Der Equalizer (EQ) - 18 wichtige Parameter und Funktionen

Eine der ersten und einfachsten Bauweisen für Equalizer war und ist der passive Equalizer. Grundsätzlich werden alle analogen EQs aus Filtern zusammengesetzt. Diese Filter bestehen wiederum aus sogenannten RC-Gliedern, also Widerständen, Kondensatoren und teilweise auch aus Spulen. Diese RC-Glieder sind passiv, das heißt sie brauchen keine zusätzliche Energie um zu funktionieren, sondern arbeiten mit der Energie des angelegten Signals.

Da solche Schaltungen eigentlich nur frequenzselektive Dämpfer sind, geht dabei ein Teil des Signalpegels verloren. Somit lassen sich damit genau genommen nur Hoch-, Tief- und einfache Bandpass Filter erzeugen. Um dem Pegelverlust entgegenzuwirken, schaltete man nach dem Filter eine Verstärkersektion, die den verlorenen Pegel wieder aufholt.

Da ein Frequenzbereich so aber nur abgesenkt werden kann, verwenden passive Equalizer einem kleinen Trick um Frequenzen auch anheben zu können. Dabei werden die Filter so konstruiert, dass sie in der Nullstellung eine fixe Absenkung über den gesamten Frequenzbereich aufweisen. Diese Breitbandabsenkung wird dann mit einem Puffer-Verstärker kompensiert, damit, wenn keine Veränderung der Bänder vorgenommen wurde, am Ein- und Ausgang derselbe Signalpegel anliegt. Soll nun ein Frequenzband angehoben werden, wird nur die Dämpfung dieses Bandes reduziert. Das kommt im Endeffekt einer Anhebung gleich, da der Frequenzbereich einfach nicht mehr so stark abgesenkt wird.

Bei aktiven Equalizern wird die Filtersektion in der negativen Feedback-Schleife eines Verstärkerelementes eingebaut. Diese Vorgehensweise wird bei den meisten modernen Designs, wie z.B. bei EQs in großen Studiomischpulten genutzt, da parametrische Equalizer relativ platzsparend gebaut werden können. Funktionen wie eine variable Filtergüte können auch nur mit dieser Methode realisiert werden.

Einer der größten Vorteile von aktiven EQs ist, dass nur dann eine Gain-Änderung angewendet wird, wenn die EQ-Stellung es verlangt. Es gibt also nicht wie beim passiven Equalizer eine ständige Absenkung und anschließende Anhebung des gesamten Frequenzspektrums. Dadurch ist das Design rauschärmer und bietet mehr Headroom-Reserven. Aber wie so oft gibt es auch Kehrseiten, wie z.B. Einschränkungen zwischen Verstärkung und Bandbreite oder Phasenverschiebungen, die durch die Gegenkopplung entstehen, je nach Frequenzlage variieren und das Signal abseits vom Frequenzgang beeinflussen können. Teilweise äußert sich dieser Einfluss positiv als Färbung, teilweise aber auch negativ z.B. als „verschmierte“ Transienten.

Um Phasenverschiebungen entgegenzuwirken, können auf digitaler Ebene sogenannte linearphasige Equalizer, auch phasenlineare EQs genannt, realisiert werden. Diese Equalizer beruhen auf digitalen, rückkopplungsfreien FIR-Filtern (Finite Impulse Response), die durch ihre Konzeption eine Verzögerung, also eine kontrollierte Phasenverschiebung, verursachen, die von der Delay-Kompensation der DAW (wie z.B. Cubase) später wieder ausgeglichen wird. Bei solchen Equalizern kann es aber zu einem unerwünschten Effekt, dem Pre-Ringing, kommen. Dieser tritt bei minimalphasigen Equalizern nicht auftritt. Er äußert sich als eine Art Fade-In, der vor dem eigentlichen Signalanfang hörbar wird. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Rechenaufwand, der aber dank steigender Leistung bei modernen Homerecording PCs immer mehr in den Hintergrund rückt.

