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25.02.2020

EQ-Frequenzen und Frequenzbereiche von Instrumenten

Spektren/Tonumfänge in Hertz für das Equalizing nutzen

Welche Frequenzen sind charakteristisch für einzelne Instrumente?

Kaum eine Musikproduktion oder Performance kommt ohne klangliche Optimierungen oder Korrekturen des Frequenzspektrums mithilfe eines Equalizers aus. Aber welche Frequenzen  eines Instruments soll ich boosten oder absenken und wie hängt das mit der Tonhöhe zusammen? Auf diese Frage gibt es natürlich keine pauschale und allgemeingültige Antwort. Sicher helfen euch eine Prise Hintergrundwissen und unsere Übersichten/Tabellen, aus welchen „Zutaten“ sich Töne von Instrumenten (oder der Stimme) zusammensetzen, um euren Workflow bei der Entzerrung einzelner Spuren und Instrumente im Mix zu optimieren.

Tonumfang

Der Tonumfang gibt an, in welchem Notenbereich ein Instrument spielbar ist, wobei die tiefste und höchste Note entsprechend der Stimmung des Instruments einem Frequenzwert zugewiesen werden können. Wenn ein fiktives Instrument den Tonumfang A3 bis A5 besitzt, entspricht dies einem Frequenzbereich von 220 bis 880 Hz, vorausgesetzt der Kammerton a (A4) ist auf den gebräuchlichen Wert 440 Hz gestimmt. Welche Frequenzen den einzelnen Noten entsprechen, seht ihr in der folgenden Tabelle (PDF zum Download):

Welchen praktischen Nutzen hat das Wissen um die Frequenz der gespielten Noten?

Unterhalb der der am tiefsten gespielten Note eines Instruments in einem Musikstück liegen keine musikalischen und in der Regel auch keine klanglich relevanten Informationen vor. Die Frequenz der tiefsten Note ist daher eine gute Basis zum Checken der Sinnhaftigkeit eines Hochpassfilters – ein erster und häufig entscheidender Schritt für ein aufgeräumtes Klangbild im Mix. Wie wir an späterer Stelle sehen werden (Stichwort: "Obertöne"!), lässt sich diese Arbeitsweise leider nicht analog auf die höchsten Töne des Repertoires übertragen. Eine weitere Möglichkeit ist es, „Problemtöne“, wie beispielsweise wiederkehrend penetrante Töne/Saiten einer Gitarre, präzise mit einem EQ in der entsprechenden Frequenz zu bearbeiten.

Obertöne

Mit einem Instrument gespielte und gesungene Töne beinhalten verschiedene Komponenten. So gesellen sich in fast allen Fällen eine hohe Anzahl von Obertönen zur Frequenz des Grundtons. Die Frequenzen der Obertöne entsprechen ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz und werden in der Literatur folgendermaßen bezeichnet:

Grundton (f x 1) 1. Harmonische / 1. Teilton (z.B. 100 Hz - Prime)
1. Oberton (f x 2) 2. Harmonische / 2. Teilton (z.B. 200 Hz - Oktave)
2. Oberton (f x 3) 3. Harmonische / 3. Teilton (z.B. 300 Hz - Quinte)
3. Oberton (f x 4) 4. Harmonische / 4. Teilton (z.B. 400 Hz - Quarte)
4. Oberton (f x 5) 5. Harmonische / 5. Teilton (z.B. 500 Hz - große Terz)
5. Oberton … (u.s.w.)

Hieraus ergeben sich verschiedene Intervalle zum Grundton und den vorherigen Teiltönen, wodurch die individuelle Obertonstruktur eines Tons oder Klangs einen äußerst prägenden Charakter hat und in hohem Maße dafür mitverantwortlich ist, dass wir verschiedene Instrumente voneinander unterscheiden können. Leider kann man das Wissen um die Obertöne nicht formelhaft nutzen, da die meisten Instrumente zumindest das Potential haben, relevante Obertöne bis zur Obergrenze des Hörbereichs (und natürlich auch darüber hinaus) zu erzeugen. Wie deutlich diese „hohen“ Obertöne in Erscheinung treten und ggf. für EQ-Eingriffe relevant sind, hängt von verschiedenen Dingen ab. Selbst mit einem einzelnen Instrument lassen sich je nach Tonlage und Spielintensität sehr unterschiedliche Obertonintensitäten von „dunkel bis hell“ entlocken. Nennenswert ist, dass in einigen Fällen der Grundton in Relation zu den Obertönen sehr schwach ausgeprägt ist, wie beispielsweise in den tiefen Lagen der Oboe oder beim Fagott. Das Wissen um derartige „Artefakte“ könnte man dazu nutzen, gezielt die Frequenzen vom Grundton und ggf. den Oktavlagen anzuheben, sofern einzelne Instrumententöne im musikalischen Kontext eine mangelhafte Tonalität aufweisen. 

Achtung Tiefenstaffelung!

Nur weil bei einigen obertonreichen Instrumenten viel im oberen Frequenzbereich stattfindet, heißt das nicht, dass es zwingend zweckdienlich ist, sämtliche Obertöne präsent zu hören. Da hohe Frequenzen weniger Energie als tiefe Frequenzen besitzen, erreicht man häufig ein natürlicheres Klangbild, wenn Instrumente, die sich auf der realen oder imaginären Bühne weiter hinten befinden, nicht zu intensiv strahlen und gerne auch mal etwas matter klingen dürfen. Bei solistischen Parts ist dagegen häufig ein umgekehrtes Vorgehen sinnvoll.

