Das Salz in der Klangsuppe

Musikereffekt Filter

Das Filter kommt überall in der Musik vor und bei mehr Instrumenten, also du vielleicht denkst. Sei es als „Höhenblende“ bei der E-Gitarre, als elementare Sektion bei der Klangerzeugung von Synthesizern oder als Equalizer beim Mischpult. Ohne den Musikereffekt Filter läuft nichts bei uns. Wie das funktioniert und was es für Filtertypen gibt, erklären wir in diesem Artikel unserer Serie über Musikereffekte.

Das Filter ist ein frequenzabhängiger Effekt, der mal Frequenzen abschneidet, mal durchlässt und mal anhebt oder absenkt. In der Fachsprache ist Filter übrigens sächlich, das Wort stammt vom lateinischen Wort Filtrum und das ist eben ein Neutrum. Umgangssprachlich ist aber längst auch die männliche Bezeichnung der Filter erlaubt.

Okay, also Filter werden immer zur Veränderung eines Klangs eingesetzt. Es werden Frequenzen weggefiltert, durchgelassen, mit Resonanz angehoben und einiges mehr. Schauen wir uns mal die bekanntesten Filtertypen und wichtigsten Parameter an.

Die wichtigsten Filtertypen

Low- & Highpass- gegen Low- & Highcut-Filter

Das bekannteste Filter ist sicher das Lowpass Filter, denn es kommt bei sehr vielen Synthesizern als wichtiger Effekt sehr häufig vor. Es lässt, wie der Name schon nahelegt, nur tiefe Frequenzen durch. Je stärker dieses Filter eingreift, desto weniger hohe Frequenzen kommen noch durch. Das Gegenstück dazu ist das Highpass Filter. Genau: Es lässt nur Höhen durch, und je mehr es eingreift, desto weniger hörst du noch tiefe Frequenzen.

Lowpass-Filter mit hoher Resonanz | Screenshot: Nikolai Kaeßmann

Die Gegenstücke zu diesen beiden Filtern heißen Highcut Filter und Lowcut Filter. Im hörbaren Ergebnis machen sie erst einmal genau dasselbe wie Lowpass und Highpass, technisch arbeiten sie aber eben so, dass hier die Frequenzen nicht durchgelassen, sondern weggeschnitten werden. Und im Zusammenspiel mit weiteren Parametern macht es dann durchaus einen Unterschied, welches Filter zum Einsatz kommt.

Bandpassfilter

Das Bandpassfilter lässt das Signal nur in einem schmalen Frequenzbereich durch und filtert tiefere und höhere Frequenzen. Wenn man kein Bandpassfilter hat, kann man sich auch einfach mit einem Lowcut- und dem gleichzeitigen Einsatz eines Highcut-Filters behelfen.

Bandpass-Filter | Screenshot: Nikolai Kaeßmann

Notch Filter

Das Notch Filter wird auch Bandsperrenfilter genannt und ist – du hast es wahrscheinlich schon vermutet – das Gegenstück zum Bandpassfilter. Dementsprechend filtert es einen schmalen Frequenzbereich raus und lässt den Rest durch. Dieses Filter ist perfekt, um Störgeräusche wie Netzbrummen oder einen mitschwingen Ton aus Signalen rauszufiltern.

Kammfilter

Das Kammfilter heißt im Englischen comb filter und filtert gleich ganze Frequenzgruppen aus einem Signal. Dies geschieht im gleichen Abstand, wodurch der Amplitudenverlauf im Frequenzbild wie ein Kamm aussieht – und daher der Name. Diese Frequenzauslöschung ist meist ein unerwünschter „Nebeneffekt“ bei Aufnahmen, der durch die leicht zeitversetzte Überlagerung von Signalen entsteht. Als bewusst eingesetzter Effekt kommt er gerne mal in elektronisch produzierter Musik vor.

Das Kuhschwanzfilter

Das Kuhschwanzfilter heißt so, weil Physiker manchmal viel Phantasie haben und das Aussehen der Frequenzgangkurve dieses Filters an einen Kuhschwanz erinnern soll. Ich frage mich zwar, wann der Erfinder dieses Namens das letzte Mal auf einem Bauernhof war – es gibt weder einen Puschel am Ende noch umherschwirrende Fliegen –, aber die englischsprachigen Kollegen war nicht minder phantasievoll und nannten das Filter shelving filter, da es sie an die Form eines Kontinentalrandbereichs erinnerte. Hm, mit Kontinentalhang und so kommt das sogar einigermaßen hin.

