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Der Einsatz von Low Cuts in Mix und Recording

Das Low-Cut-Filter ist ein im Tonstudio allgegenwärtiges und elementares Hilfsmittel, das sowohl Bestandteil vieler Hardwaregeräte als auch klangformender Plug-ins ist.

(Quelle "Schere": Shutterstock / grmarc)
(Quelle “Schere”: Shutterstock / grmarc)

Die Aufgabe des Filters – das Absenken „tiefer“ Frequenzen – ist simpel und auch die Bedienung beschränkt sich in vielen (allerdings nicht allen) Fällen auf das Ein- und Ausschalten. Was macht das Low-Cut-Filter so wichtig und was gibt es Interessantes zu berichten? 

Was macht ein Low Cut?

Für den Low Cut (dt. Tiefensperre) oder das Low-Cut-Filter (LCF) sind auch eine Reihe anderer Bezeichnungen und Abkürzungen gebräuchlich – und übrigens ist für technische Filter eigentlich das Neutrum korrekt. Statt „das Filter“ kann man aber auch ruhig „der Filter“ sagen. Insgesamt sind folgende Bezeichnungen im Umlauf:

  • High Pass 
  • High-Pass-Filter 
  • Low Cut 
  • Low-Cut-Filter 
  • Hochpass-Filter
  • Bass-Cut-Filter
  • Trittschallfilter
  • Rumpelfilter
  • Tiefensperre
  • Abkürzungen und Kurzwörter wie HPF, LCF, HiPass und LoCut

Anhand der genannten Begriffe erkennt auch ein Halbgescheiter, dass dieses spezielle Filter tiefe Frequenzen „abschneidet“ beziehungsweise hohe Frequenzen passieren lässt. Das sogenannte „Abschneiden“ geschieht unterhalb einer Grenzfrequenz, die je nach Ausstattung des Filters fix oder flexibel ist, während die Intensität der Dämpfung anhand der sogenannten Ordnung des Filters definiert wird.

Fotostrecke: 2 Bilder Die Low-Cut-Kurve bei 6 dB/Okt. Wie man erkennen kann, werden auch Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz (roter Punkt) beeinflusst.
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Die Flankensteilheit gibt Aufschluss darüber, wie stark die Dämpfung der Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz ist. In der Audiotechnik wird dieser Wert in der Regel in dB pro Oktave (dB/Okt.) angegeben, sprich welcher Dämpfungswert liegt bei der Hälfte der Grenzfrequenz bei einem Low Cut vor. 
Beispiel: Liegt die Grenzfrequenz eines Low Cuts mit 6 dB/Okt. bei 100 Hz, so werden die Signalanteile bei 50 Hz um 6 dB gedämpft.

 

Typische Flankensteilheiten (und alternative Bezeichnungen) sind:

6 dB/Okt.Filter 1. Ordnung1-Pol-Filter
12 dB/Okt.Filter 2. Ordnung2-Pol-Filter
18 dB/Okt.Filter 3. Ordnung3-Pol-Filter
24 dB/Okt.Filter 4. Ordnung4-Pol-Filter
48 dB/Okt.Filter 8. Ordnung8-Pol-Filter

Viele analoge Studiogeräte, die mit einem Low-Cut-Filter ausgerüstet sind, verfügen über eine der oben genannten Flankensteilheiten, wobei 12 dB/Okt. am häufigsten anzutreffen ist. In manchen Geräten ist die Flankensteilheit abhängig von der wählbaren Grenzfrequenz und in Ausnahmefällen findet man in analogen Geräten auch Filter deutlich höherer Ordnung, wie etwa einen 10-Pol-Tiefpass (@18 kHz), was einer Dämpfung von sagenhaften 60 dB/Okt. entspricht, im Massive Passive von Manley. Generell gilt aber, dass Filter höherer Ordnung ihre Effektivität unter Umständen mit Phasenverschiebungen und Klangveränderungen, teilweise außerhalb des Bereichs der Grenzfrequenz erkaufen. Ob derartige Artefakte tolerierbar, wünschenswert oder unerwünscht sind, hängt stark vom Einzelfall ab. Somit kann man die üblicherweise in analoger Hardware verbauten Filter als guten Kompromiss aus moderater Effektivität und Klangneutralität ansehen. Für effektivere Flankensteilheiten (etwa 48 db/Okt.) sowie die zielgerichtete Auswahl zwischen alternativen Filterkurven (z.B. Butterworth, Bessel, Tschebyscheff) nutzt man in der Praxis eher digitale Plugin-Varianten, idealerweise in phasenlinearen Modi (sofern vorhanden).