Parametrische Equalizer haben meist mehrere Frequenzbänder, wobei die Frequenzauswahl pro Equalizer-Band auf einen definierten Frequenzbereich eingeschränkt ist. So hat z.B. das tiefe Frequenzband bei einem modernen SSL-EQ einen Frequenzbereich von 30 bis 450 Hz; das Tiefmittenband einen Bereich von 200 Hz bis 2,5 kHz; das Hochmittenband von 600 Hz bis 7 kHz und das Höhenband einen Frequenzbereich von 1,5 bis 16 kHz. Das Höhen- und das Tiefenband kann dabei auch zwischen Shelf- und Bell-Filter umgeschaltet werden, die weiter unten noch behandelt werden.

Der Gain oder die Aussteuerung regelt wie hoch die Zielfrequenz angehoben oder abgesenkt werden soll. Übliche Gain-Werte bei Glocken-Filtern von gängigen SSL-EQs gehen z.B. von -15 dB bis +15 dB. Beim Einstellen der Aussteuerung orientiere dich an der Devise anfangs immer die Hälfte des Wertes, der sich richtig anfühlt, zu nehmen. So kannst zu vermeiden, dass beim mischen von mehreren bearbeiteten Spuren zu viel Anhebung in gewissen Frequenzbereichen passiert. Diese Devise darf natürlich nach belieben ignoriert werden, solange dir das Ergebnis gefällt – siehe z.B. Chris Lord Alge.

Wie weit die Frequenzen oberhalb und unterhalb der Zielfrequenz angehoben oder abgesenkt werden, wird mit der Filtergüte, auch Bandbreite oder Quality (Q), bestimmt. Es gibt EQs bei denen die Bandbreite bei hohen Anhebungen oder Absenkungen weitgehend gleich bleibt und Equalizer bei denen Güte und Gain aufeinander reagieren, sodass bei hoher Aussteuerung die Bandbreite schmaler wird. Beim Einstellen der Güte kannst du dich an folgender Aussage orientieren: Anhebungen werden mit niedriger Filtergüte vorgenommen (= kleiner Q), was einer breiten Anhebung im Frequenzspektrum gleichkommt; Absenkungen werden mit hoher Filtergüte vorgenommen (= hoher Q) was einer schmalen Absenkung im Frequenzspektrum gleichkommt. Das ist aber wie gesagt nur ein Richtwert und wie so oft kann in bestimmten Fällen auch das Gegenteil bestens funktionieren.

Ein üblicher Filter bei einem parametrischen EQ ist meist als Glockenfilter, auch Bell-Filter genannt, ausgeführt. Der Name kommt daher, dass die Form der Frequenzanhebung einer Glocke ähnelt: Die höchste Frequenzanhebung ist bei der Zielfrequenz und fällt oberhalb und unterhalb davon ab.

Im Gegensatz dazu wird beim Shelf-Filter (Brett oder Regal) der ganze Frequenzbereich oberhalb oder unterhalb der Zielfrequenz angehoben. Bei diesem Filter kann mit der Güte oft ein sogenannter „Overshoot“ eingestellt werden. Das wäre z.B. bei einer Anhebung mit einem Höhen-Shelf-Filter eine kleine Anhebung unterhalb der Zielfrequenz, gefolgt von einer kleinen Absenkung oberhalb und anschließend der eingestellten Anhebung des Shelf-Filters.

Hoch– und Tiefpassfilter, auch Lo- und Hi-Cut genannt, sind Filter, die oberhalb oder unterhalb einer bestimmten Zielfrequenz alle anderen Frequenzen abschneiden. Das passiert aber nicht abrupt, sondern folgt einer eingestellten Flankensteilheit, von z.B. 6, 12, 24 oder 36 dB pro Oktave. Bei Hardware Equalizern, sofern sie solche Filter verbaut haben, ist die Flankensteilheit meist fix eingestellt, wohingegen viele EQ-Plugins eine Auswahl aus vielen verschiedenen Werten bieten.

Grafische Equalizer haben, im Gegensatz zu parametrischen EQs, eine fixe Anzahl an Bändern. Diese haben alle eine festgelegte Frequenz und Bandbreite. Die Anzahl kann je nach Einsatzzweck stark variieren und geht von vier auf Stereoanlagen bis zu 31 auf Equalizern für den Einsatz an PA-Anlagen. Die Aussteuerung der Bänder wird mit einem Schieberegler eingestellt, wobei die Frequenz nach oben angehoben und nach unten abgesenkt wird. Die Stärke der möglichen Anhebung und Absenkung variiert von Modell zu Modell, ist aber meist auch im Bereich +/- 15 dB angesiedelt.