Software-EQ mit Kuhschwanzfiltern für abgesenkte Bässe und angehobene Höhen | Screenshot: Nikolai Kaeßmann

Viel wichtiger ist ja auch, was das Filter macht! Also das Kuhschwanzfilter arbeitet ab einer bestimmten Frequenz, ab der das Signal bis zu einem vordefinierten Niveau angehoben oder abgesenkt wird. Zum Einsatz kommt dieser Filtertyp oft am tiefen und hohen Ende von Equalizern. Bei parametrischen EQ-Plug-ins kann man oft die Charakteristik dieser beiden EQ-Punkte auf Kuhschwanz umschalten. Mehr zum Equalizer gibt’s wegen seiner Wichtigkeit als Audioeffekt in einer eigenen Folge!

Und bevor jemand behauptet, ich hätte das Allpass-Filter vergessen: Ja, gibt’s auch, aber nutzen wir Musiker einfach nicht (,sofern wir nicht auch Nachrichtentechniker oder so sind).

Die wichtigsten Parameter und Begriffe

Einfache Filter haben oft nur einen einzigen Regler für den Cutoff. Es gibt aber noch mehr interessante Parameter, von denen wir hier die wichtigsten vorstellen. Außerdem findest du hier die Erklärungen zu den wichtigsten Begriffen rund um den Audioeffekt Filter.

Filter-Sektion eines Synthesizers mit einfachem Highpass- und parameterreichem Lowpass-Filter | Foto: Nikolai Kaeßmann

Cutoff

Die Grenz- oder Übergangsfrequenz – das sagt in der Musik nun wirklich keiner – bestimmt den Wert, an dem das Filter einsetzt. Ein Lowpass Filter beispielsweise lässt also genau ab diesem Punkt die tieferen Frequenzen durch. Bei einem Bandpassfilter dagegen bestimmt dieser Wert die Mittelfrequenz des Bandes. Der Cutoff wird manchmal (wie auf unserem Bild) auch mit Freq abgekürzt.

Resonance

Mit diesem Parameter wird der Bereich um die Cutoff-Frequenz angehoben und dadurch besonders betont. Der Resonance-Parameter ist zwar keine Pflicht, gehört aber zum „guten Ton“ von Synthesizern und Effektgeräten dazu, da man durch die Frequenzbetonung viel spitzere Klänge erzeugen kann und auch Filterfahrten, also das Drehen an der Cutoff-Frequenz während des Spiels, viel besser zur Geltung kommen.

Filtermodulation

Ein Filter kann auch mit verschiedenen Parametern moduliert, also beeinflusst werden. Parameter zur Modulation eines Filters findet man bei vielen Synthesizern und Effektgeräten. Wir starten mit einer Hüllkurve mit Attack, Decay, Sustain und Release. Sie wirkt auf die Öffnung des Filters. So kann man die Veränderung von Filterparametern über einen Zeitraum steuern und ein „natürlicheres“ Verhalten von Klängen emulieren. Auf unserem Bild siehst du zwar nicht die Hüllkurve selbst, aber sehr wohl den ENV-Regler, der die Intensität der Hüllkurve bestimmt.

Mit einem LFO wird bei nichtmodularen Synthesizern meist die Cutoff-Frequenz moduliert. Je nach LFO-Schwingung entstehen so sich wiederholende oder zufällige Verläufe.

Auf unserem Bild oben siehst du noch den Regler KYBD. Der bestimmt die Intensität des Keyboard Tracking. Je höher die Note ist, die auf der Tastatur gespielt wird, desto mehr lässt das Filter durch. Das soll bei Synthesizern einen natürlichen Klangverlauf emulieren, bei dem bei höheren Tönen ebenfalls mehr Obertöne zu hören sind.

Flankensteilheit

Die Flankensteilheit gibt an, wie stark die Filterwirkung ab der Cutoff-Frequenz einsetzt. Sie wird in Dezibel pro Oktave angegeben. Bekannt sind Werte von 12 dB/Okt. oder 24 dB/Okt., es gibt aber auch Filter mit 6 oder 18 dB/Okt. Ein Filter mit 6 dB/Okt. hat dabei eine detlich geringere Flankensteilheit als ein Filter mit 24 dB/Okt. Je höher dieser Wert ist, desto steiler fällt die Kurve ab und entsprechend schneller werden Frequenzen weggefiltert.