Fotostrecke: 3 Bilder Für effektivere Dämpfungen verwendet man in der Regel digitale Low Cuts: hier das Butterworth6-Filter des UAD Cambridge EQ.
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FilterartEigenschaften
Bessel-FilterFlankensteilheit im Bereich der Grenzfrequenz gering; gute Phasentreue und glatter Frequenzgang oberhalb der Grenzfrequenz
Butterworth-FilterFlankensteilheit im Bereich der Grenzfrequenz gering; geringe Amplitudenabweichung im gesamten Spektrum; entspricht CR-Hochpass
CR (RC)-Hochpass (1. Ordnung)passive Filterschaltung aus Kondensator und Widerstand; höhere Ordnung durch Kaskadierung
Elliptisches Filter (Cauer-Filter)Welligkeit (Klangveränderungen); sehr hohe Flankensteilheit, schlechte Latenz und Phasentreue
LC-Hochpass (2. Ordnung)passive Filterschaltung aus Kondensator und Spule
Linkwitz-Riley-Filterkaskadierte Butterworth-Filter; Anwendung in Frequenzweichen
RL-Hochpass (1. Ordnung)passive Filterschaltung aus Widerstand und Spule; höhere Ordnung durch Kaskadierung
Tschebyscheff-FilterWelligkeit im Sperrbereich; hohe Flankensteilheit, schlechte Latenz und Phasentreue

Wo findet man Low Cuts?

Bei Low-Cut-Filtern handelt es sich zunächst einmal um elektronische Bauteile, die in vielen Studiogeräten anzutreffen sind. Häufig ist der Low Cut ein Bestandteil der EQ-Sektion von Mischpulten und Stand-alone-Equalizern – in vielen Fällen ergänzend zur herkömmlichen Bassregelung als Shelving- oder Bell-Filter. Weiterhin gehören Low Cuts schon fast zur Standardausstattung von Mikrofonvorverstärkern, Channelstrips und auch Mikrofonen. Neben dem deutlich prominenteren High Cut/Tiefpassfilter findet man in vielen Synthesizern ebenfalls ein Low-Cut-Filter zum Kreativeinsatz, was für diesen Workshop aber von sekundärem Interesse ist. Im digitalen tontechnischen Bereich sind Low Cuts in Form von Emulationen und sonstigen Plugins omnipräsent und ihren analogen Ahnen in Bezug auf Flexibilität und Phasentreue weitgehend überlegen.

Fotostrecke: 3 Bilder Auch günstige Mikrofone sind häufig mit einem Low Cut ausgestattet.
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Wo ist die Verwendung des Low Cuts sinnvoll?

Prinzipiell können Low Cuts auf sämtlichen Spuren, Bussen sowie der Stereosumme gewinnbringend eingesetzt werden, in vielen Fällen ist die Dämpfung tiefer Frequenzen sogar von elementarer Wichtigkeit, um ein professionell klingendes Ergebnis zu erreichen. Nicht selten treten bei Mikrofonaufnahmen tieffrequente Artefakte auf, die sich weit unterhalb des Nutzsignals befinden. Beispiele hierfür sind Netzbrummen (50/60 Hz) sowie vielfältige Geräusche (Plopplaute, Trittschall, Griffgeräusche, sogar Atmer bei Nahbesprechung), die das Signal sowie den kompletten Mix negativ beeinträchtigen können. All dies begründet den Einsatz von Low-Cut-Filtern bereits in der Aufnahmekette, sofern die Mics, Preamps oder Channelstrips hiermit ausgestattet sind.
Weiterhin ist es in vielen Fällen sinnvoll, auch das tieffrequente Fundament „problemloser“ Spuren oder Busse dort zu entschlacken, wo es musikalisch oder klangästhetisch keine Relevanz besitzt. Dies begünstigt einen aufgeräumten und transparenten Mix „ohne Ballast“ und unnötige Pegelspitzen bei der Summierung. Dass viele Mastering Tools ebenfalls über einen Low-Cut-Filter verfügen, weist darauf hin, dass die Dämpfung „tiefster“ Frequenzen einer definierten und druckvollen Basswiedergabe zuträglich sein kann. Ein Low-Cut-Filter, dessen Grenzfrequenz je nach Material zwischen 25 und etwa 40 Hz variiert ist in meinen Produktionen/Mixes stets das erste Glied der Masteringkette.

