Tontechnik 2 Entzerrung

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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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Passive Filter
 passive RC-Filter:
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 kein Überschwingen
 „Ecken“ relativ stark abgerundet
Aktive Filter
Prof. Oliver Curdt
 „aktive“ Filter  Versorgungsspannung für OPV
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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
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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)
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