Basic-Synth (12) – Mit dem Filter Farben formen

von | Mai 9, 2021 | ReaktorBasic

Der Filter ist das Bauteil eines Synthesizers, das die Klangfarbe beeinflusst. Diese Klangfarbe soll bei unserem Filter aber nicht statisch sein, sondern über eine Hüllkurve gesteuert werden können.

[01]

Um was wird es gehen?

Zum Thema Filter habe ich an anderer Stelle schon ausführlich berichtet, werde das aber aus aktuellem Anlass hier noch einmal ausführen:

Die Kunst des Filterns.

Vier grundsätzliche Typen von Filtern will ich euch hier vorstellen. Sie unterscheiden sich lediglich dadurch, welche Frequenzbereiche sie bearbeiten. Entscheidende Parameter eines Filters sind:

  • Die Frequenz, bei der der Filter aktiv ist (Cutoff)
  • Eine eventuelle Verstärkung der Frequenzen in unmittelbarer Umgebung der Cutoff-Frequenz (Resonanz)
  • Die Geschwindigkeit, mit der der Übergang zwischen den durchgelassenen und den ausgefilterten Frequenzen stattfindet. (Flankensteilheit)
  • Das Keytracking kann optional bestimmen, ob die eingehende Tonhöhe / gedrückte Taste Einfluss auf die Arbeit des Filters hat.

Der legendäre Klang berühmter Synthesizer (wie z. B. dem Minimoog) ist nicht zuletzt dem Filter geschuldet. Diese Filter waren damals durchgehend analog aufgebaut, so dass Schaltung und verwendete Bauteile das ihre dazu taten. Heute kann man solche Filter recht gut digital simulieren.

Werfen wir zuerst einen Blick auf die vier grundlegenden Filter-Typen:

LP, Lowpass (Tiefpass)

Wie der Name schon sagt, lässt dieser Filter Frequenzen unterhalb der Cutoff-Frequenz passieren. Er eignet sich prima für basslastige, voluminöse Sounds. Wird die gewählte Cutoff-Frequenz während des Filterns verschoben, ändert sich die Klangfarbe.

HP, Highpass (Hochpass)

Das Gegenstück zum LP-Filter. Sein Einsatzbereich sind hohe, eher nasale Klänge oder scharfe Lead-Sounds.

BP, Bandpass

Diesen Filter kann man sich wie eine Kombination aus LP und HP vorstellen. Außerhalb des gewählten Bereiches werden alle Frequenzen ausgeblendet. Hier kann zusätzlich zum bearbeiteten Frequenzbereich auch die „Breite“, bzw. der Umfang der durchzulassenden Frequenzen variiert werden.

Notch, Band Reject, Bandsperrfilter

Wie die Grafik schon erahnen lässt, ist das das Gegenstück zum BP-Filter – mit allen dort geschilderten Optionen.

Ein Exot wäre noch zu erwähnen: der Allpass-Filter, der eigentlich alle Frequenzen um den selben Betrag verschiebt. Laaaangweilig – auf den ersten Blick aber nur. Gemischt mit dem Original-Signal sind so Effekte wie „Wah-Wah“ oder „Flanger“ darstellbar.
Die meisten der klassischen Gitarreneffekte sind im Grund genommen nur modulierte Filter/Equalizer.

Im Zug der digitalen Alternativen gibt es heute auch viele Mischtypen: Multimode-Filter sind zwischen verschiedenen Arten umschaltbar, Morph-Filter können stufenlos zwischen den Arten überblenden.

Weitere Einflussgrößen …

Ausser der Cutoff-Frequenz verfügen Filter noch über zwei weitere, wichtige Parameter:

Flankensteilheit (Slope)

Wie abrupt der Filter den Übergang von durchgelassenen zu gesperrten Frequenzen gestaltet, nimmt ebenfalls Einfluss auf den Klang. Die Flankensteilheit ist ein Verhältniswert und wird in DB/Oktave angegeben. Ich zitiere:

„Eine Flankensteilheit von 24dB/Oktave bedeutet, dass der Anteil des Signals, der eine Oktave über (= Tiefpass) oder unter (= Hochpass) der Cutoff-Frequenz liegt, um 24dB leiser ist, entsprechend bei 2 Oktaven 48dB und so weiter.“ (Peter Gorges, Das Keyboard Lexikon, GC Carstensen Verlag, 1994, ISBN13 978-3910098046, S. 96)

