Basics: Hochpassfilter

Der/Das Hochpassfilter (engl. Low-Cut bzw High-Pass) manchmal auch als Trittschallfilter ist eines der wichtigsten Werkzeuge für Tontechniker, insbesondere live.

Was ist ein Hochpassfilter?

 

Ein Hochpassfilter lässt, wie der Name erahnen lässt, Audiosignale oberhalb einer bestimmten (möglicherweise einstellbaren) Frequenz durch, während Frequenzen darunter abgedämpft werden. Bild 1 zeigt beispielhaft die Kennkurve eines solchen Filters.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Filter.png

 

Im einfachsten Fall besteht ein solches Filter aus einem Kondensator und einem Widerstand in Reihenschaltung, wobei die Ausgangsspannung über dem Widerstand abgegriffen wird. Man spricht von einem passivem Filter, es erfolgt im elektrischen Netzwerk keine Verstärkung der Eingangsspannung. Da ein Kondensator ein frequenzabhängiges Bauteil ist (im Gegensatz zum "normalen" ohmschen Widerstand), ist auch die gesamte Schaltung frequenzabhängig.

 

Um die (komplexe) Übertragungsfunktion eines solchen Netzwerkes zu bekommen, stellt man die Ausgangsspannung in Relation zur Eingangspannung:

 

 

 

 

Die Ausgangsspannung wird nur über dem Widerstand R abgegriffen, es ergibt sich:

 

 

 

 

Die Eingangsspannung liegt über der Reihenschaltung des Kondensators C und des Widerstands R an. So ergibt sich für die Eingangsspannung:

 

 

 

 

XC ist der kapazitive Blindwiderstand des Kondensators.

 

 

 

 

Somit ergibt sich für die ideale Übertrangungsfunktion des Netzwerkes:

 

 

 

 

Analog dazu gilt dies auch für L-R-, R-L- und R-C-Netzwerke (passive Hoch- und Tiefpässe), da die Spule ein, ebenfalls, frequenzabhängiges Bauteil ist.

 

Kenngrößen

 

Grenzfrequenz: Die Grenzfrequenz gibt an, wo sich der "Knick" in der Filterkennlinie befindet (ideales Filter) bzw. wo die Kennlinie einen Pegel von -3dB (reales Filter) aufweißt. Dabei grenzt die Grenzfrequenz den Durchlassbereich (Signal wird nicht bedämpft) vom Sperrbereich (Signal wird bedämpft) ab.

 

Flankensteilheit: Die Flankensteilheit gibt an, wie steil die Kennlinie ansteigt bzw. abfällt und wird meistens in dB pro Dekade oder db pro Oktave angegeben. Dabei gilt für Hoch- und Tiefpassfilter annähernd:

 

Flankensteilheit = n · 6dB/Oktave = n · 20dB/Dekade

 

Phasengang: Der Phasengang des im Beispiel gezeigten Filters ist bei Leibe nicht linear. Er berechnet sich aus:

 

 

 

 

und ist damit abhängig von den Bauteilgrößen und der Frequenz.

 

Praktische Anwendung

 

Ich verwende Hochpassfilter beim Mischen auf so gut wie allen Spuren, es sei denn, ich möchte einen bestimmten (künstlerischen) Effekt erzielen."Ja, aber was ist mit Bass oder Kickdrum?" - Selbst hier benutze ich Hochpassfilter, denn im Bereich bis 40 Hz passiert auf keinen Fall irgendetwas (musikalisch) Relevantes. Zudem braucht man ein Abspielsystem, dass solch tiefe Frequenzen überhaupt entsprechend übertragen kann.Welche Vorteile bietet eine solche Vorgehensweise? Live vermindert man die Gefahr eine evtl. Raummode (Resonanzfrequenz im Raum) anzuregen, welche sich klanglich als tieffrequentes "Dröhnen" bemerkbar macht. Gleichzeitig verringert sich die Rückkopplungsgefahr in diesem Bereich, denn je weniger Energie im Bassbereich im Raum "umher fliegt", desto geringer ist das Feedbackrisiko (viele Veranstaltungsstätten haben ohnehin ein Problem mit Bassfrequenzen).Bei Aufnahmen sorgt ein aufgeräumtes Bassfundament für Klarheit und Durchhörbarkeit und vermeidet "matschen" im Tiefbassbereich.

 

Kontakt

Moritz Schmidt

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