Was ist ein Mikrofon-Hochpassfilter und warum sollte man einen verwenden?

Einige Mikrofone sind mit austauschbaren Optionen ausgestattet, darunter verschiedene Richtcharakteristiken, Dämpfungspads und, wie der Titel dieses Artikels andeutet, Hochpassfilter. Der Mikrofon-Hochpassfilter(HPF) erweist sich als nützliche Option für viele Mikrofonanwendungen. Lassen Sie uns über HPFs und ihre Beziehung zu Mikrofonen sprechen.

Was ist also ein Mikrofon-Hochpassfilter und warum sollte man einen verwenden? Ein Hochpassfilter schneidet den Frequenzgang eines Mikrofons unterhalb eines bestimmten Sollwerts effektiv ab und lässt nur Frequenzen über diesem Punkt als Audiosignal „durch“. Hochpassfilter entfernen unerwünschte und überschüssige Low-End-Energie, die sonst das Audiosignal verschlechtern würde.

Lassen Sie uns im Rest dieses Artikels detaillierter auf Mikrofon-Hochpassfilter eingehen!

Was ist ein Mikrofon-Hochpassfilter und warum sollte man einen verwenden?

Ein Hochpassfilter (HPF) ist ein elektronischer Filter, der Signalfrequenzen über einem bestimmten Cutoff-Punkt durchlässt, während Signalfrequenzen unterhalb des Cutoff-Punkts gedämpft werden. Ein HPF ist im Fall eines Mikrofons Teil einer elektronischen Schaltung. Audiosignale sind Wechselspannungen und können diese elektronischen Hochpassfilter passieren. HPFs verändern den Frequenzgang eines Mikrofons, indem sie Frequenzen unterhalb eines bestimmten Cutoff -Punktes „ abschneiden “.

Hochpassfilter werden auch allgemein als „Low Cut Filter “ oder „ Low Cut Filter“ bezeichnet. Jeder dieser drei Namen beschreibt ziemlich genau den Zweck des Filters: niedrige Frequenzen herauszufiltern und hohe Frequenzen passieren zu lassen.

Die Wahrheit ist, dass nicht viele Instrumente Low-End-Power haben. Es wird allgemein empfohlen, alle Mikrofone oder Kanäle herauszufiltern, die nicht speziell niederfrequente Schallquellen reproduzieren. Dies geschieht normalerweise am Mischpult oder an der digitalen Audio-Workstation, kann aber früher erfolgen, wenn ein Mikrofon über einen HPF-Schalter verfügt.

Wir brauchen eine gute Niederfrequenzwiedergabe, wenn wir Instrumente wie Bassdrum, Bass, Tuba, Klavier, Orgel oder andere aufnehmen, die einen erweiterten niedrigen Bereich oder einen tiefen Grundton haben. Es ist jedoch ratsam, Instrumente hochpasszufiltern, die keine Low-End-Informationen enthalten.

Warum sollten wir also hochpassgefilterte Mikrofonsignale verwenden?

Wie bereits erwähnt, wird häufig empfohlen, Hochpass-Mikrofonsignale durchzulassen, die keine wesentlichen Low-End-Informationen enthalten. Oft geschieht dies auf einem Kanalzug in einer DAW oder einem Mischpult, obwohl einige Mikrofone mit eingebauten HPF-Schaltern ausgestattet sind!

Hier ist eine kurze Liste von Gründen, warum Hochpassfilter auf Mikrofon-Audio angewendet werden:

• Um Low-End-Grollen und Rauschen im Signal zu beseitigen
• Zur Reduzierung des Nahbesprechungseffekts in Richtmikrofonen
• Zur Reduzierung von Plosivlauten in Richtmikrofonen.
• Um unnötige Bässe zu entfernen, damit ein Mikrofonsignal besser in einen Mix passt

Hochpassfilter, um Rumpeln und Bassgeräusche zu beseitigen

HPFs werden oft einfach angewendet, um Rauschen und niederfrequentes Rauschen in einem Mikrofonsignal zu entfernen. Nur weil der Frequenzgang eines Mikrofons es in die Lage versetzt, tiefe Frequenzen aufzunehmen, heißt das nicht unbedingt, dass wir auch tiefe Frequenzen aufnehmen sollten.