Die Einteilung der Frequenzen folgt dabei oft einem musikalischen Prinzip, also z.B. der Einteilung in 1/3 Oktav-Schritten oder in anderen Intervallen. Das könnten dann z.B. so aussehen: 20 Hz, 25 Hz, 31,5 Hz, 40 Hz, 50 Hz, 63 Hz usw. Eine Alternative ist eine Frequenzeinteilung aus rein praktischen Gründen. Dabei werden z.B. jene Frequenzen ausgewählt, die häufig bearbeitet werden müssen.

Wie vorhin erwähnt werden grafische Equalizer häufig zum Kalibrieren von PA-Anlagen an Veranstaltungsorten eingesetzt, wobei sie aber auch im Studio-Alltag zu finden sind. Dort ist die Anzahl der Frequenzbänder oft auf 8 bis 10 limitiert, dafür aber auf einzelne Instrumente spezialisiert, wie z.B. bei der SPL-Ranger Serie, die für Bass, Stimme und weitere Instrumente jeweils eigene EQs anbietet.

Der Notch- oder Kerbfilter ist ein spezieller, meist besonders schmalbandiger Filter mit welchem du Frequenzen komplett aus dem Spektrum herausfiltern kannst. Das kann z.B. notwendig sein, wenn du ein über die ganze Aufnahme gehendes Störsignal, wie z.B. ein hohes Piepen oder Surren, nicht nur absenken sondern komplett herausfiltern möchtest.

Der Baxandall-Filter ist eigentlich ein Shelf-Filter, der z.B. in Stereoanlagen als Treble- und Bassfilter zum Einsatz kommt. Er hat einen sehr sanften Klang, da die Filterkurve konstant ansteigt und nicht wie bei einem normalen Shelf-Filter nach dem Anstieg oberhalb der Zielfrequenz in einem Plateau endet. Dieser Filtertyp wird aufgrund dieser Soundeigenschaft vor allem im Mastering eingesetzt

Eine der häufig unterschätzten aber enorm hilfreichen Equalizer-Varianten ist der dynamische EQ. Das ist im Grunde nichts anderes als eine Kombination aus Kompressor und Equalizer. Dabei wird das Signal nicht dynamikabhängig komprimiert, sondern dynamikabhängig gefiltert. Ein dynamischer Equalizer hat also pro Band einen einstellbaren Threshold (Schwellenwert). Mit diesem teilst du dem EQ mit, ab welchem Signalpegel er die Frequenzanhebung oder Absenkung anwenden soll.

Ein gutes Beispiel ist die Anwendung bei Gesang: Nahezu jeder Sänger oder jede Sängerin hat in den oberen Registern  einen ausgeprägten Formanten, der gewisse scharfe Frequenzen im 1,5 bis 5 kHz Bereich teils störend hervorhebt. Diese Frequenzen treten beim Singen in den tieferen Registern meist nicht auffällig hervor. Würdest du nun die Frequenzen in den hohen Registern mit einem statischen Equalizer absenken, würden sie auch in den tiefen Registern fehlen. Des Rätsels Lösung ist hier ein dynamischer Equalizer.

Stelle diesen so ein, dass er die störenden Frequenzen nur absenkt, wenn sie auffällig hervortreten. So kannst du den Gesang im obere Register mit dem Equalizer gut kontrollieren, ihn im unteren Register von den Änderungen aber weitgehend unberührt lassen. Eine gute Vorgehensweise ist die entsprechende Stelle zu loopen und die Störfrequenz mal mit einem normalen EQ ausfindig machen. Diese überträgst du dann auf den dynamischen EQ und setzt den Schwellenwert so, dass nur die störenden Spitzen heraus gefiltert werden.

