• Wat zijn filters en waarom gebruiken we ze?
• Hoe gebruiken we verschillende filters om geluid vorm te geven?
• Ontdek de verschillende soorten filters en weet wanneer u ze moet gebruiken.

Audiofilters zijn eenvoudige maar krachtige hulpmiddelen voor het vormgeven van geluid die al heel lang worden gebruikt, maar nog steeds erg belangrijk zijn voor moderne productie.

Filters hebben de mogelijkheid om de toon van elk geluid volledig te veranderen en worden het vaakst gebruikt om frequenties te verwijderen. Maar filters worden ook gebruikt om bestaande frequenties te versterken en het niveau ervan te verhogen, want zodra een frequentiebereik is geïsoleerd, kan het vervolgens worden versterkt.

Er zijn veel verschillende audiofiltertypen die verschillende doeleinden dienen. Bij elk verschillend filtertype vindt u gemeenschappelijke bedieningselementen die bij alle typen min of meer op dezelfde manier werken.

Hoewel het intimiderend kan lijken om te leren hoe ze allemaal werken, hebben we deze gids samengesteld om u wegwijs te maken in de wereld van de filters.

In dit artikel zullen we kijken naar alle soorten – zowel gemeenschappelijke als ongewone – en breken ze gemakkelijk, zodat u precies weet wat ze doen.

P.S. Ga naar dit artikel voor een uitsplitsing van de verschillende soorten EQ’s.

Wat is een filter?

In het algemeen, filters verwijderen bepaalde frequenties uit geluiden, of isoleren ze voor het stimuleren. Dit geldt althans voor de meest voorkomende filtertypen, en hoe ze het geluid precies vormgeven, hangt af van de gebruikte instellingen.

Filters zijn belangrijke componenten in de gereedschapskist van de producer – zonder hen zouden we geen EQ’s, phasers, multibandcompressors en vele andere fundamentele effecten hebben.

In feite zijn filters in de meeste effecten op de een of andere manier te vinden. Telkens wanneer je de klankkleur van een geluid moet veranderen, is de kans groot dat er filters aan te pas komen. Als we bijvoorbeeld de hoge tonen van een galm dempen, gebruiken we daarvoor een laagdoorlaat- of shelffilter. Ook zijn toonregelaars op elektrische gitaren verbonden met filters die het signaal van de pickups vormgeven.

Filters komen ook veel voor in synthesizers en zijn verantwoordelijk voor veel klassieke synth-klanken.

Gemeenschappelijke regelaars

Alle filters vertrouwen op slechts een paar regelaars voor een breed scala aan toonvormende opties. Deze regelaars zijn op alle filters op een of andere manier te vinden, maar werken anders, afhankelijk van het type filter.

Frequency / Cutoff / Hz

Dit is de meest cruciale regelaar van een filter. Hiermee kunt u instellen waar het filter actief is in termen van de frequenties die we kunnen horen. De term “cutoff” wordt vaak gebruikt omdat deze het best beschrijft hoe bepaalde filters (zoals laagdoorlaat- en hoogdoorlaatfilters) de frequenties voorbij dit punt geleidelijk “afrollen”.

Door de afsnijfrequentie langzaam te verschuiven, kunnen we filter sweeps doen die geleidelijk frequenties in een geluid introduceren of eruit verwijderen. Dit is een veelgebruikte techniek in techno- en housemuziek, waarmee producers kunnen jongleren met elementen zonder alleen te vertrouwen op volumefades.

Hier is een klassieke housetrack van Anthony “Shake” Shakir die gedurende de eerste minuut een langzame filter sweep gebruikt om beweging en momentum te creëren:

Als we de kantelfrequentie veel sneller verplaatsen, kunnen we wah-wah- en “pratende” effecten krijgen. Dit is geen toeval – onze mond is in wezen een filter dat vorm geeft aan de ruwe harmonischen die door onze stembus worden geproduceerd.

Snellere cutoff-modulatie wordt meestal gedaan in synthesizers, en dit is de sleutel tot tokkelende synthesizerbaspatches en snelle stabs. Met name de legendarische Roland TB-303 maakt gebruik van korte envelope-tijden om de cutoff-frequentie te moduleren, een belangrijk onderdeel van het acid techno bass-geluid.