Selbstoszillation

Einige Filter, oft bei analogen Synthesizern, fangen bei großen Resonance-Werten an selbst zu schwingen und so einen Sinuston mit der Cutoff-Frequenz zu erzeugen. Das nennt man dann Selbstoszillation.

Sherman Filterbank 2

Sherman Filterbank 2

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Audioeffekt Filter im Einsatz

Der Audioeffekt Filter findet sich als eine Abteilung bei allen Synthesizern und ist dort ein elementarer Baustein der Klangerzeugung. Da er maßgeblich die Klangfärbung beeinflusst, haben wir diesen Artikel auch „das Salz in der Klangsuppe“ genannt. Und wie eingangs bereits erwähnt, ist auch die Höhenblende an der E-Gitarre nichts anderes als ein Lowpass- bzw. Highcut-Filter. Auch Equalizer am Mischpult sind Filter.

Eine Stratocaster hat Tonblenden (Tone) für Hals- und Mitteltonabnehmer | Foto: Nikolai Kaeßmann

Filter gibt es auch in verschiedensten Formen als Effektgerät, sei es als Bodentreter für die Gitarre, Tischgerät oder 19-Zoll-Gerät im Tonstudio. Und auch das beliebte Wah-Wah ist nichts anderes als ein Bandpass-Filter mit einem ordentlichen Schuss Resonance, bei dem du mit dem Fußpedal die Cutoff-Frequenz verschiebst.

Ein Wah-Wah-Pedal wie das Dunlop Cry Baby ist auch „nur“ ein Filter | Foto: Nikolai Kaeßmann

Wo wir gerade vom Wah-Wah sprechen – der Effekt wurde schon vor E-Gitarre und Pedal erzeugt, und zwar von Blasinstrumentalisten! Hör dir mal einen Trompeter an, der mit einem Dämpfer spielt und den dabei aus seinem Instrument holt und ihn wieder reinsteckt. Ein Dämpfer ist nämlich nichts anderes als ein analoges Filter, das neben den Frequenzen auch noch die Obertöne verändert. Duke Ellington hat ihn zwar nicht erfunden, aber berühmt gemacht.

Übungsdämpfer sind nachbarschaftstauglich | Foto: Shutterstock von Thomann
Dunlop Crybaby Classic GCB95 F

Dunlop Crybaby Classic GCB95 F

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So klingen verschiedene Filter

Um die wichtigsten Filtertypen vorzustellen, habe ich eine ganz einfache Klaviermelodie mit 8 Takten Länge eingespielt. Klangbeispiel 1 ist unbearbeitet, damit du einen A/B-Vergleich machen kannst.

Das erste Filter, mit dem wir starten, ist das Lowpass-Filter. Es setzt ab Takt 2 ein, die Cutoff-Frequenz wird von ganz auf bis zur Mitte des Klangbeispiels komplett zugedreht und geht dann wieder auf.

Nun kommt noch einmal das Lowpass-Filter, diesmal aber mit einem mittleren Resonance-Wert. Man hört sehr schön die Betonung der Frequenzen um den sich verändernden Cutoff-Wert. Bei höheren Werten würde es noch mehr kreischen, aber wir wollen deine Ohren ja heile lassen!

Es folgt das Highpass-Filter, wobei wir zur besseren Vergleichbarkeit den Cutoff-Wert wieder von oben nach unten und wieder nach oben laufen lassen.

Jetzt schicken wir das Klavier durch ein Bandpass-Filter, wieder von hoch nach tief und zurück. Nur der ausgewählte Frequenzbereich ist gut zu hören, links und rechts davon wird scharf abgeschnitten.

Zum Schluss noch ein sicher recht ungewöhnliches Beispiel, aber wenn wir einmal beim Klavier sind, bleiben wir auch dabei und schicken es diesmal durch ein Wah-Wah. Es setzt sofort ein, erst langsam, dann immer schneller. Und bevor sich jemand wundert: Ja, das ist mit einem Plug-in gemacht und automatisiert. So perfekt bekäme ich das mit dem Fuß nie hin.

Filter hörst du überall in der Musik. Es muss auch nicht immer eine Filterfahrt sein, die man sofort heraushört. Frequenzen verschiedener Töne werden mal betont, mal störende Frequenzen rausgefiltert. Und du weißt jetzt auch, dass der Audioeffekt Filter überall zu finden ist, nicht nur bei Effektgeräten oder Instrumenten, die mit Strom betrieben werden, sondern auch in der analogen Welt. Das Filter ein unverzichtbares Element bei der Klanggestaltung und kommt wirklich überall in der Musik vor.

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