Ob mit Equalizern eher angehoben (boost) oder abgesenkt (cut) werden soll, ist schon des Öfteren Streitthema in manchen Tontechnikforen gewesen, wobei es meiner Meinung nach kein richtig oder falsch gibt. Im Endeffekt zählt das Ergebnis! Wie du dorthin gekommen bist wird den Zuhörer eher wenig interessieren – außer er ist Tontechniker.

Es gibt natürlich Situationen wo eine Variante besser geeignet ist als die andere: zum Beispiel, wenn nur wenige störende Frequenzen im Signal vorhanden sind, ist Absenken oder subtraktives Filtern die bessere Wahl. Dabei musst du aber unbedingt aufpassen nicht zu viele Frequenzen im Signal wegzunehmen, da es sonst sehr schnell unnatürlich klingen kann – in so einem Fall lieber nur das Nötigste machen. Beim Anheben oder additiven EQing, hängt es stark von der Qualität des verwendeten Equalizers ab, ob und wie gut das Ergebnis klingt. Gerade beim Klang von digitalen EQs hat sich in den letzten Jahren aber enorm viel getan. Du musst dir darüber also nicht zu viele Sorgen machen.

Wie bei so vielem in der Musikproduktion, ist es aber auch hier wieder eine Geschmacks- und Stil-Frage welche Methode du bevorzugst. Was du unbedingt beachten solltest ist, dass sich der gesamte Signalpegel beim Einsatz beider Varianten verändern wird. Wenn du also zwischen bearbeitetem und Originalsignal hin und her wechselst, vergewissere dich, dass du deren Pegel aneinander angeglichen hast. Ein nicht zu unterschätzender Effekt der Psychoakustik ist nämlich, dass lautere Signale für das Ohr besser klingen.

Ein einfacher und erprobter Weg störende Frequenzen zu finden ist ein EQ-Band mit sehr hoher Güte, also enorm schmalbandig, stark anzuheben und von tief nach hoch durch den gewünschten Frequenzbereich zu fahren (sweepen). Die Störfrequenz wird, je nach Frequenzlage, stechend ins Ohr springen oder sich als unangenehme Resonanz äußern. Nachdem du sie gefunden hast, senkst du sie nach Belieben ab. Vergleiche nun durch ein- und ausschalten des Bandes oder des Equalizers, ob eine Verbesserung eingetreten ist. Falls nicht: Änderung verwerfen und Vorgang wiederholen.

Das Arbeiten im Frequenzspektrums bedarf einer hohen Aufmerksamkeit und benötigt viel Konzentration. Um deine Ohren vor vorzeitiger Ermüdung zu schützen, ist es ratsam schnell und effizient zu arbeiten. Als Anfänger geht das natürlich nicht so leicht von der Hand wie als geübter Profi. Du musst ja erst einmal lernen, wie sich Änderungen in den verschiedenen Frequenzbereichen anhören.

Versuche aber trotzdem mit wenigen und schnellen Bearbeitungsschritten zum gewünschten Ergebnis zu kommen. Mache rasch einen groben Mix fertig und speichere ihn als separate Datei ab. Falls du nach Stunden des Filterns und Mischens immer noch nicht zufrieden bist, kannst du immer wieder zu dieser Datei zurückkehren. Es ist oft auch klug eine Nacht darüber zu schlafen und am nächsten Tag mit frischen Ohren (und einem Tag mehr Erfahrung) von neuem an die Sache heranzugehen.

Bevor du anfängst mit Equalizern Frequenzen ins Extrem zu verbiegen, ist es sinnvoll nur mit Lautstärkeänderungen die bestmögliche Balance zwischen den einzelnen Spuren zu finden. Falls du dann auf EQs zurückgreifen musst, gehe behutsam vor und wende anfangs immer nur die Hälfte von dem an, was du für richtig empfindest – egal ob du anheben oder absenken willst. So kannst du sicherstellen, dass du nur die nötigsten Änderungen vornimmst und nicht die Natürlichkeit aus deinen Signalen filterst – Weniger ist oft mehr! Wenn du aber Mixing-Legenden wie Chris Lord Alge bei der Arbeit zusiehst, wirst du feststellen, dass solche Richtlinien da sind um ignoriert zu werden – sofern es dem Endergebnis dient.