Hier finden sich die Werte 6, 12, 18, 24 und 36 DB/Okt., wobei 12 und 24 die gebräuchlichsten sind. Je höher die Flankensteilheit, desto aggressiver das Ergebnis. Für einen weichen Pad-Sound würde man also eher einen Wert von 24 und darüber wählen, für Bässe und Lead-Sounds 12 und kleiner.

tResonanz (Emphasis, Q-Peak)

In der Regel können wir nicht hören, was ein Filter mit einzelnen Obertönen macht. Wir empfinden lediglich den Gesamteindruck als „dumpf“, „hell“, etc.
Das änder sich aber, wenn man mit Hilfe des Resonanzreglers die Frequenzen um den Cutoff-Bereich verstärkt. Das kann bis zur Selbstoszillation führen, wobei eine Sinusschwingung entsteht. Bei voll aufgedrehtem Keytracking und abgeriegeltem Eingangssignal, lässt sich diese Sinusschwingung zum spielen verwenden. Für Synthesizer ohne Sinus-Oszillator eine Möglichkeit, an einen Sinus zu kommen.

[02]

Der Ladder-Filter

Der Ladder-Filter ist ein Lowpass-Filter und durch seine Anwendung im Minimoog bekannt. Der Name rührt von der Verschaltung der Transistoren und Kondensatoren her, die die Form eine Leiter aufweist. Dieser Filter ist reizvoll, weil er recht resonanzfreudig ist, bis hin zur Selbst-Oszillation.

Und so sieht unser Neuzugang aus:
Nach der obenstehenden Einführung, sind Euch die drei Ein- und vier Ausgänge vermutlich kein Rätsel mehr.

  • Über den P-Eingang regeln wie die Cutoff-Frequenz des Filters.
  • Mit dem Res-Eingang legen wir die Stärke der Resonanz fest.
  • Und In ist – wenig verwunderlich – der Weg, auf dem das Audio-Signal in den Filter gelangt.
  • Die Ausgänge sind mit LP1 – LP4 beschriftet, wobei LP hier für Lowpass steht. Dass es derer vier sind, liegt daran, dass jeder eine andere Flankensteilheit zur verfügung stellt. in diesem Fall (von oben nach unten): 6dB, 12dB, 18dB und 24 dB. Ein Angebot, das wir mit einem Selector in Anspruch nehmen werden.

Abb. 1: Der Ladder-Filter

Zuerst nehmen wir uns der vier Ausgänge an, um etwas Ordnung zu schaffen. Die dazu nötigen Module kennt ihr ja schon aus der dritten Lektion, in der wir eine Wahlmöglichkeit zwischen den Ausgängen verschiedener Oszillatoren erstellten.
Dazu verbinden wir die vier Ausgänge des Filters mit den Eingängen des Selektors. Ihr erinnert euch? Der einfachste Weg, neue Eingänge am Selektor (der beim Platzieren ja nur einen davon hat) hinzuzufügen besteht darin, dass wir vom zweiten Ausgang des Filters eine Verbindung in Richtung Selektor ziehen und dabei die CMD-Taste (MAC), bzw. Windows-Taste (WIN) gedrückt halten. Sobald das Kabel den Selektor auf Höhe seines Namensschildes berührt, erscheint ein neuer Eingang (In), an dem wir das Kabel einstecken können. Ist das Kabel verankert, nimmt der Eingang die nächste folgende Nummer (in dem Fall also 1).
Sind Filter und Selektor verbunden, schließen wir am Pos-Eingang des Selektors eine „Liste“ an, tragen die 4 erforderlichen Positionen (mit den richtigen Werten) ein und stellen die Darstellung auf „Buttons“.

Abb. 2: Filter-Flankensteilheit mit dem Selector abgreifen.

Nachdem wir (mit Rechtsklick am P- und Res-Eingang des Filters) die entsprechenden Regler erstell haben, können wir den Filter in unseren Signalfluss einbinden.
Nicht vergessen: Zum einen den Filter im View-Reiter der Side-Pane einschalten, damit ihr sehen könnt, was passiert. zum anderen müssen zwischen den Selektor-Ausgang und den Reaktor-Ausgängen jetzt wieder Audio Voice Combiner zwischengeschaltet werden, da unser Instrument ja polyphon, die Reaktor-Ausgänge aber nur monophon sind.
Und bitte auch nicht vergessen: Die Darstellung hier ist nur ein Vorschlag. Lasst eurer Phantasie freien Lauf und verwendet zb. Schiebe- anstatt Drehregler, andere Größen, Farben, etc.

