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Workshop
3
10.07.2015

Synthesizer und Sounddesign #2 - Filter

Synthesizer Sounddesign für Einsteiger

In der zweiten Folge des Crashkurses Synthesizer und Sounddesign beschäftigen wir uns mit dem zweiten wesentlichen Element eines subtraktiven Synthesizers – dem Filter. Neben den Oszillatoren ist es vor allem das Filter, das entscheidend für den Klang eines Synthies verantwortlich ist. Wir zeigen euch, welche Filtertypen es gibt und was sie bewirken.

Die Oszillatoren eines analogen bzw. virtuell-analogen Synthesizers erzeugen eine Reihe von Grundschwingungsformen wie Sägezahn oder Rechteck. Das ist ja schön und gut, aber klanglich noch nicht besonders vielseitig. Um einem Synthie viele verschiedene Klänge entlocken zu können, brauchen wir einen zweiten Baustein, der diese Schwingungen formt, sodass mehr Klangfarben entstehen. In einem subtraktiven Synthesizer kommen dazu Filterschaltungen zum Einsatz, die bestimmte Frequenzen aus dem Sound entfernen, also herausfiltern. Deshalb heißt diese Sorte Synthesizer auch "subtraktiv".

Bei den meisten Synthesizern folgt im Signalweg auf die Oszillatoren zunächst ein Mixer, der die Signale der Oszillatoren zusammenmischt und an das Filter weiterleitet. Es gibt aber auch Instrumente mit mehreren Filtern, die auf verschiedene Weisen verschaltet werden können – beispielsweise so, dass Oszillator 1 ein Filter durchläuft und Oszillator 2 ein weiteres. In solchen Fällen werden die Signale erst nach den Filtern endgültig zusammengemischt. 

Cutoff und Resonance

Die beiden wichtigsten Regler der Filterabteilung eines Synthesizers heißen meistens Cutoff und Resonance und sind so wichtig, dass sie bei vielen Geräten sogar größere Knöpfe besitzen oder farblich hervorgehoben sind. Je nach Hersteller findet man manchmal auch andere Bezeichnungen, so heißt die Resonanz bei Korg traditionell "Peak". Dass diese beiden Regler drastische Klangveränderungen hervorrufen, hat wohl jeder schon erfahren, der sich mit Synthesizern beschäftigt. Doch was passiert dabei genau? Das hängt vom Filtertyp ab!

Tiefpassfilter / Lowpass

Der gebräuchlichste Filtertyp bei einem Synthesizer ist das Tiefpassfilter, auch Lowpass oder (seltener) High Cut genannt. Sehr viele Synthesizer besitzen überhaupt nur ein Tiefpassfilter. Es lässt Frequenzen unterhalb eines einstellbaren Punktes ungehindert passieren, während die Frequenzen darüber herausgefiltert werden. Dieser Punkt heißt Grenzfrequenz und wird mit dem Cutoff-Regler gewählt. Dreht man bei einem Tiefpassfilter den Cutoff ganz auf, so kann das gesamte Signal in der Regel ungehindert passieren. Verringert man die Cutoff-Frequenz, so wird der Sound immer dumpfer, bis am unteren Ende nur noch die tiefsten Frequenzen übrig sind. Hier könnt ihr im Video sehen, wie sich ein Tiefpassfilter auf das Frequenzspektrum einer Sägezahnschwingung auswirkt:

Mit dem zweiten Regler Resonance kann man eine Betonung der Cutoff-Frequenz einstellen. So tritt die Grenzfrequenz des Filters stärker hervor. Das reicht von einer leichten Betonung einer Filterbewegung bis hin zu schneidenden oder pfeifenden Klängen. Vor allem beim Einsatz von Resonanz werden auch die Unterschiede verschiedener Filterschaltungen sehr gut hörbar – während ein Moog-Filter oft als "seidig" beschrieben wird, röhrt das Filter eines Korg MS-20 aggressiv und schmutzig. 

Bei vielen Filtern tritt bei viel Resonanz das Phänomen auf, dass das Filter selbst zu schwingen anfängt und eine Sinusschwingung mit der Cutoff-Frequenz erzeugt. Das nennt man Eigenschwingung oder Selbstoszillation und es kann beim Sounddesign kreativ eingesetzt werden.

Hier seht ihr eine Filterfahrt mit einem Tiefpassfilter wie im letzten Video, diesmal zuerst ohne und dann mit maximaler Resonanz. Die Hervorhebung der Cutoff-Frequenz ist deutlich zu erkennen:

Hochpassfilter, Bandpassfilter und Notch

Manche Synthesizer besitzen neben einem Tiefpassfilter noch weitere Filtertypen, die stattdessen oder zusätzlich zum Einsatz kommen können. Ein Hochpassfilter ist das Gegenteil von einem Tiefpass: Es lässt Frequenzen über dem Cutoff passieren, während die Frequenzen darunter entfernt werden. Ein Bandpassfilter ähnelt einem Wah-Wah-Pedal und lässt nur einen bestimmten Bereich rund um die Cutoff-Frequenz hindurch. Das sogenannte Notch- oder Bandsperrenfilter ist das Gegenteil davon und entfernt einen Bereich rund um die Cutoff-Frequenz aus dem Frequenzspektrum, die Bereiche darunter und darüber können ungehindert passieren. Es ist bei Synthesizern eher selten. Viele Synthesizer – vor allem moderne – besitzen ein Multimode-Filter, das sich zwischen verschiedenen dieser Filtertypen umschalten lässt.

Falls ihr mehr über Filter wissen möchtet, schaut doch mal in unseren Workshop Synthesizer Basics. Im Grundlagen-Artikel erklären wir dort zum Beispiel auch, was es mit der sogenannten Flankensteilheit eines Filters auf sich hat.

In der dritten Folge unserer Workshop-Reihe "Synthesizer und Sounddesign" wird es um Hüllkurven und LFOs gehen, außerdem designen wir dann auch den ersten Beispielsound!

Hier geht's zur Startseite des Crashkurses Synthesizer und Sounddesign

Veröffentlicht am 10.07.2015

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