Die Filter 1

Allgemeines zu den Filtern

Alle Filter verändern den Klang dadurch, daß Schwingungen mit bestimmten Frequenzen abgeschwächt werden. Vom Verhalten des Klanges ist diese Betrachtungsweise relativ, so daß man auch sagen kann, alle nicht bedämpften Frequenzen werden betont. Das elektrische Filter ist übrigens sächlich!
Filter wirken auf einen eingegrenzten Bereich von Tönen (also Schwingungen), man sagt: Filter wirken auf ein bestimmtes Frequenzband. Kann ein Filter mehrere Frequenzbänder bearbeiten, so handelt es sich streng genommen auch um mehrere zusammengeschaltete einzelne Filter (Filterstufen), man spricht hierbei aber von einem Mehrbereichs-Filter. In der Praxis heißt das je nach Anzahl der Bänder: 2-Band-, 3-Band-, 7-Band-Filter, usw.

Filtertypen, Filter-Charakteristik

Man unterscheidet grundsätzlich zwei Filtertypen:

Kuhschwanz-Filter (englisch: shelving filter), die ab einem bestimmten Punkt im Frequenzspektrum leicht anfangen zu wirken, und am Rande des hörbaren Bereichs die maximale Wirkung entfalten. Dazu gehören Tiefpass- und Hochpass Filter.
Glockenfilter (englisch: peak(ing) filter), deren Wirkung sich rund um einen maximalen Arbeitspunkt erstreckt. Bandpass- und Bandsperr-Filter sind Glockenfilter.

Tiefpass-Filter (englisch: low pass filter)

Alle Töne oberhalb einer bestimmten Frequenz, der Eckfrequenz, werden weggefiltert, die tiefen Töne können passieren.

Hochpass-Filter (englisch: high pass filter)

Alle Töne unterhalb der Eckfrequenz werden ausgefiltert, die hohen können passieren.

Bandpass (englisch: band pass)

Alle Töne, die über der unteren Eckfrequenz, aber unter der oberen Eckfrequenz liegen, dürfen passieren. Ein Bandpassfilter kann man realisieren, indem man ein Hochpass- und ein Tiefpass-Filter hintereinander schaltet. Weil diese Arbeitsfrequenz eine Idealisierung ist (siehe Güte), werden nicht zwei Eckfrequenzen, sondern eine Arbeitsfrequenz und die Güte als Parameter angegeben. Ein Bandpass läßt alle Töne rund um die Arbeitsfrequenz passieren.

Bandsperre oder Kerbfliter (englisch: notch filter, band reject filter)

Wie der Name schon andeutet, könne alle Töne passieren, nur diejenigen nicht, die zwischen den beiden Eckfrequenzen liegen. Ein Kerbfilter kann, wie der Bandpass, durch Verschaltung von Hoch- und Tiefpassfilter erzeugt werden und hat als Parameter eine Arbeitsfrequenz und die Güte. Ein Kerbfilter sperrt alle Töne rund um die Arbeitsfrequenz.

Multifunktionsfilter

Ein besonders flexibles Werkzeug zur Klangbearbeitung ist ein Filter, bei dem man den Filtertyp ändern kann. Ein solches Filter nennt man Multifunktionsfilter.

Filter-Parameter

Arbeitsfrequenz, Eckfrequenz oder Arbeitspunkt (englisch: Cutoff-frequency)

Ein Filter läßt alle Töne mit Frequenzen bis zur Eckfrequenz ungehindert passieren, ab dieser Eckfrequenz werden die Töne abgeschwächt, das Filter fängt an zu arbeiten, deshalb auch Arbeitsfrequenz, oder Arbeitspunkt.

Filter-Güte, Flankensteilheit (englisch: edge)

Der Aufbau von Filtern aus einfachen elektronischen Bauelementen, man spricht von analogen Filtern, ergibt niemals dieses theoretisch radikale Ausfiltern von Tönen jenseits der Eckfrequenz. Vielmehr werden die Töne umso stärker unterdrückt, je weiter sie von der Eckfrequenz abweichen. Die Stärke der Unterdrückung nennt sich Flankensteilheit oder Güte und wird in dB/Oktave gemessen. Die Güte hat einen ganz wesentlichen Einfluß auf den Klangcharakter eines Filters. Ein einfaches Analog-Filter hat eine typische Güte von 6dB/Oktave, man sagt dazu auch 1-Pol-Filter oder 6dB-Filter. Durch Hintereinander-Schaltung (Kaskadierung) von zweien dieser Filter erhält man ein 12dB- oder 2-Pol-Filter. Ein 24dB-Filter heißt demnach auch 4-Pol-Filter.

Filter-Resonanz (englisch: resonance)

Eine besondere Schaltung sorgt dafür, daß diejenigen Töne, die in der unmittelbaren Nähe der Arbeitsfrequenz liegen, besonders verstärkt, alle anderen abgeschwächt werden. Dieser Effekt wird Resonanz genannt, und kann so stark werden, daß das Filter anfängt, von alleine mit der Arbeitsfrequenz zu schwingen (Selbstoszillation , englisch: Self-oscillation). Die Resonanz bezeichnet man auch als Emphasis , die Stärke derselben als Q-Faktor .

Statische und dynamische Filter