Dit nummer van Richie Hawtin (als Plastikman) maakt geweldig gebruik van de TB-303. Alleen al door de afsnijfrequentie te verplaatsen, wordt de eenvoudige baslijn veel interessanter.

Merk op dat in dit nummer de afsnijfrequentie wordt gemoduleerd door zowel de envelope van de 303 als handmatige veranderingen door Richie.

Samenvattend, de afsnijfrequentie van een filter is waar de actie plaatsvindt, en een enorme hoeveelheid interesse kan worden toegevoegd aan een geluid door het alleen maar te verplaatsen.

Maar eigenlijk zou geen discussie over de Roland TB-303 of “pratende” filters compleet zijn zonder een begrip van resonantie…

Resonantie / Q / Emphasis / Feedback

Deze regelaar voegt een smalle boost toe rond de afsnijfrequentie die in volume toeneemt bij hogere resonantie-instellingen. Dit benadrukt het afsnijpunt, en kan het geluid volledig overnemen als het tot het maximum wordt ingedrukt.

Sommige filters zullen bij hoge instellingen “zelfoscilleren”, waardoor een sinusgolf wordt geproduceerd die nuttig kan zijn voor speciale effecten. Op de Roland TR-808 drummachine worden zelfoscillerende filters gebruikt om de kick- en tom-klanken te produceren in plaats van zuivere sinusvormige oscillatoren. Door de afsnijfrequentie snel naar beneden te vegen, produceert de TR-808 punchy percussiegeluiden.

Resonantie is sterk verbonden met het “karakter” van een filter, en zelfs kleine veranderingen in de lagere resonantie-instellingen kunnen een verschil maken voor hoe de cutoff-beweging wordt waargenomen. Kijk eens hoe resonantie de helling van het filter in dit voorbeeld verandert…

Op een parametrische EQ, zoals Live’s EQ8, wordt resonantie aangeduid als Q. De rol verandert afhankelijk van het filtertype, en is niet altijd strikt een boost.

Dit voorbeeld toont een baslijn gemaakt met de Arturia Moog Modular V. De resonantie neemt toe met elke loop:

Slope / Poles

Dit bepaalt hoe streng het filter de frequenties voorbij het cutoff punt afrolt en wordt meestal gemeten in dB per octaaf. Een filter met een steile helling wordt vaak beschreven als “scherp” of “streng”, met weinig activiteit voorbij de afsnijfrequentie.

Deze regeling is zelden “variabel” vanwege de manier waarop filters zijn ontworpen. Dit betekent dat de helling meestal wordt geregeld door een schakelaar of menu in plaats van een knop zoals cutoff en resonance.

Persoonlijk merk ik de helling meer in synth filters wanneer de cutoff wordt gemoduleerd door een envelope of LFO. Ik hou van een scherpere helling voor snelle geluiden, en een zachtere helling voor strijkers, pads, en alles wat ik “rijk” wil laten klinken. Een scherpe roll-off is ook handig voor het verwijderen van rumble uit een drum break of vinyl sample wanneer je een high-pass filter gebruikt.

Het is gebruikelijk om termen als 12dB en 24dB hier gebruikt te zien (of -12dB en -24dB). U kunt dit getal ook gecombineerd zien met het filtertype, dus LP24 voor een laagdoorlaatfilter en BP12 voor een banddoorlaatfilter. Dit betekent dat de demping bij één octaaf voorbij het afsnijpunt (bijv. 880 Hz bij een afsnijpunt van 440 Hz) 12 of 24 decibel lager is dan bij de andere frequenties tot en met het afsnijpunt.

We meten meestal in octaven omdat dat de gemakkelijkste vertaling is om te begrijpen. Misschien ben je verbaasd om hier “muzikale” termen te zien opduiken. Maar er is een sterk verband tussen hoe wij muziek begrijpen en hoe wij de algemene klankkleur en textuur van audio waarnemen. Als u zich hier verder in wilt verdiepen, is een goed beginpunt de harmonische reeks.

