Tontechnik 2 Entzerrung Prof. Oliver Curdt Audiovisuelle Medien HdM Stuttgart Entzerrung Entzerrung ≙ Anhebung bzw. Absenkung ausgewählter Frequenzbereiche zur Klangfarbenänderung Einstellung grundsätzlich nach Gehör, nicht nach Messinstrumenten !!! Ausnahme: Einmessvorgänge Prof. Oliver Curdt unterschiedliche Anforderungen: Aufnahme Mischung Kopfhörermix / Monitormix Sidechain-Signal 1 Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Entzerrung technische Gründe Netzbrummen Grummeln von Klimaanlagen Verkehrslärm Trittschall tieffrequente Raumresonanzen, stehende Wellen Prof. Oliver Curdt Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Entzerrung musikalische Gründe klangliche Unausgewogenheit Prof. Oliver Curdt Klangfarbenänderungen nach künstlerischästhetischen Gesichtspunkten von Stützmikrofonen oder des Gesamtsignals 2 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung 4 wesentliche Bereiche des Frequenzspektrums: Tiefen (20 ... 200 Hz) untere Mitten (200 ... 1000 Hz) obere Mitten (1 ... 5 kHz) Höhen (5 ... 20 kHz) Prof. Oliver Curdt Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung Tiefen (20 ... 200 Hz) Prof. Oliver Curdt Grundtonbereich tiefer Instrumente (z. B. Bass, Bassdrum) tiefe Bässe sind „spürbar“ bewirkt „druckvolle“ Mischung zu viel Dröhnen, Wummern zu wenig dünn, schlank 3 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung untere Mitten (200 ... 1000 Hz) Grundtöne der meisten Instrumente und der menschlichen Stimme kleine Veränderungen große klangliche Auswirkungen Prof. Oliver Curdt 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 (1 ... 5 kHz) Prof. Oliver Curdt Klarheit, Durchsichtigkeit, Brillanz dünner bzw. harter Klang bei Überbetonung Sprachverständlichkeit (2 ... 4 kHz) 4 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Entzerrung Höhen (5 ... 20 kHz) Obertöne und Geräuschanteile Streich- und Bogengeräusche Anblasgeräusche Zischlaute bei Stimmen Attack bei Schlagzeug und Percussion Prof. Oliver Curdt Arbeitsweise mit EQ Prof. Oliver Curdt 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 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Entzerrer Übertragungsmaß (in dB): G = 20 lg (U2/U1) U1 = Eingangsspannung U2 = Ausgangsspannung Übertragungsfunktion U2 / U1 Prof. Oliver Curdt 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 Prof. Oliver Curdt ≙ 1/ √2 des Maximalwertes gedämpfte Frequenzen erfahren eine Phasenverschiebung von 45º bei Grenzfrequenz Grenzfrequenz: f0 = 1 / (2 RC) ; gültig für hohen Lastwiderstand RL 6 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Hochpass Grundschaltung 1. Ordnung RC-Hochpass mit Prof. Oliver Curdt 6 dB / Oktave übliche Flankensteilheiten: 6, 12, 18, 24 dB / Oktave Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Tiefpass Flankensteilheit Prof. Oliver Curdt 6 bzw. 12 dB / Oktave 7 Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Prof. Oliver Curdt Bandpass Quelle: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Präsenzfilter resonanzartige Überhöhung in einem wählbaren Frequenzbereich Güte Q Bandbreite b Mittenfrequenz fm Prof. Oliver Curdt Q = fm / b 8 Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Prof. Oliver Curdt Präsenzfilter Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Prof. Oliver Curdt Präsenz- und Absenzfilter Einschwingverhalten des Filters verlängert sich mit zunehmender Anhebung 9 Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Prof. Oliver Curdt 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 eine verzerrungsfreie Übertragung erfordert Prof. Oliver Curdt Amplitude konstante Amplitude Frequenz lineare Phase 10 Quellen: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik; Bystron / Borgmeyer, Grundlagen der technischen Elektronik Doppel-T-Filter (Absenzfilter) Prof. Oliver Curdt 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 Prof. Oliver Curdt