Filter im analogen Signalfluss sind elektronische Schaltungen, die beliebige Frequenzbereiche in der Amplitude abschwächen. Die Pegelreduktion erfolgt dabei nicht schlagartig, sondern beginnt langsam ab einer einstellbaren Grenzfrequenz. Diese Verhalten ist in den Schaltsymbolen durch einen Knick ersichtlich.
Filter befinden sich üblicherweise an Mikrofonen, in der Input Sektion am Mischpult, am Mikrofon-Vorverstärker oder versteckt verbaut in vielen Effektgeräten und Digitalwandlern. Das bekannteste Modell ist dabei der Hochpass, der als „Trittschall-Filter“ ungewolltes Rumpeln, Schritte, Griffgeräusche und andere tieffrequente Schwingungen im Pegel dämpft.
Der Hochpass
Ein Hochpass oder auch High Pass kümmert sich um die Dämpfung tiefer Frequenzen und benötigt als analoge Schaltung lediglich einen Widerstand (R=Resistor), einen Kondensator (C=Capacitor) sowie einen Lötkolben, um das ganze in den Signalweg (Ueingang – Uausgang) zu integrieren.
Schaltpläne und Fotos der Bauteile
Grenzfrequenz
Die Grenzfrequenz (cutoff frequency) und damit der Punk ab dem alles leiser wird, ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen Kondensator und Widerstand. Für 80 Hertz ist zum Beispiel die Kombination von 100 Ohm und 20 Pikofarad eine Möglichkeit, es gelingt aber ebenfalls mit 500 Ohm und 5 Pikofarad. Die finale Kombination wird mit dem gewünschten Anwendungszweck abgestimmt. Das ganze kannst du Online oder mit folgender Formel berechnen:
Schaubild
Zeichnen wir die Amplitude in Abhängigkeit der Frequenz in ein Diagramm, ergibt sich der typische Verlauf für den Hochpass. Bis kurz vor eine bestimmte Grenzfrequenz verläuft die Kurve auf 0 dB, der Filter lässt das Signal unbearbeitet (Durchlassbereich). Danach beginnt eine kurze Übergangsphase und anschließend die gewünschte Dämpfung (Sperrbereich). Der vom Filter beeinflusste Bereich wird auch als Stopband, der unbeeinflusste Bereich als Passband bezeichnet.
Low Cut oder High Pass?
Mit Blick auf das obige Schaubild gibt es zwei mögliche Interpretationen für die Auswirkungen dieses Filters. Als Low Cut liegt die Betonung auf den Verlust der Tiefen oder als High Pass auf dem Erhalt der Höhen. Während es in wissenschaftlichen Kreisen das Postfix „Pass“ zum Standardbegriff geschafft hat, ist im künstlerischen Tonbereich oft interessanter was als „Cut“ entfällt.
Ebenfalls technisch-wissenschaftlich korrekt wäre die Verwendung von „das“ als Artikel. Damit lässt sich besser zwischen einem (maskulin, der) Kaffeefilter und einem (neutrum, das) Audiofilter unterscheiden. Mach es aber wie du möchtest.
Anwendungen
Von Trittschallfiltern können wir eigentlich nie genug haben. Tieffrequente Störsignale lauern bei der Aufnahme an jeder Ecke und addieren sich unerwünscht zum eigentlichen Nutzsignal. Dies kann in der Mischung zu einem undefinierten und mumpfigen Bassbereich führen, der ohne Nacharbeit nicht unter Kontrolle gerät. Doch zum Glück sind entsprechende Low Cut Filter direkt im Mikrofon und Mischpult zu finden. Lediglich bei basslastigen Instrumente wie Kick Drum, Bässe oder Klavier schalten wir sie auf Bypass.
Weitere Möglichkeiten für den Low Cut sind:
- Entfernung von Trittschall direkt am Mikrofon, PreAmp oder Input am Mischpult
- DC-Offset Entfernung beim Mastering
- Kreative Filtereffekte
Der Tiefpass
Wenn der eine Filter Bässe dämpft, existiert natürlich auch das Gegenstück für die Höhen. Dies ist die Aufgabe des High Cuts oder Low Pass, der alle Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz im Pegel reduziert.
Die verwendeten Bauteile sind ebenfalls Widerstand und Kondensator, allerdings müssen sie in umgekehrter Position geschaltet sein. Die Formel für die Cutoff Frequenz entspricht der des Low Cuts.
Anwendungen
Die Höhen abzuschneiden macht aus kreativer Sicht selten Sinn, sind diese doch generell Mangelware. Dafür findet der Tiefpass in anderen Bereichen seine Anwendung:
- Filter gegen Wind- und hochfrequente Umgebungsgeräusche im O-Ton
- Anti Aliasing- und Rekonstruktions-Filter in Digitalwandlern
- Frequenzweichen für Subwoofer oder Mehrwege-Lautsprecher
- Klangformung in der Synthese