Audio filtertypen

Er zijn veel verschillende filtertypen die u waarschijnlijk zult tegenkomen bij het produceren, mixen en gebruiken van synthesizers. Zoals gezegd geeft de naam meestal al een aardig idee over wat het filter met het geluid doet. Soms is het niet zo duidelijk, en het is altijd goed om je terminologie toch even op te frissen.

Low-Pass Filters

Dit is aantoonbaar het meest voorkomende filtertype. Eenvoudig gezegd, een laagdoorlaatfilter laat frequenties door die lager zijn dan de cutoff, en snijdt de frequenties boven de cutoff geleidelijk af. Dit filtertype wordt vaak afgekort tot LP of LPF. Soms wordt een laagdoorlaatfilter een hoog-afsnijfilter genoemd, vooral bij EQ’s.

We gebruiken laagdoorlaatfilters om:

• de lage tonen van een opname te isoleren.
• ruwere hoge frequenties te verwijderen en warmte te creëren.
• Behoud de fundamentele frequentie van een geluid terwijl harmonischen worden verwijderd.
• Maak lage-doorlaatfilters.

Eén reden waarom laagdoorlaatfilters zo gebruikelijk zijn, is omdat ze harmonischen uit een geluid kunnen verwijderen terwijl de fundamentele frequentie behouden blijft. Dus je kunt nog steeds de body van een geluid te houden, terwijl het snijden van een aantal hardere hogere frequenties. Dit maakt ze “muzikaler” dan band- en hoogdoorlaatfilters, die in de meeste gevallen de belangrijkste frequenties voor het overbrengen van muzikale toonhoogte zullen verzwakken.

Laagdoorlaatfilters kunnen muziek ook laten klinken alsof ze uit een andere kamer komt, door de manier na te bootsen waarop lage tonen door muren reizen terwijl hogere frequenties worden verzwakt.

Als een synthesizer maar één filter heeft, zal het deze zijn. Meestal is dit het geval met analoge hardware synths, waar extra componenten de productiekosten aanzienlijk kunnen verhogen. Hoewel onze moderne VST supersynths een schat aan filteropties hebben, worden laagdoorlaatfilters nog steeds het meest gebruikt.

In dit audio-voorbeeld worden geluiden bewerkt met laagdoorlaatfilters, allemaal met verschillende cutoff- en resonantie-instellingen. U hoort eerst de droge geluiden, daarna worden ze herhaald met het filter.

Hoogdoorlaatfilters

Zoals u misschien zou verwachten, is een hoogdoorlaatfilter het tegenovergestelde van een laagdoorlaatfilter. In dit geval worden dus frequenties onder de cutoff verwijderd, terwijl hogere frequenties behouden blijven. We gebruiken hoogdoorlaatfilters vooral voor het verwijderen van rumble en andere subharmonische ruis uit instrumenten.

Het is een goede gewoonte om een hoogdoorlaatfilter te gebruiken om alle frequenties onder de laagste fundamentele frequentie van uw geluid te verwijderen.

Bijv. als u een gitaarpartij hebt die niet lager gaat dan 140Hz, is het veilig om een hoogdoorlaatfilter te gebruiken waarvan de cutoff net onder 140Hz is geplaatst. Dit zorgt ervoor dat er geen belangrijke fundamentele frequenties worden verwijderd, terwijl het gerommel dat de headroom zou kunnen opeten, wordt gedempt.

Hoewel sommigen beweren dat er faseverschuivingen worden geïntroduceerd die nadelig zijn voor het geluid (zoals met alle filters), worden de vermeende nadelen van het gebruik van hoogdoorlaatfilters ruimschoots overtroffen door de voordelen die worden geboden door het verwijderen van onnodige lagere frequenties.

Zonder hoogdoorlaatfilters zou mixen veel moeilijker zijn, omdat rumble en andere sub-harmonische ruis de headroom zouden opslokken die we nodig hebben om een evenwichtige mix te leveren. Onze compressors en limiters zijn afhankelijk van nauwkeurige signaalniveaus om correct te functioneren, maar rumble verwart ze, waardoor ze worden geactiveerd wanneer ze niet nodig zijn.

