, decay time, sustain level, release time) beschrieben. Das A steht für „attack“ und definiert die Zeit, die vom Drücken der Taste bis zum Erreichen der maximalen Spannung, die am Tonerzeuger anliegt. Mit dem D wird die „decay“-Phase beschrieben; sie bemisst die Zeit, die vom höchsten Spannungslevel vergehen soll bis sie auf das Sustain-Niveau abgesunken ist. Mit dem S-Parameter („sustain“) wird festgelegt, welche Spannung anliegen soll, wenn die Taste gedrückt gehalten wird. Mit dem Loslassen der Taste beginnt die Release-Phase, in der die Spannung vom erreichten Wert wieder auf Null absinkt. Zuständig für diese Modulationen sind Hüllkurven-Generatoren.
Weitere Module dienen dazu, bestimmte Soundeffekte – z.B. das von der E-Gitarre her bekannte Phasing (VCP) – zu erzielen, dienen als Verstärker (VCA) und modifizieren Töne auf verschiedenste Weise. All diese Funktionen ließen sich auch mit Elektronenröhren erzielen, aber die so aufgebauten „Synthesizer“ wie das Tellharmonium waren enorm groß und schwer und verbrauchte gigantische Mengen an Strom. Erst mit der Verwendung von Transistoren wurde der Bau brauchbarer modularer Synthesizer möglich.
Die altmodische Drehorgel – auch eine Art Sequencer (Foto: Moelmsche Drehorgel)
Noch aus den Zeiten der Drehorgel und des elektrischen Klaviers stammt die Idee, Musik aufzuzeichnen und dann ohne menschliches Zutun abzuspielen, also Partituren zu speichern, um so ein gespieltes Musikstück reproduzierbar zu machen. Das Prinzip fand schon in der Frühzeit der elektronischen Musik der Avantgardisten Anwendung – zum Beispiel durch Speicherung der Tonabfolgen auf Lochkarten. Auf der nächsten Stufe wurden elektromagnetische Datenträger (Bänder, Platten, Disketten) benutzt, wobei es bis weit in die Siebzigerjahre keinen Standard für die digitale Notation gab. Da musste in den Achtzigerjahren erst MIDI (Musical Instrument Digital Interface) erfunden werden…
Das Device für das digitale Aufzeichnen und wieder Abspielen ist der Sequencer, das immer schon entweder ein separates Gerät war oder aber als Modul in einem modularen Synthesizer wirkte. Dabei hat sich das MIDI-Prinzip weitgehend durchgesetzt, bei dem nicht die Töne gespeichert werden, sondern die Daten, mit denen die Wiedergabe auf einem Synthesizer gesteuert wird. MIDI-Daten bestehen aus Informationen über die Tonhöhe einzelner Töne, sowie über deren ADSR-Hüllkurve, aber auch Anweisungen darüber, welches „Instrument“ der Synthi spielen soll. MIDI-Sequenzen können direkt mit einem Keyboard (auch einer Computertastatur) als Noten eingegeben oder aber nach einem ablaufenden Musikstück aufgezeichnet werden.
Ein frühes Mellotron (Foto: via ask.audo)
Während der Sequencer Partituren für die Wiedergabe auf einem anderen Sequencer erzeugt, dient ein Sampler dazu, Klangstückchen aufzunehmen, daraus Schleifen (Loops) zu bilden, die sich dann „auf Knopfdruck“ wiedergeben lassen. Dabei kann der Klang mit dem Mikrofon aufgenommen (gesprochenes Wort, Vogelstimmen, Naturklänge, aber natürlich auch Musik) oder von einem Tonträger (Band, Platte, CD etc.) gezogen werden. Mit dem Keyboard lässt sich dann jeder Schnipsel abspielen und in der Tonhöhe verändern. In der Praxis legt sich ein Synthie-Spieler ein und dieselbe Loop auf mehrere Tasten oder speichert auf mehreren Tasten jeweils ein anderes Sample – das wird dann beim Anschlag einer Taste in der gespeicherten Länge abgespielt. Ein Sample kann aber von den bekannten Synthesizer-Modulen als Eingangssignal (anstelle der VCOs) verwendet und dann nach Wunsch verändert werden.
Das Mellotron, das in den Anfangsjahren der Popmusik auf den Markt kam, war tatsächlich ein Sampler mit Dutzenden vorgefertigter Loops, die von „echten“ Instrumenten abgenommen waren und per Keyboard gespielt werden konnten. Nicht wenige Musiker, besonders solche aus klassischen Orchestern, fürchteten schon um ihre Arbeitsplätze, weil gerade Streicher- und Bläsersätze mit dem Mellotron ziemlich perfekt gespielt werden konnten.
Damit haben wir alle Module eines Synthesizers beisammen, die der Klangerzeugung und -modulation dienen. Die meisten Module und Funktionen wurden einzeln oder in Kombinationen schon in der Analogära spielbar realisiert. Aber erst die Digitalisierung brachte die Möglichkeiten der elektronischen Musik, die wir heute kennen. Grundlage dafür: Alles, was man mit traditionellen Schaltungen, mit Röhren und Transistoren erzeugen kann, lässt sich in Form von Software nachmachen. Genau das fand ab Mitte der Siebzigerjahre statt. Und darum wird sich die dritte und letzte Folge unserer kleinen Weltgeschichte der elektrischen Musik drehen.