Abb. 3: Filter in den Synthesizer integriert

Und so klingt der Filter jetzt:

Abb. 4: Klangbeispiel Filter

[03]

Der bewegte Filter

Das Klang doch vorhin ganz interessant, als die Cutoff-Frequenz des Filters mit aufgedrehter Resonanz gegen 0 gedreht wurde. Das sollte man automatisieren können – und das werden wir im nächsten Schritt auch tun.
Wir bewerkstelligen das mit der bereits bekannten ADSR-Hüllkurve und klemmen diese am P-Eingang des Filters an. Dabei soll der P-Regler aber erhalten bleiben, so dass wie weiterhin die manuelle Kontrolle über die Cutoff-Frequenz behalten.

Die Hüllkurve muss ich euch ja nicht vorstellen, da wir diese in Kapitel 6 ausführlich behandelt haben. Auch das A/E (oder A to E) Modul., ist hier wieder dabei (s. Kapitel 5).

Warum das A/E-Modul? Der Ausgang der Hüllkurve liefert ein Audio-Signal, der P-Eingang des Filters erwartet ein Event-Signal. Das A to E Modul übernimmt die Konvertierung.
Den Ausgang des A to E Moduls und den Cutoff-Regler verbinden wir über einen Multiplikator

  • Kontextmenü > Build-In Module > Math > Multiply

mit dem P-Eingang des Filters.

Und ja, ihr vermutet richtig, dass wir das Ganze am Ende besser wieder in ein Macro verpacken, um die im letzten Kapitel gewonnene Ordnung nicht wieder zu gefährden. Aber zuerst hören/sehen wir uns das Ergebnis mal an:

Abb. 5: Die Hüllkurve am Filter

Und so klingt der automatisierte Filter:

Wie der Filter genau klingen wird, hängt natürlich davon ab, wie ihr die Cutoff-Frequenz und die Resonanz einstellt, bzw. mit welchen Werten ihr die Hüllkurve betreibt.

Abb. 6: Klangbeispiel hüllkurvengesteuerter Filter

[04]

Aufräumen – mal wieder

Wie angekündigt, räumen wir zum Schluß dieser Lektion wieder alles schön auf. Unser Filter-Macro benötigt lediglich einen Ein- und einen Ausgang. Danach können wir alle Module, die wir in diesem Kapitel angelegt haben, in das Macro packen und dieses dann in den Signalweg integrieren. In der Pane-Ansicht ist der Synthesizer nun ganz schön gewachsen, in der Struktur ist aber letztendlich nur ein Objekt mehr hinzu gekommen.

Drei Schritte haben wir noch vor uns. Der nächste besteht aus einem Delay-Effekt, mit dem wir dem Klang des Synthesizers etwas Raum verschaffen werden.

Abb. 7: Filter in einem Macro verpackt

Kontakt

Bernd Scheurer
Mainstraße 2
64390 Erzhausen
Fon: 06150 865902
Mobil: 0151 50411034
unterricht@bernd-scheurer.de

Freie Plätze Erzhausen

ab sofort

Freie Plätze Langen

Zur Zeit keine Plätze eingeplant. Da aber noch Kontingent zur Verfügung steht, bei Bedarf einfach [anfragen].

    Infos

    Auch interessant

    Newsticker

    amazona

    tastenwelt

    klassik heute

    jazz thing

    • Be happy
      Source: jazz thing Published on 2011-07-19 By Lili Lameng
    • Der Jazzmusiker ein Feinschmecker?
      Source: jazz thing Published on 2011-06-06 By Anke Helfrich
    • Glamourfaktor
      Source: jazz thing Published on 2011-04-21 By André Nendza
    • Style
      Source: jazz thing Published on 2011-04-09 By Lorenz Hargassner
    • Topsannah
      Source: jazz thing Published on 2011-03-14 By Lili Lameng

    musikexpress

    Title Address Description
    JMS-Erzhausen
    Industriestraße 6-8, 64390 Erzhausen, Deutschland
    Kulturhaus Langen
    Darmstädter Str. 27, 63225 Langen (Hessen), Deutschland
    AES-Langen
    Berliner Allee 90, 63225 Langen (Hessen), Deutschland