High-pass filters lossen dit probleem op en stellen ons in staat om schonere, strakkere mixes te maken.

We gebruiken high-pass filters om:

• Rommel en alle andere ruis onder de laagste fundamentele frequentie van een geluid te verwijderen.
• Baslijnen en kickdrums verwijderen bij het samplen en maken van mixes.
• Creëer spanning voor een drop, zodat er meer impact is wanneer de low-end terugkeert.

Hier hebben we dezelfde geluiden als voorheen door een hoogdoorlaatfilter laten lopen:

Banddoorlaatfilters

Een banddoorlaatfilter verwijdert geleidelijk frequenties zowel onder als boven de cutoff, waardoor slechts een smalle “band” audio wordt doorgelaten. Ze zijn erg handig wanneer u slechts een selecte reeks frequenties wilt isoleren. Hoewel banddoorlaatfilters ook kunnen worden benaderd door zowel laag- als hoogdoorlaatfilters te combineren, zijn ze gemakkelijker om mee te werken omdat u niet met twee sets regelaars hoeft te jongleren.

Banddoorlaatfilters zijn erg handig wanneer ze worden gebruikt in complexe effectketens, zoals multitap-delays. Door effecten te hebben die alleen op bepaalde frequenties worden toegepast, kunnen we zeer gedetailleerde ketens maken die de mix niet te druk maken.

Banddoorlaatfilters hebben de neiging broos en blikkerig te klinken, en zijn nuttig voor het imiteren van luidsprekers met een beperkt frequentiebereik, zoals klokradio-luidsprekers, intercomsystemen en bullhorns. Banddoorlaatfilters kunnen worden toegepast op menselijke spraak om te klinken als een oude telefoon, en dit is nog steeds een veelgebruikt effect.

Maar we kunnen banddoorlaatfilters ook gebruiken om laagfrequente componenten in een geluid te isoleren, of om het laag-midden op te fluffen. Dus ook al zijn ze geweldig voor het nabootsen van waardeloze luidsprekers, vergeet niet dat ze ook kunnen worden gebruikt om de “warme” elementen van een geluid te versterken.

We gebruiken banddoorlaatfilters om:

• Specifieke frequentiebanden te isoleren en te bewerken.
• Meerbandseffecten te creëren.
• Audio “lo-fi” te maken door oude luidsprekers en telefoons te simuleren.
• Warmte creëren door lage tonen te isoleren en te versterken.

Laten we nu eens luisteren hoe een banddoorlaatfilter de geluiden verwerkt die we hebben gebruikt:

Band-Stop Filters

Als je hebt geraden dat een band-stop filter het tegenovergestelde is van een banddoorlaatfilter, dan heb je het bij het rechte eind! Bij een band-stop filter wordt alles doorgelaten behalve de band met frequenties rond de cutoff.

Met behulp van de Q / resonantie-instelling kunt u het filter “verscherpen” om slechts een smal bereik van frequenties uit te sluiten. Dit is handig voor het dempen van microfoonfeedback in live settings, of voor het verwijderen van elektrische brom, zonder de audio merkbaar te beïnvloeden.

Band-stop filters worden ook wel band-reject of notch filters genoemd.

Ze komen niet zo vaak voor als andere filtertypen, omdat we meestal alleen EQ gebruiken om ongewenste frequenties te verwijderen als we in een DAW werken. Ze zijn eerder te vinden “onder de motorkap” in elektronische audioapparatuur om een specifieke functie uit te voeren, zoals het verwijderen van grondruis.

Ze zijn echter heel nuttig voor speciale effecten, en je kunt fasergeluiden maken door de cutoff te moduleren met een LFO.

Zie ook

Is het gebruik van Synth Presets valsspelen? Nee (hier is waarom)

We gebruiken band-stop filters om:

• Problematische frequenties zoals grondbrom en microfoonfeedback te verwijderen.
• Creëer mid “scoops” met lagere Q instellingen.
• Creëer phaser-achtige effectketens.

