Entzerrung Anhebung bzw. Absenkung ausgewählter Frequenzbereiche zur Klangfarbenänderung

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1 Tontechnik 2 Entzerrung Audiovisuelle Medien HdM Stuttgart Entzerrung Entzerrung Anhebung bzw. Absenkung ausgewählter Frequenzbereiche zur Klangfarbenänderung Einstellung grundsätzlich nach Gehör, nicht nach Messinstrumenten!!! Ausnahme: Einmessvorgänge unterschiedliche Anforderungen: Aufnahme Mischung Kopfhörermix / Monitormix Sidechain-Signal 1

2 Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Entzerrung technische Gründe Netzbrummen Grummeln von Klimaanlagen Verkehrslärm Trittschall tieffrequente Raumresonanzen, stehende Wellen Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Entzerrung musikalische Gründe klangliche Unausgewogenheit Klangfarbenänderungen nach künstlerischästhetischen Gesichtspunkten von Stützmikrofonen oder des Gesamtsignals 2

3 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung 4 wesentliche Bereiche des Frequenzspektrums: Tiefen ( Hz) untere Mitten ( Hz) obere Mitten ( khz) Höhen ( khz) Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung Tiefen ( Hz) Grundtonbereich tiefer Instrumente (z. B. Bass, Bassdrum) tiefe Bässe sind spürbar bewirkt druckvolle Mischung zu viel Dröhnen, Wummern zu wenig dünn, schlank 3

4 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung untere Mitten ( Hz) Grundtöne der meisten Instrumente und der menschlichen Stimme kleine Veränderungen große klangliche Auswirkungen relativ schnelle Ermüdungserscheinungen des menschlichen Ohres bei Überbetonung nasaler, pappiger Klang bei Anhebungen zwischen 500 Hz und 1000 Hz Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung obere Mitten ( khz) Klarheit, Durchsichtigkeit, Brillanz dünner bzw. harter Klang bei Überbetonung Sprachverständlichkeit ( khz) 4

5 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung Höhen ( khz) Obertöne und Geräuschanteile Streich- und Bogengeräusche Anblasgeräusche Zischlaute bei Stimmen Attack bei Schlagzeug und Percussion Arbeitsweise mit EQ maximale Verstärkung bzw. Absenkung wählen hohe Güte einstellen (je nach Anwendungsbereich) finden des exakten Frequenzbereiches Pegel auf das gewünschte Maß reduzieren Güte anpassen ggf. klangliche Wechselwirkungen beachten 5

6 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Entzerrer Übertragungsmaß (in db): G = 20 lg (U 2 /U 1 ) U 1 = Eingangsspannung U 2 = Ausgangsspannung Übertragungsfunktion U 2 / U 1 Frequenzgang: grafische Darstellung des Übertragungsmaßes in Abhängigkeit von der Frequenz Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Entzerrer Hoch-, Tief- und Bandpassfilter Grenzfrequenzen bei -3 db 1/ 2 des Maximalwertes gedämpfte Frequenzen erfahren eine Phasenverschiebung von 45º bei Grenzfrequenz Grenzfrequenz: f 0 = 1 / (2 RC) ; gültig für hohen Lastwiderstand R L 6

7 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Hochpass Grundschaltung 1. Ordnung RC-Hochpass mit 6 db / Oktave übliche Flankensteilheiten: 6, 12, 18, 24 db / Oktave Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Tiefpass Flankensteilheit 6 bzw. 12 db / Oktave 7

8 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Bandpass Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Präsenzfilter resonanzartige Überhöhung in einem wählbaren Frequenzbereich Güte Q Bandbreite b Mittenfrequenz f m Q = f m / b 8

9 Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Präsenzfilter Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Präsenz- und Absenzfilter Einschwingverhalten des Filters verlängert sich mit zunehmender Anhebung 9

10 Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Präsenz- und Absenzfilter Einschwingverhalten des Filters verlängert sich mit zunehmender Güte Q Quelle: Joerg Wuttke, Firma SCHOEPS, Karlsruhe Amplitude und Phase z.b. Schallpegel z.b. Spannung Amplitude Frequenz eine verzerrungsfreie Übertragung erfordert konstante Amplitude lineare Phase 10

11 Quellen: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik; Bystron / Borgmeyer, Grundlagen der technischen Elektronik Doppel-T-Filter (Absenzfilter) Bandsperre mit hoher Sperrdämpfung Parallelschaltung von Tiefpass und Hochpass (jeweils in T-Schaltung) Quelle: Bystron / Borgmeyer, Grundlagen der technischen Elektronik Doppel-T-Filter (Absenzfilter) Amplitudengang Phasengang 11