Es gibt nicht viele Schallquellen, die den beabsichtigten Schall unterhalb von 50 Hz erzeugen. Die meiste Schallenergie im unteren Bereich liegt in Form von Umgebungsgeräuschen und Rumpeln vor. Häufige Quellen für dieses Low-End-Rauschen sind:

• Netzbrummen(50-60 Hz).
• Klimaanlagen.
• Öfen.
• Zubehör.
• In der Nähe des Mikrofons vorbeifahrende oder im Leerlauf fahrende Lastwagen.
• Die Erde selbst.

Selbst in schallisolierten Audiokabinen können diese externen Low-End-Quellen das Mikrofon erreichen. Normalerweise erreichen diese Geräusche das Mikrofon durch vibrierende Feststoffe und nicht durch Luft.

Profi-Tipp: Verwenden Sie einen Mikrofonständer, um die Anfälligkeit eines Mikrofons für Brummen im unteren Bereich weiter zu reduzieren.

Diese Low-End-Energie ist oft eine unnötige Information im Audiosignal und verbraucht tatsächlich einen Teil der Leistung und des Headrooms des Signals. Indem wir High-End-Rauschen durchlassen und Low-End-Rauschen aus einem Audiosignal entfernen, erhalten wir ein saubereres Signal mit mehr Headroom! Es ist eine Win-Win-Situation.

Es ist darauf zu achten, nicht zu viele tiefe Frequenzen herauszufiltern. Sobald wir damit beginnen, die eigentlich hörbaren Informationen eines Instruments herauszufiltern, laufen wir Gefahr, das Instrument „auszudünnen“, wodurch es unnatürlich und schwach klingt.

Hochpassfilter zur Reduzierung des Nahbesprechungseffekts

Richtmikrofone(also alle Mikrofone, die nicht omnidirektional sind) weisen Nahbesprechungseffekt auf. Den größten Nahbesprechungseffekt haben bidirektionale Mikrofone mit Richtcharakteristik „8“.

Der Proximity-Effekt verstärkt niedrige Frequenzen, wenn sich ein Richtmikrofon seiner Schallquelle nähert.

Manchmal wird der Nahbesprechungseffekt zu unserem Vorteil genutzt(denken Sie an die Schwerkraft von Begleitkommentaren oder Radiostimmen). Es ist jedoch oft eine negative Folge von Richtmikrofonen(denken Sie an eine Bassanhebung einer E-Gitarre in einem Mix).

Um mit dem E-Gitarren-Beispiel fortzufahren: Wenn wir das Gehäuse eines Gitarrenverstärkers schließen, möchten wir wahrscheinlich das Mikrofonsignal umgehen, um den Nahbesprechungseffekt zu bekämpfen. Das unnötige Anheben niedriger Frequenzen lässt die Gitarre unnatürlich klingen und stört andere Elemente im Mix, worauf wir gleich noch eingehen werden.

Hochpassfilter zur Reduzierung von Pops

Stopps sind diese „P-Pops“ oder „B-Pops“, die wir am Mikrofon bekommen. Sie werden durch Luftstöße verursacht, die eine massive Druckänderung in der Membran des Mikrofons erzeugen. Diese Luftstöße werden üblicherweise durch den Mund von Menschen erzeugt, wenn sie „P“- oder „B“-Wörter sprechen oder singen.

Stopps enthalten viele Low-End-Informationen, sodass ein Hochpassfilter helfen kann, die Lautstärke der Stopps zu verringern. Beachten Sie, dass HPFs keine gute Strategie sind, um die Ursache von Stopps zu behandeln. Sie sind einfach eine Lösung, um mit den Symptomen fertig zu werden. Selbst mit einem Hochpassfilter ist oft noch ein Teil der explosiven Energie deutlich im Signal zu hören. Das ist nicht gut.

Profi-Tipp: Verwenden Sie einen Mikrofon-Popschutz und positionieren Sie das Mikrofon leicht außeraxial, um die Anfälligkeit des Mikrofons für Poppgeräusche weiter zu verringern.

Hochpass- und Mischfilter

Das Beste habe ich mir hier zum Schluss aufgehoben. Hochpassfilter werden am besten im Zusammenhang mit einer Audiomischung verwendet. Auch wenn ein Mikrofonsignal in den tiefen Frequenzen musikalische Informationen enthält, kann es vorteilhaft sein, diese Frequenzen aus den tiefen Frequenzen zu entfernen, damit andere Instrumente diesen «Frequenzraum» besetzen können.

Kehren wir noch einmal zu unserem Mikrofonbeispiel aus der Nähe des E-Gitarrenverstärkers zurück. Zusätzlich zum Hochpass des Mikrofonsignals, um den Nahbesprechungseffekt und das Brummen im unteren Bereich zu reduzieren, denken wir vielleicht, dass der Gitarrenverstärker im Mix besser klingt, wenn er hochpasst.

