Equalizer-Qualität

Howdy!!

Jo, das ma'n umfangreiches Thema. Denn dazu müssen wir echt die Technik von EQ's zerpflücken. Aber machen wir das doch mal. Los geht's mit analogen Equalizern. Allgemeine Probleme bei den Dingern sind: Als allererstes Rauschen. Klar, analoge Verstaerkerstufen rauschen einfach mehr oder weniger. Klar ist, dass ich mit einem Equalizer das vorhandene Rauschen mitanhebe, aber neues dazukommen sollte möglichst nicht. Nächstes Problem: Bei mehrbandigen Equalizern treten Prinzipbedingte Phasenschmierereien auf. äussert sich so, dass die Phase eines Bandes verschoben wird, und zwar abhängig von den Einstellungen. Klar, dass das scheisse klingt, mit extrem hohem Aufwand kann man diese Phasenprobleme aber halbwegs in den Griff bekommen. Manche Billig-EQ's haben diese Phasenprobleme aber sogar, wenn keins der Bänder im Pegel verändert wird. Diese Dinger kann man natürlich sofort rauswerfen, oder hoffen, dass sie einen Bypass-Taster haben, wenn sie im Kanalzug des Pultes stecken. Entstehen tun diese Probleme Prinzipbedingt, denn immer, wenn in Frequenzabhängige Bereiche eingegriffen werden soll, verursachen analoge Schaltkreise solche Verschiebungen. Daher gibt's sogar EQ's, die das Signal ausschliesslich durch passive Kreise bearbeiten lassen, also nicht mehr einen Transistor oder ein IC zum Verstärken/Absenken der Bänder nutzen. Dort treten diese Probs natürlich so gut wie nicht mehr auf.
Jau, nun aber zum ersten "wirklichen" EQ. Nehmen wir mal den Consumer-Markt, also beispielsweise 'ne HiFi-Endstufe. Das Ding hat zwei Regler, einen für Bässe und einen für die Höhen. Nennt sich übrigens "Shelvingfilter", zu deutsch "Kuhschwanzcharakteristik" nach der Form der Filterkurve benannt. Reicht auch im Normalfall, damit das Signal auf die Anlage anzupassen. Problematisch wird's nur, wenn die Entwickler nicht bereit waren, jedem der Regler einen eigenen Kreis zu spendieren. Heisst, es gibt eine Trennfrequenz, unter bzw. über der alles angehoben/abgesenkt wird. Sieht dann so aus:



Da sieht man schon, wie scheisse das klingen muss. Denn wenn ich die Höhen anheben will, hebe ich sogar den kompletten Mittenbereich mit an. Die Trennfrequenz in diesen EQ's ist meist bei 1 kHz. Besser wird's, wenn die Entwickler zwei eingene Kreise einbauen und die möglichst noch auf unser Ohr abstimmen. Loudness-Taste kennt ja jeder. Ist eigentlich auch nur ein EQ, der sich an der eingestellten Lautstärke und dem Frequenzgang unseres Ohres orientiert. Jau, und wenn man die einfachen EQ's ähnlich ansetzt, hat man schon ein viel präziseres und geiler klingendes Ergebniss.



Denn der Höhenregler regelt wirklich ausschliesslich die Höhen. Jo, wie Du siehst, bei diesen Dingern geht's schon los.

Kommen wir dann mal zu den etwas professionelleren Filtern, den Bell-Filtern. Dabei wird nur ein gewisser Frequenzbereich angehoben/abgesenkt, der in seiner Breite sogar über den Q-Faktor bestimmt werden kann. Problem ist nur, dass eigentlich alle analogen (aber auch digitalen...) EQ's die Nachbarfrequenzen nicht unangetastet lassen. Das ideale Bild einer Absenkung des Mittenbereiches würde so aussehen:



Die Wirklichkeit ist aber wie immer völlig anders. Denn beim Absenken der Mittenbänder werden die Nachbarbänder beiderseits mit angehoben! Sieht bei einem teuren Equalizer etwa so aus:



Bei der günstigen EQ-Klasse (z.B. der CUBASE-VST-Equalizer ohne HiQuality-Funktion) dann doch eher so:



Und dann wundert man sich, dass irgendwie das gesamte Frequenzspektrum komisch verbogen wird, ich doch aber nur einen ganz geringen Mittenbereich absenken wollte... Klar, dass eine unmenge an Entwicklungsarbeit investiert werden muss, sowas zu beseitigen. Im WAVES-EQ ist dieser Effekt übrigens auch zu finden, allerdings nur äusserst gering kaum zu hören. Deshalb benötige ich auch oft genug für die gezielte Absenkung/Anhebung eines Bandes gleich drei EQ-Baender. Leider Gottes sind die grafischen Anzeigen der EQ's immer "bereinigt", so dass diese Fehler natürlich in der Frequenzkurve nicht mit ausgegeben werden. Ist auch hier wieder klar, wo der Unterschied zwischen gut und Scheisse liegt.

Okay, dann mal schnell auf zu den digitalen Kisten. Genau meine Welt! Jetzt kann ich endlich mal mit diesem beschissenen Vorurteil gegenüber digitalen Geräten aufraeumen. Denn alle Welt sagt denen "Kälte" und "Härte" nach. Jau, war auch tatsächlich so, allerdings ist das nun schon knappe zehn Jahre her. Und seitdem hat sich einiges getan. Okay, erstmal zum fettesten Problem von digitalen EQ's. Und das ist der endliche Frequenzbereich. Heisst: auf der Digitalen Ebene ist einfach bei der halben Samplingfrequenz schluss. In unserem Falle (bei 44,1 kHz) halt schon bei 22,05 kHz. Okay, klar, dort oben hört kein Mensch mehr was. Allerdings könnten analoge EQ's den gesamten Frequenzbereich bearbeiten, nicht nur diese paar hörbaren Frequenzen. Das optimale analoge Vorbild würde solche Absenkungen vornehmen:



Jetzt legt man jetzt das gesamte Frequenzspektrum (bis weit über den hörbaren Bereich) auf den schmalen Bereich der digitalen Welt um. Das Problem bei der Sache ist nur, dass dadurch natürlich die Mittenfrequenzen (also die, die Ihr anheben/absenken wollt) verschoben werden, da sie ja gar nicht bis nach da oben kommen würden. Sie werden gestaucht. Am übelsten macht sich das in den höheren Bereichen bemerkbar, die tiefen Frequenzen werden so gut wie nicht beeinflusst. Aussehen tut das dann so, wobei ich in meinem Beispiel nur die Höhen beeinflusst habe.



Jawoll. Schön scheisse, klar. Denn wenn ich nun die Höhen anheben will, wird ein viel niedrigerer Bereich angehoben, als ich eigentlich wollte. Ausserdem werden natürlich nicht nur die Frequenzbereiche verlagert, auch die Bandbreite der EQ's wird gestaucht. Somit klingt mein Equalizer viel "steiler", als er eigentlich soll. Logisch, dass da jeder was von Härte erzählt. Ausserdem ich habe niemals die Möglichkeit, die höchsten erreichbaren Höhen vernünftig zu bearbeiten. Deshalb würde das optimale digitale Gerät solch einen Frequenzverlauf aufweisen:



Klar, dass das nicht möglich ist. Also hat man sich der Sache angenähert. Per Routine die Frequenzen wieder strecken lassen, und über ein möglichst präzises Tiefpassfilter den Bereich bis kurz unter der halben Samplingfrequenz passieren lassen. Aussehen tut das ganze dann in etwa so:



Jau, schon viel viel geiler, denn diese digitalen EQ's kann man im Klang schon kaum noch von ihren analogen Vorbildern unterscheiden. Noch besser wird's allerdings, wenn wir unseren "bearbeitbaren" Bereich einfach strecken würden. Wie soll das gehen? Mit einer höheren Samplingfrequenz. Am Besten der doppelten, dann haben wir genug Platz Okay. Entweder ausschliesslich auf der 96 kHz Basis arbeiten, oder aber das geräteinterne Resampling verwenden. Einige hochprofessionelle Geräte haben die Möglichkeit, das Signal am Eingang auf 96 kHz umzulegen, um's dann richtig fett bearbeiten zu können. Am Ausgang wird's dann einfach wieder in das Studio-interne Format umgerechnet. Somit hab' ich aber die Möglichkeit, diese beschissenen Frequenzverschiebungen SOFORT und ohne grössere Probleme in den Griff zu bekommen. Denn jetzt ist meine halbe Samplingfrequenz in einem Bereich der sowas von uninteressant für das menschlie Ohr ist, dass dort genug Platz ist, diese Stauchungen auszugleichen. Und zur Vollständigkeit nochmal die entsprechende Grafik:




So. Und warum ist nun der digitale EQ geiler? Weil er nicht rauscht, weil er viel geringere Phasenprobleme aufweist, aber vor allem, weil ich ihm, seit es diese 96 kHz-EQ's gibt, per Routine jeglichen analogen EQ's aufdrücken kann. Und wenn's Röhre sein soll, na gut, dann eben Röhre. Ich kann all diese ganzen analogen Probleme doch trotzdem simulieren, auch wenn ich das allersauberste Medium zur verfügung habe. Nein, besser gerade dann. Tja, und somit hat die digitale Ebene mal wieder all die Grenzen gesprengt, die durch analoge Signalketten auftreten Aber wie gesagt, all das ist noch nicht allzu lange möglich. erst seit die Entwicklung der digitalen EQ's den Schritt über die 96 kHz in den komplett analogen Sound gemacht hat.

Jawoll. Und so langsam ist wohl auch klar, wie unendlich viele Wege es gibt, einen Equalizer aufzubauen. Dass somit natürlich jeder anders klingt, ist wohl klar, denn die Verfahren zur Klangformung sind so vielfältig, dass einige Hersteller im HiEnd-Bereich für unterschiedliche Bänder sogar unterschiedliche Techniken anwenden. Jeder EQ unterscheidet sich also durch seine Technik im Impuls- und Frequenzverhalten. Wie gesagt, mal Rauschen und sinnige Regelbereiche aussenvor gelassen, die Entwicklungszeit die in diesem Gerät steckt, bestimmt, ob der EQ homogen und natürlich klingt, oder eben kalt, hart, matschig, mumpfig, präzise, brilliant, druckvoll, beissend, oder was auch immer... So, hoffe ich konnte Dir'n bissel Input geben, viele Grüsse von boom



[...]

 

Hey Ralle! Das mit der halben Samplingfrequenz hängt mit dem Nyquist-Theorem zusammen. Demnach kann man ausschliesslich Frequenzen wiedergeben, die innerhalb der halben Samplingfrequenz liegen. Also ist man auf der digitalen Ebene einfach auf einen bestimmten Frequenzbereich beschränkt. Klar, dass man alles über 22,05 kHz sowieso nicht hören kann, aber am Beispiel EQ wird sehr deutlich, warum es wichtig ist, auf der Ebene der Produktion mit der höchstmöglichen Qualität zu arbeiten. Nicht, weil's besser klingt, sondern einfach nur, weil die Geräte dann viel präziser arbeiten können!!

Zu den Unterschieden grafisch/parametrisch... die Qualitätsmerkmale sind im Endeffekt dieselben, z.B. dass die Nachbarfrequenzen mit angehoben werden etc... wobei der grafische EQ vom Abgleich bei der Herstellung her viel präziser eingestellt werden kann, da ja die Frequenzen schon feststehen. Naja, und von der Anwendung... kommt ganz darauf an, was Du damit machen willst... Um Anlagen einzumessen oder an Lautsprecher und Räume anzugleichen eignet sich fast ausschliesslich ein grafischer EQ. Im Kanalzug im Mixer würde so'n Ding wenig Sinn machen... Hoffe, ich hatte die Fragen richtig verstanden... Viele Grüsse vom boom.