Formanten und unharmonische Komponenten

Neben der Obertonreihe besitzen Instrumente noch weitere Eigenschaften zur Klangformung. Viele Instrumente haben einen Resonanzkörper, der zur Verstärkung und/oder Klangformung dient und oftmals weitere Anbauteile, die den charakteristischen Klang eines Instruments beeinflussen. Die Form (Körper, Hohlräume) und das verwendete Material sind für Ausprägungen verschiedener Frequenzen/Frequenzbereiche verantwortlich, die man als Formanten bezeichnet. Dass Formanten quasi unabhängig von der gespielten oder gesungenen Tonhöhe auftreten, sieht man am Beispiel des Vokals „A“, dessen Formant-Zentren bei 1 und 1,4 kHz liegen und den man selbstverständlich in hiervon abweichenden Tonhöhen/Frequenzen singen kann. Anhand der nachfolgend aufgelisteten Vokale, werden häufig auch die charakterisierenden Formanten von Musikinstrumenten beschrieben.

Stimmformanten:

Vokal unterer Formant oberer Formant
U 300 800Hz
Ü 300 1700 Hz
I 300 3200 Hz
O 500 1000 Hz
Ö 500 1500 Hz
E 500 2300 Hz
Å 700 1200 Hz
Ä 750 1800 Hz
A 1000 1400 Hz

Klangempfinden bei Anhebung von Frequenzbereichen

Frequenzbereich assoziiertes Klangempfinden
200 bis 400 Hz sonor
400 bis 600 Hz voll, dick
800 bis 1200 Hz markant
1200 bis 1800 Hz nasal
1800 bis 2600 Hz hell, frisch
2600 bis 4000 Hz brillant
8000 Hz spitz, scharf, bissig
> 10000 Hz offen, glänzend

Das Wissen um Formanten von Instrumenten ist ein wichtiges Kriterium bei der Mikrofonauswahl. So sollte ein geeignetes Mikrofon in der Regel nicht die identische Ausprägung besitzen und entsprechende Frequenzbereiche penetrieren. Sollte dies mangels Mikrofonauswahl dennoch eintreten, was nicht selten der Fall ist, bietet sich der EQ zur Entzerrung an.

Neben den Formanten sind die Spielgeräusche eines Instruments ein weiteres Erkennungsmerkmal, das in den meisten Fällen (Ausnahme sind z.B. gestrichene Instrumenten) am Anfang eines Tons in Erscheinung tritt. Auch hier gibt es in vielen Fällen bereits große Unterschiede, schon bei einem einzelnen Instrument, abhängig von der Spielintensität sowie dem Material verwendeter „Spielhilfen“ wie Sticks, Schlägel, Plektren, Finger u.s.w.. Nicht selten können überpräsente Spielgeräusche Probleme im Mix in den mittleren und höheren Frequenzen verursachen, die man mit dem EQ mindern kann. Ein dynamischer Equalizer, der lediglich problematische Amplituden bearbeitet, wäre hierfür ein besonders geeignetes Werkzeug.

Frequenzbereiche: Tabellen

Zum Verständnis und zur Anwendung der Übersicht „Frequenzbereiche von Instrumenten"

Das Ziel der folgenden Übersichten ist es, je Instrument einen möglichst repräsentativen Überblick über den tonalen Umfang sowie spektrale Besonderheiten und weitere Charakteristika zu bieten. Aufgrund diverser Instrumentenvarianten, alternativer Stimmungen/Stimmmöglichkeiten, spezieller virtuoser Spieltechniken und einer Vielzahl weiterer Gründe ist die Realität allerdings komplexer als hier dargestellt. Das bedeutet: Abweichungen gegenüber dem individuellen Instrument, das ihr aufnehmen oder im Mix bearbeiten möchtet, sind nicht auszuschließen. Allerdings sollten euch die Angaben eine Hilfe sein, indem sie ein Gefühl vermitteln, auf welche Bereiche, Resonanzen oder Artefakte geachtet werden sollte.

Frequenzbereiche Gitarreninstrumente

Frequenzbereiche Streicher und Harfen

Frequenzbereiche Holzbläser

Frequenzbereiche Blechblasinstrumente

Frequenzbereiche Schlaginstrumente

Frequenzbereiche Tasten- und elektronische Instrumente

Frequenzbereiche Stimmen

Fazit

Tipp: Setzt den EQ grundsätzlich so wenig wie möglich und soviel wie nötig ein ;-) Allerdings können aufnahmeseitige Artefakte (Raum, Mikrofon, Übersprechungen) Eingriffe erforderlich machen, die über das Maß der Bearbeitung sauberer Instrumenten- und Gesangsaufnahmen hinausgehen. Weiterhin sind gezielt kreative Verfremdungen einzelner Instrumente oder Mixelemente ein häufig verwendetes Stilmittel. Wichtig für Profis wie auch Einsteiger: Bei intensiven EQ-Bearbeitung von Instrumenten ist ein regelmäßiger Vergleich zu Referenzproduktionen immer wieder hilfreich, bevor man sich verzettelt und seinen Mix „verschlimmbessert“! 

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