Die Grundfrequenz(tiefste) der tiefen E-Saite(tiefste Tonhöhe) einer E-Gitarre beträgt 82 Hz. Aber in einem typischen Rockband-Setup wären auch Bass und Schlagzeug vorhanden.

• Die E-Saite des Basses hat einen Grundton von 41 Hz, aber ihre erste Harmonische bei 82 Hz
• Die Bassdrum profitiert oft von einem EQ-Boost um 80 Hz

Was werden wir dann tun? Auf nur 3 Instrumenten haben wir eine Menge Konkurrenz bei etwa 80 Hz. Bass- und Kick-Drums sollten normalerweise den größten Teil des Low-End-Raums in diesem speziellen Mix-Setup einnehmen. Das zusätzliche Element der E-Gitarre könnte zu einer Anhäufung niedriger Frequenzen und einer «matschigen» Mischung führen. Auch wenn die E-Gitarre Informationen in den niedrigen Frequenzen enthält, kann es vorteilhaft sein, diese Frequenzen aus dem Klang herauszuschneiden, um Platz für Kick und Bass zu schaffen!

Oft werden diese Entscheidungen eher auf der Mischebene als in der Aufnahmephase getroffen. Ich wollte diese Informationen jedoch allgemein zur Verfügung stellen, wenn ich über Mikrofon-Hochpassfilter spreche. Hochpassfilter sind wohl das wichtigste Verarbeitungsgerät bei der Audiomischung und sicherlich das wichtigste in Bezug auf die Audioentzerrung.

Profi-Tipp: Hochpasskanäle in Ihrem Mix, die keine Low-End-Informationen enthalten.

All dies wirft also die Frage auf: Soll ich am Mikrofon hoch gehen oder später auf den Kanälen meines Mixers oder meiner DAW? Lassen Sie uns diese Antwort weiter analysieren:

Hochpass am Mikro oder am Mischpult?

Nun, meistens haben wir keine Wahl, da nicht viele Mikrofone einen schaltbaren Hochpassfilter haben. Wenn wir jedoch ein Mikrofon mit HPF-Option(en) verwenden, sollten wir diese jemals anstelle der HPFs verwenden, die von Mischpulten geliefert werden?

Die Antwort hängt natürlich davon ab, was wir aufnehmen und wie wir das Signal genau behandeln wollen.

Analoge Mischer haben oft Sollwert-Hochpassfilter. Grenzfrequenzen liegen typischerweise bei 60, 80 oder 100 Hz mit einem steilen Rolloff, um Frequenzen unterhalb des Sollwerts effektiv abzuschneiden. In diesem Fall gibt es keine Einstellungen: Der HPF ist bei der eingestellten Cutoff-Frequenz ein- oder ausgeschaltet.

Digitale Mischpulte und digitale Audio-Workstations verfügen häufig über parametrische Equalizer. Mit diesen Systemen können wir alle möglichen Einstellungen am Hochpassfilter vornehmen: die Cutoff-Frequenz, die Flankensteilheit des Rolloffs und sogar die Stärke der Anhebung an der Cutoff – Frequenz vor dem Rolloff. Digitale parametrische Equalizer bieten maximale Flexibilität bei der Einrichtung unseres Hochpassfilters.

Egal, ob wir einen eingebauten Mikrofon-Hochpassfilter oder einen HPF auf einer Konsole verwenden, die Filterung erfolgt nach dem Ausgang der Mikrofonkapsel. Das bedeutet, dass Hochpassfilter keinen Einfluss darauf haben, wie die Mikrofonkapsel Schall in ein Audiosignal umwandelt. Es bedeutet jedoch, dass der eingebaute HPF eines Mikrofons das Audiosignal beeinflusst, bevor es über das Kabel gesendet und verstärkt wird, während der HPF einer Konsole ein bereits verstärktes Signal beeinflusst.

Wenn wir also ein digitales Mischsystem haben, lohnt es sich jemals, den HPF am Mikrofon zu verwenden? Die Antwort bleibt ja, ein schaltbarer HPF in einem Mikrofon hat immer noch Vorteile.

Hier ist eine Liste der Vorteile eines in ein Mikrofon eingebauten Hochpassfilters:

• Das Signal ist vor der Verstärkung «Hochpass».
• Der Hochpassfilter ist speziell für das Mikrofon ausgelegt.

