Klangfilter

Ein Equalizer oder EQ (englisch: to equalize: angleichen, equal: gleich) ist ein Filter als elektronische Komponente zur Tongestaltung und zur Entzerrung von Tonfrequenzen, überwiegend Musik, oder von anderen frequenzbasierten Signalen wie amplitudenmodulierten Datensignalen. Im Deutschen sind mit diesem Begriff meistens die im Folgenden beschriebenen Geräte gemeint. Für andere Bedeutungen des englischen Begriffes siehe Entzerrung.

Bauformen

Ein Equalizer setzt sich aus mehreren Filtern zusammen, mit denen das Spektrum des Eingangssignals bearbeitet werden kann. Üblicherweise wird ein Equalizer verwendet, um lineare Verzerrungen eines Signals zu korrigieren. Man kann zwischen verschiedenen Bauart- und Bedienkonzepten unterscheiden.

Professioneller, grafischer 31-Band-Equalizer

• Grafischer Equalizer: Hier ist jedem beeinflussbaren Frequenzband ein eigener Regler zugeordnet (er hat 26 bis 33, typischerweise 31 Frequenzbänder von je 1/3 Oktave Breite), so dass der Verlauf der Frequenzkorrektur „grafisch“ durch die Regler dargestellt wird. Diese Art von Equalizern wird auch x-Band-Equalizer genannt. Das x steht hier für die Anzahl der Regler (bei 31 Reglern als 31-Band-Equalizer).
• Parametrischer Equalizer: Hier können für ein oder mehrere Frequenzbänder die Mittenfrequenz und die Amplitudenänderung (semiparametrischer Equalizer) sowie häufig auch die Filtergüte Q (entsprechend der Bandbreite) eingestellt werden (vollparametrischer Equalizer). Diese Bauform findet man vor allem in Mischpulten und Effektgeräten.

Ein Equalizer (ein Filter) wird üblicherweise im Verstärker aktiv in die Gegenkopplung integriert oder ist einem Verstärker passiv vorgeschaltet.

Immer mehr an Bedeutung gewinnen digitale Filter, die als Algorithmen in Programmen zur Audiobearbeitung implementiert werden. Verwendet werden Computer oder Digitale Signalprozessoren (DSPs).

Verwendung

HiFi

In HiFi-Anlagen werden Equalizer verwendet, um deren Klang zu verbessern bzw. den eigenen Wünschen anzupassen. Dabei wird von Laien oft der eigentliche Sinn, nämlich die Entzerrung des Signals zwecks linearem Frequenzgang, ins Gegenteil verkehrt (die typische „U“-Form der Stellung, auch „Badewanne“ genannt: Bässe und Höhen angehoben, Mitten abgesenkt).

Konzerte und Veranstaltungen

Bei Konzerten werden Equalizer, neben der Entzerrung einzelner Signalquellen (Kanäle), vor allem dazu verwendet, den Gesamtklang der Beschallungsanlage („PA-Anlage“) den Örtlichkeiten anzupassen. Der Grund: Jeder Raum beeinflusst das Klangbild aufgrund seiner Geometrie. Durch Reflexion der Schallwellen an den Wänden werden Frequenzen verstärkt und/oder gedämpft (Interferenz). Diese „Beulen“ im Gesamt-Frequenzgang der Anlage und des Raums werden mit dem Equalizer (beim Soundcheck) „eingeebnet“. Hierzu wird der Equalizer in die sogenannte „Summe“ (Audioausgang, an dem das Gesamtsignal anliegt) eingeschleift.

Manchmal werden hierfür Spektrumanalysatoren eingesetzt, die die akustischen Eigenschaften des Raumes messen und den Equalizer und gegebenenfalls andere Geräte zur Beeinflussung der Beschallungsanlage, z. B. Frequenzweichen oder Verzögerungselemente gezielt einstellen (integrierte Hardware-/Softwarelösungen). In der Regel ist aber die Feineinstellung durch einen erfahrenen Tontechniker oder Toningenieur, gegebenenfalls mit Unterstützung von Spektrumanalysatoren, vorzuziehen. Gerade in großen Konzerthallen mit möglicherweise vielen Schallquellen (da ein großes Volumen beschallt werden muss) ist der Klang des Konzertes ganz erheblich von der korrekten Einstellung dieser Komponenten abhängig.