Fotostrecke: 2 Bilder Gemäß Analyzer liegen auf diesem Summensignal noch kritische Signalanteile unterhalb von 30 Hz vor.
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Wie wird der Low Cut richtig eingesetzt?

Generell ist es aus eigener Erfahrung tendenziell unproblematisch und absolut nicht ungewöhnlich, dass im Produktionsverlauf mehrere Low-Cut-Filter auf einer Spur zum Einsatz kommen. Die Aktivierung des Filters im Mikrofon und/oder Preamp während der Aufnahme ist in den meisten Fällen empfehlenswert, aufgrund der häufig eher sanften Dämpfung der analogen Filter allerdings selten komplett ausreichend, sodass im Editing oder Mix häufig weitere Säuberungsaktionen im Bassbereich erforderlich sind. Im Gegensatz zu vielen analogen Low Cuts ist man bei der Anwendung digitaler Filter oder Plugins ziemlich flexibel. So lassen sich die Grenzfrequenz und die Intensität/Kurve der Dämpfung gezielt anpassen, um die gewünschte Klangverbesserung zu erzielen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, an welcher Stelle im Signalfluss das Filter zur Tat schreitet. Tiefe Frequenzen haben eine hohe Energie, wodurch die Gefahr besteht, dass nachfolgende Dynamikprozessoren wie Kompressoren unnötig plakativ ins Klanggeschehen eingreifen. Dementsprechend ist es in vielen Fällen sinnvoll, das Low-Cut-Filter vor der Dynamikbearbeitung zu platzieren, was viele Mischpulte flexibel ermöglichen, sofern die Filter nicht sowieso im Signalfluss fix vor den Dynamics platziert sind. Zusätzlich bieten einige Channelstrips die Möglichkeit, bei Bedarf den Low Cut aus dem hörbaren Signalweg herauszulösen und in der sogenannten Sidechain zuzuweisen. In diesem Fall werden die tiefen Frequenzen lediglich im Steuersignal des Kompressors reduziert, was eine sehr zielgerichtete und auch kreative Klangformung ermöglicht.

Fotostrecke: 2 Bilder Die Filtersektionen der UAD-Varianten prominenter Mischpulte: Der SSL Channelstrip ermöglicht eine flexible Platzierung samt Sidechain-Option, während die Filter im Neve 88RS fix hinter dem Preamp (und vor den Dynamics) platziert sind.
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Kann man ein Low-Cut-Filter auch falsch einsetzen?

Wie bei jedem Werkzeug besteht auch beim Low Cut die potenzielle Gefahr, über das Ziel hinauszuschießen – im Endeffekt sollte das Ohr die letzte Entscheidungsinstanz sein. Je nach Abhörsituation (z.B. „kleine“ Speaker) ist es aber unter Umständen ungünstig, die Auswirkungen tiefster Frequenzen auf Fullrange-Monitoren vorherzusehen, sodass es nach meiner Erfahrung legitim und tendenziell unproblematisch ist, „auf Verdacht“ oder mithilfe eines Analyzers tiefe Frequenzen, die grob im Bereich der Hörgrenze liegen mit einem Low-Cut-Filter abzusenken. In seltenen Fällen können zu hohe fixe Grenzfrequenzen, etwa bei einigen Mikrofonen, das Nutzsignal in Mitleidenschaft ziehen. Hier gilt dann der polarisierende Satz: „Fix it in the mix!“. Ein weiteres potenzielles Problem sind Phasenverschiebungen, die generell durch den Einsatz von Filtern hervorgerufen werden können und im ungünstigsten Fall zu einem unbefriedigenden Klangergebnis führen. Sollte dies der Fall sein, dann probiert doch einfach eine phasenlineare Filter-/EQ-Variante aus, die zur Ausstattung vieler DAWs gehört und ansonsten natürlich auch von vielen Plugin-Herstellern angeboten wird.

Der Spezialist zur phasenlinearen Bearbeitung tiefer Frequenzen: der LinEQ Lowband von Waves
Der Spezialist zur phasenlinearen Bearbeitung tiefer Frequenzen: der LinEQ Lowband von Waves

Fazit

Low-Cut-Filter sind ein effektives und generell simpel und problemlos zu verwendendes Hilfsmittel, um eure Musik- oder Audioproduktion auf Vordermann zu bringen und das sowohl zur Korrektur als auch zur kreativen und ästhetischen Klanggestaltung einen hohen Nutzwert hat. 

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von Peter Könemann

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