Das Signal hat vor der Verstärkung einen „Hochpass“.

Ein Vorteil eines eingebauten HPF-Mikrofons besteht darin, dass die Filterung vor dem Mikrofonvorverstärker erfolgt.

Mikrofonvorverstärker wenden eine Verstärkung auf eingehende Mikrofonsignale an. Obwohl einige Vorverstärker den Klang färben(sie verstärken die Amplitude einiger Frequenzen anders als andere), wird die Verstärkung im Allgemeinen auf das gesamte Audiosignal angewendet. Mit anderen Worten, der Vorverstärker kann nicht zwischen „ Rauschen“ und „ Signal“ unterscheiden. Es verstärkt einfach alles wie ein Wechselspannungs-Audiosignal.

Wenn die Low-End-Energie des Mikrofonsignals nicht benötigt wird, warum den Vorverstärker dem zusätzlichen Rauschen aussetzen? Das passt gut zu der Faustregel „richtig an der Quelle“.

Wenn wir die Bässe trotzdem loswerden wollen, ist es normalerweise am besten, dies so schnell wie möglich zu tun. Dies ermöglicht die gesamte zusätzliche Verarbeitung des gewünschten Signals anstelle einer relativ verrauschten Version, die verarbeitet werden muss.

Vorsicht ist geboten, wenn der HPF eines Mikrofons einige der Eigenfrequenzen der Schallquelle abschneidet. Wenn einer Quelle zu viel Bass entzogen wird, klingt sie unnatürlich und dünn. Wenn Sie dies auf Mikrofonpegel tun, wird es schwierig, den Mix einzuschließen.

Der Hochpassfilter ist speziell für das Mikrofon ausgelegt.

Mikrofonhersteller verbringen viel Zeit damit, ihre Mikrofone „perfekt“ zu machen. Wenn sich ein Hersteller entscheidet, ein schaltbares Hochpassfilter an seinem Mikrofon anzubringen, erfüllt es definitiv einen Zweck und ist so konzipiert, dass es mit dem Mikrofon funktioniert. Die HPFs sind sozusagen auf den Frequenzgang des jeweiligen Mikrofons zugeschnitten. HPFs zielen darauf ab, einen ebenso praktischen Frequenzgang für den Benutzer bereitzustellen.

Es gibt 2 Hauptgründe, warum ein Mikrofon einen schaltbaren Hochpassfilter haben sollte:

1. Zum Entfernen von Bassrauschen aus dem Ausgangssignal
2. Um dem Proximity-Effekt entgegenzuwirken

Um den Zweck des HPF eines Mikrofons zu verstehen, werfen Sie einen Blick auf das Frequenzgangdiagramm auf dem Datenblatt des Mikrofons. Hier einige Verallgemeinerungen:

• Wenn der HPF einen unteren Cutoff-Punkt(ungefähr 100 Hz oder weniger) und eine steile Flanke(ungefähr -12 dB/Oktave oder mehr) hat, besteht sein Zweck hauptsächlich darin, Bassbrummen zu entfernen, während ein anständiger Bass beibehalten wird. häufige Antwort.
• Wenn der HPF einen höheren Cutoff-Punkt(über 100 Hz) und eine sanfte Flankensteilheit(-6 dB/Oktave oder weniger) hat, dann ist sein Zweck , dem Nahbesprechungseffekt entgegenzuwirken.
• HPFs dienen häufig bis zu einem gewissen Grad beiden Zwecken.

Ein Beispiel für ein Mikrofon mit HPF zur Eliminierung von Bassgeräuschen bei gleichzeitiger Beibehaltung der Bassreaktion ist das beliebte AKG C 414.

Der C 414 hat 3 HPF-Schalter:

1. HPF bei 40 Hz mit –12 dB/Oktave Rolloff
2. HPF bei 80 Hz mit –12 dB/Oktave Rolloff
3. HPF bei 160 Hz mit –6 dB/Oktave Rolloff

Eine Grenzfrequenz von 80 Hz mit -12 dB/Oktave ist eine gängige Einstellung für Hochpassfilter, da das berüchtigte 50-60-Hz-Brummen oft seinen Weg in Audiosignale findet.

Die Hochpassfilter des C 414 entfernen effektiv Rumpeln und niederfrequentes Rauschen, während die Integrität der Signalfrequenzen über der Grenzfrequenz erhalten bleibt.