Monitoring

Um beim Monitoring von Live-Konzerten störende Rückkoppelungen zu vermeiden, werden in den Signalweg der Monitoranlage häufig Equalizer eingeschleift und damit die betroffenen Frequenzen abgesenkt. Dieses kann mittels sogenannter Feedback-Destroyer auch halb- oder vollautomatisch geschehen. Beim halbautomatischen Verfahren sucht das Gerät einmalig die Frequenzen, die die Rückkoppelungen verursachen, und speichert die Einstellung. Beim vollautomatischen Verfahren wird während des Konzerts laufend nach problematischen Frequenzen gesucht und diese schmalbandig abgesenkt, da sie sich ständig ändern können (z. B. durch unterschiedliche Mikrofonpositionen, wenn sich der Sänger bewegt).
Beide Verfahren erlauben eine höhere Monitoring-Lautstärke, wobei das vollautomatische einen größeren Effekt hat. Nachteil hierbei ist jedoch der sich dauernd ändernde Frequenzgang der Monitoranlage, der den Klangeindruck stören kann.

Klanggestaltung

Bei Konzerten oder im Studio werden die einzelnen Audiosignale per Equalizer entzerrt (z. B. bei akustischen Problemen während der Aufnahme oder nichtlinearem Frequenzgang von Geräten und Mikrofonen) sowie an die geschmacklichen Vorstellungen des Toningenieurs/Produzenten angepasst. Dabei wird auch darauf geachtet, dass die einzelnen Signale so bearbeitet werden, dass sie sich harmonisch in die Gesamtmischung einfügen (z. B. durch Hervorhebung verschiedener charakteristischer Frequenzen zweier ähnlicher Signale, beispielsweise E-Bass und Bass Drum).

DJ

Auch DJs benutzen Equalizer, die in die DJ-Mischpulte (auch Mixer genannt) integriert sind. Diese Equalizer sind oft wesentlich einfacher. Die gängigste Variante ist hier das DJ-Mischpult mit 3-Band-Equalizer und Kill-Characteristik (maximale Absenkung des Pegels um 32 dB). Dieses ist vor allem darauf zurückzuführen, dass der Equalizer im Live-Betrieb bedient wird und deshalb möglichst einfach gehalten werden soll, um eine schnelle Bedienung zu gewährleisten. Sie bestehen meistens nicht aus Schiebereglern (Fadern), sondern sind mit Drehreglern (Potis) versehen.

Bezeichnungen und weitere Beispiele

Beispiele für Filter in der Tontechnik:

• Höhensperre/Höhenfilter/High Cut/Treble Cut zur starken Absenkung (englisch: to cut= abschneiden) der hohen Frequenzen; (akademisch: Tiefpass) und
• Tiefensperre/Bassfilter/Low Cut/Bass Cut/Trittschallfilter/Rumpelfilter zur starken Absenkung (englisch: to cut= abschneiden) der tiefen Frequenzen; (akademisch: Hochpass).
• Notch-Filter (englisch: notch = Kerbe) zur Beeinflussung (in der Regel Absenkung) eines schmalen Frequenzbandes durch einen steilflankigen Filter; (auch „Kill-Filter“ genannt). Dieser Typ wird meistens zur Entfernung von Störgeräuschen oder akustischen Rückkopplungen sowie zur Klangbeeinflussung durch DJs genutzt und stellt einen Spezialfall des glockenförmigen parametrischen Equalizers mit extremer Flankensteilheit dar.
• Parametrischer oder Semiparametrischer Filter/Bell-Filter zur glockenförmigen (englisch: bell = Glocke) Veränderung eines Frequenzbandes um eine Basisfrequenz (englisch: center frequency). Bei semiparametrischen Equalizern kann nur die Basisfrequenz, bei (voll)parametrischen EQs zusätzlich die Flankensteilheit (Q) angepasst werden.
• Kuhschwanzfilter/Hi-Shelv/Low-Shelv als einseitig offener Filter zur Anhebung/Absenkung von Höhen und Tiefen.

Weiterhin gibt es noch die wichtigsten Filter für das Sound Design (zur Tongestaltung): die Präsenzfilter und Absenzfilter. Dazu gehört das im Tontechniker-Jargon bekannte Badewannenfilter, was hauptsächlich zum „Entmulmen“ von „unklaren“ Tonaufnahmen angewendet wird.

Literatur

• Roland Enders: Das Homerecording Handbuch. 3. Auflage, Carstensen Verlag, München, 2003, ISBN 3-910098-25-8
• R. Beckmann: Handbuch der PA-Technik, Grundlagen-Komponenten-Praxis. 2. Auflage, Elektor-Verlag, Aachen, 1990, ISBN 3-921608-66-X

Weblinks

• Schaltplan eines Equalizers und Beispielrechnung der Dimensionierung von Bauteilen für einzelne Frequenzen