12 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Wien-Brücke (Präsenzfilter) Reihenschaltung von Hoch- und Tiefpass Bandpass mit Dämpfung von 6 db / Oktave Quelle: Bystron / Borgmeyer, Grundlagen der technischen Elektronik Wien-Brücke (Präsenzfilter) Amplitudengang Phasengang 12

13 Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Flankensteilheit bei Entzerrern Filter 1. Ordnung: 6 db / Oktave n RC-Glieder in Kette geschaltet Flankensteilheit n 6 db / Oktave Filter n-ter Ordnung verschiedene Schaltungsprinzipien bei Filtern höherer Ordnung Tschebyscheff-Filter Butterworth-Filter Bessel-Filter Unterschiede in Amplitudenverlauf und Phasenverhalten Quelle: U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungstechnik 13

14 Quelle: U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungstechnik Quellen: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Grafische Entzerrer Schieberegler für einzelne festgelegte Frequenzbänder (senkrecht nebeneinander angeordnet) db-linear meist mit ± 12 oder ± 15 db Regelbereich 14

15 Quellen: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Grafische Entzerrer linearer Frequenzgang bei gleicher Einstellung benachbarter Filter alle Filter haben gleiche relative Bandbreite f M = (f u f o ) f M f u f o Mittenfrequenz untere Grenzfrequenz obere Grenzfrequenz Mittenfrequenzen von Oktav- und Terzbändern 3 Terzfilter ergeben eine Oktave Oktavfilter f o : f u =2:1 Terzfilter f o : f u = 2 3 : 1 5:4 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik 15

16 Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Grafische Entzerrer übersichtlich, Frequenzgang schnell ablesbar Schwachpunkt: Phasengang, Störabstand unflexibel bei speziellen Anwendungen durch festgelegte Frequenzbänder benötigen viel Platz, daher schlecht integrierbar Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Grafische Entzerrer externes Gerät zur Frequenzgangkorrektur von Verstärkern und Lautsprechern Ausführung meist in stereo (2 Kanäle) Aufteilung in Terz- oder Oktavbänder ergänzt sich ideal mit Terzband- bzw. Oktavband- Analyser 16

17 Parametrische Entzerrer Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik alle Parameter unabhängig von einander einstellbar festgelegte Anzahl von überlappenden Frequenzbändern (häufig 2 Shelving / Shell + 2 Peak) sehr flexibel durch freie Einstellung aller Parameter (Frequenz, Güte, Pegel) Güte Q = Mittenfrequenz / Bandbreite Beispiel: Q = 1000 Hz / 232 Hz = 4,31 Parametrische Entzerrer benötigen wenig Platz, daher gut integrierbar Höhen bzw. Tiefenfilter manchmal zwischen Peak (Shell) und Shelving-Charakteristik umschaltbar vielseitig einsetzbar alle Einstellungen genau definiert und exakt reproduzierbar Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik automatisierte Entzerrer analoger Signalweg mit digitaler Bedienoberfläche (Steuerung) 17

18 Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Dynamische Entzerrer Filtereigenschaften abhängig von Pegel und Spektrum des Signals De-Esser (Filter-Begrenzer): Reduktion von Zischlauten bei Sprach- und Gesangsaufnahmen starke Kompression hoher Frequenzanteile Einstellmöglichkeiten: Attack, Release, Grenzfrequenz, Ratio ( Dämpfung) Parallelschaltung von Verstärker und Begrenzer über Frequenzweiche Aktive und passive Filter passiv: RC- bzw. LC-Schaltungen Optimierung des Frequenzganges erfordert bestimmte Koeffizientenwerte realisierbar mit LRC-Schaltungen (Problem bei tiefen Frequenzen wegen großer Induktivitäten) aktiven Bauelementen aktiv: Realisierung mit Operationsverstärkern 18

19 Passive Filter passive RC-Filter: kein Überschwingen Ecken relativ stark abgerundet Aktive Filter aktive Filter Versorgungsspannung für OPV 19

20 Ideale Filter Hochpass, Bandpass, Tiefpass unendlich hohe Dämpfung im Sperrbereich keine Dämpfung im Durchlassbereich konstante Phase von 0 senkrechte Flankensteilheit bei Übergang von Durchlass- in Sperrbereich andere Filtertypen: exakter Verlauf des gewünschten Frequenz- und Phasenganges Reale Filter Abweichungen vom Ideal in allen Punkten Optimierung eines einzelnen Parameters bewirkt andere Nachteile Abwägen von Vor- und Nachteilen 20

21 Allpässe Schaltung mit konstanter Verstärkung, bewirkt frequenzabhängige Phasenverschiebung Funktion: Phasenentzerrung (bei nicht konstanter Gruppenlaufzeit) Ausgleich von Phasenfehlern bei RC-Schaltungen Signalverzögerung bei konstanter Gruppenlaufzeit (Zeit, um die das Signal beim Durchlaufen der Schaltung verzögert wird) 21