Ein Beispiel für ein HPF-Mikrofon zur Reduzierung des Nahbesprechungseffekts ist das legendäre Neumann U87. Seine Grenzfrequenz liegt um die 1000 Hz- Marke! Der Frequenzabfall tritt jedoch bei sanften -3 dB/Oktave auf.

Offensichtlich wirkt sich dieser HPF auf das untere Ende jeder Schallquelle aus, aber der Zweck dieses HPF besteht darin, den Nahbesprechungseffekt zu bekämpfen. Wenn HPF eingeschaltet ist, klingt eine in der Nähe befindliche Tonquelle eher natürlich als mit einer starken Bassanhebung. Der Proximity-Effekt verschwindet nicht, wird aber durch den HPF erklärt.

Werfen Sie einen Blick auf die Frequenzgangdiagramme, um den Zweck von HPF besser zu verstehen. Aber am wichtigsten ist, hören Sie mit einem kritischen Ohr zu und entscheiden Sie, ob der HPF das Signal besser oder schlechter klingen lässt. Die Subjektivität des Klangs macht ihn so erstaunlich!

Es gibt auch HPF-Optionen online. Shure stellt einen Inline-Filter namens Shure A15HP her . Es ist ein symmetrischer XLR-Inline-Filter, der niedrige Frequenzen unter 100 Hz reduziert. Wir können diesen externen Filter direkt nach jedem XLR-Mikrofon platzieren, um effektiv als HPF vor der Verstärkung des Vorverstärkers zu fungieren. Das A15HP leitet auch Phantomspeisung weiter, sodass es mit aktiven Mikrofonen verwendet werden kann.

Wie funktionieren Hochpassfilter?

Wie funktionieren Hochpassfilter? Da ich kein Elektriker bin, musste ich mir diese Frage auch stellen.

Obwohl verschiedene Mikrofone unterschiedliche Designs und Hochpassfilter haben, basieren HPFs alle auf relativ einfachen Schaltungen. Audiosignale von Mikrofonen sind elektrische Wechselstromsignale(normalerweise in Millivolt gemessen) und werden daher durch die elektrischen Schaltkreise im Inneren des Mikrofons geleitet.

Hochpassfilter können, wie die Mikrofone, für die sie entwickelt wurden, aktiv oder passiv sein. Aktive HPFs benötigen in ihrem Design Strom für den Operationsverstärker, während passive HPFs keinen Strom benötigen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Passive HPFs bestehen normalerweise aus Widerstands-Kondensator-Schaltungen(RC-Schaltungen). Das Eingangsaudiosignal(Spannung) durch die Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand wird effektiv umgangen und das Ausgangsaudiosignal wird gefiltert.

Die Grenzfrequenz des Filters wird durch die folgende Gleichung bestimmt:

fc = 1/(2πRC ₎

• f _c ist die Grenzfrequenz(in Hertz)
• R ist der Widerstandswert des Widerstands(in Ohm)
• C ist die Kapazität des Kondensators(in Farad)

Beachten Sie, dass wir einen Tiefpassfilter hätten, wenn wir die Positionen des Kondensators und des Widerstands in der RC-Schaltung vertauschen würden!

Aktive HPFs sind etwas komplexere RC-Schaltungen mit in die Schaltung eingebauten aktiven Operationsverstärkern.

Diese Schaltungsteile sind mit Schaltern in das Mikrofondesign eingebaut. Diese Schalter werden durch Kippschalter am Mikrofonkörper aktiviert. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, wird das Audiosignal vor der Ausgabe durch die RC-Schaltung des Hochpassfilters gesendet. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, geht das Audiosignal überhaupt nicht durch die HPF-RC-Schaltung.

Verwandte Fragen

Haben die Mikrofone Tiefpassfilterschalter? Mikrofonhersteller fügen ihren Mikrofonen keine Tiefpassfilter hinzu. Dynamische Mikrofone haben von Natur aus „gefilterte“ hohe Frequenzen. Kondensatormikrofone, die einen erweiterten Höhenbereich haben, haben dies auch nicht, da hohe Frequenzen die Signalverstärkung nicht so stark beeinflussen wie niedrige Frequenzen. Ggf. Tiefpassmikrofon post.

Welche austauschbaren Optionen bieten Mikrofonhersteller in ihren Mikrofonen an?

• Passive Dämpfungsgeräte(Dämpfungspads)
• Richtcharakteristikschalter(bei Großmembran-Kondensatorkondensatoren mit mehreren Richtcharakteristiken)
• Hochpassfilter
• Präsenz steigern
• Ein-/Ausschalter