Phasengang 11 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Wien-Brücke (Präsenzfilter) Reihenschaltung von Hoch- und Tiefpass Prof. Oliver Curdt Bandpass mit Dämpfung von 6 dB / Oktave Quelle: Bystron / Borgmeyer, Grundlagen der technischen Elektronik Wien-Brücke (Präsenzfilter) Prof. Oliver Curdt Amplitudengang Phasengang 12 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 Prof. Oliver Curdt verschiedene Schaltungsprinzipien bei Filtern höherer Ordnung Tschebyscheff-Filter Butterworth-Filter Bessel-Filter Unterschiede in Amplitudenverlauf und Phasenverhalten Quelle: U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungstechnik 13 Quelle: U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungstechnik Quellen: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Grafische Entzerrer Schieberegler für einzelne festgelegte Frequenzbänder (senkrecht nebeneinander angeordnet) Prof. Oliver Curdt dB-linear meist mit ± 12 oder ± 15 dB Regelbereich 14 Quellen: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Grafische Entzerrer linearer Frequenzgang bei gleicher Einstellung benachbarter Filter alle Filter haben gleiche relative Bandbreite fM = √ (fu • fo) Prof. Oliver Curdt fM Mittenfrequenz fu untere Grenzfrequenz fo obere Grenzfrequenz Mittenfrequenzen von Oktav- und Terzbändern 3 Terzfilter ergeben eine Oktave Oktavfilter fo: fu = 2 :1 Terzfilter fo: fu = √23 : 1 5:4 Quelle: Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik 15 Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch Grafische Entzerrer übersichtlich, Frequenzgang schnell ablesbar Schwachpunkt: Phasengang, Störabstand Prof. Oliver Curdt 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) Prof. Oliver Curdt Aufteilung in Terz- oder Oktavbänder ergänzt sich ideal mit Terzband- bzw. OktavbandAnalyser 16 Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Parametrische Entzerrer alle Parameter unabhängig von einander einstellbar festgelegte Anzahl von überlappenden Frequenzbändern (häufig 2 Shelving / Shell + 2 Peak) Prof. Oliver Curdt sehr flexibel durch freie Einstellung aller Parameter (Frequenz, Güte, Pegel) Güte Q = Mittenfrequenz / Bandbreite Beispiel: Q = 1000 Hz / 232 Hz = 4,31 Quellen: Hubert Henle, Das Tonstudio-Handbuch; Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Parametrische Entzerrer benötigen wenig Platz, daher gut integrierbar Höhen bzw. Tiefenfilter manchmal zwischen Peak (Shell) und Shelving-Charakteristik umschaltbar vielseitig einsetzbar Prof. Oliver Curdt alle Einstellungen genau definiert und exakt reproduzierbar automatisierte Entzerrer analoger Signalweg mit digitaler Bedienoberfläche (Steuerung) 17 Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik Dynamische Entzerrer Filtereigenschaften abhängig von Pegel und Spektrum des Signals Prof. Oliver Curdt 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 Prof. Oliver Curdt Optimierung des Frequenzganges erfordert bestimmte Koeffizientenwerte realisierbar mit LRC-Schaltungen (Problem bei tiefen Frequenzen wegen großer Induktivitäten) aktiven Bauelementen aktiv: Realisierung mit Operationsverstärkern 18 Passive Filter passive RC-Filter: Prof. Oliver Curdt kein Überschwingen „Ecken“ relativ stark abgerundet Aktive Filter Prof. Oliver Curdt „aktive“ Filter Versorgungsspannung für OPV 19 Ideale Filter Hochpass, Bandpass, Tiefpass Prof. Oliver Curdt 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 Prof. Oliver Curdt Abwägen von Vor- und Nachteilen 20 Allpässe Schaltung mit konstanter Verstärkung, bewirkt frequenzabhängige Phasenverschiebung Funktion: Phasenentzerrung (bei nicht konstanter Gruppenlaufzeit) Prof. Oliver Curdt Ausgleich von Phasenfehlern bei RC-Schaltungen Signalverzögerung bei konstanter Gruppenlaufzeit (Zeit, um die das Signal beim Durchlaufen der Schaltung verzögert wird) 21
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