Hier ziet u een band-stop filter in actie:

Peak Filters

Een peak filter laat alle frequenties door, maar versterkt nog wel de frequenties rond de cutoff met de resonantieregelaar. We gebruiken dus gewoon piekfilters om de frequenties te versterken die ons bevallen.

Met piekfilters kunnen we nog steeds klassieke “sprekende” filtereffecten maken zonder frequenties te verwijderen.

Piekfilters zijn typisch te vinden op equalizers, maar dan met een gain-regeling voor boosts en cuts, en een Q-regeling voor de bandbreedte. Ze zijn in deze context dus wat flexibeler, en worden misschien niet als echte piekfilters beschouwd. Ableton’s EQ8 noemt ze bijvoorbeeld “bell filters”.

Peak filters komen nog minder voor dan band-stop filters, simpelweg omdat we EQ meestal gewoon gebruiken om frequenties te versterken.

Je kunt een peak filter maken door de uitgang van een band-pass filter te mengen met het droge signaal.

We gebruiken peak filters om:

• Geselecteerde frequenties te boosten zonder cuts toe te passen.
• Equalize audio.
• Creëer “transparante” resonante filter effecten zonder cuts.

Shelf Filters

Shelf filters zijn bedoeld om een breed scala aan frequenties gelijkmatig te versterken of te verzwakken, in plaats van ze af te rollen op een manier waarbij alles geleidelijk aan zachter wordt. Er zijn twee veel voorkomende soorten shelffilters: low shelf en high shelf.

Een low shelf filter versterkt (of vermindert) alles onder de afsnijfrequentie, zodat u het laag gelijkmatig kunt regelen. Hierdoor heb je een betere controle over deze frequenties zonder dat er vreemde pieken ontstaan die alleen bij bepaalde noten opvallen. Als u tevreden bent met het algemene geluid van uw instrument, maar de sub-bas een beetje wilt terugschroeven, is een laagdoorlaatfilter hier de oplossing.

Omgekeerd zal een hoogdoorlaatfilter de algemene helderheid van een geluid veranderen, en voegt het niet zo veel “karakter” toe als de roll-off

Hoewel het verleidelijk kan zijn om gewoon een laagdoorlaatfilter te gebruiken om dingen glad te strijken, kan dit onnatuurlijk klinken op bepaalde instrumenten, met name bekkens. Door in dit geval een hoogdoorlaatfilter te gebruiken, wordt de ruwheid weggenomen, terwijl de helderheid behouden blijft.

In een equalizer verandert de Q-regelaar van een laagdoorlaatfilter hoe de frequenties rond de cutoff reageren. Lage waarden zorgen voor een “geleidelijke” shelf, terwijl hogere waarden een “strenge” shelf creëren die zich zeer snel na het cutoff punt vormt. Het is het gemakkelijkst om je ogen te gebruiken om te begrijpen wat hier gebeurt…

Nogmaals, shelf filters komen vaker voor binnen EQ en andere effecten dan op zichzelf. Als je zelf een shelf filter wilt maken, neem dan een laag- of hoogdoorlaatfilter, en meng de uitgang met het droge signaal. Boost de output van het filter, en dit is gelijk aan het boosten van de shelf.

We gebruiken shelf filters om:

• Bass en treble gelijkmatig aan te passen, zonder ze helemaal weg te snijden.
• Hardheid in bekkens en andere heldere geluiden te verzachten.
• Het low-end van een instrument te balanceren.

All-Pass Filters

Hier is een ongewoon filtertype. All-pass filters laten alle frequenties door, en de resonantie-instelling versterkt niets. Hoewel dit nutteloos klinkt, is het doel van een all-pass filter om de fase van audio te veranderen, in plaats van de frequentie-inhoud.

We komen deze filters eigenlijk nooit alleen tegen, meestal zijn ze een onderdeel van een ander effect. Bijvoorbeeld, phasers mengen bewegende all-pass filters met het droge signaal om hun kenmerkende geluid te creëren. Omdat de faseverschuivingen die door de all-pass filters worden geproduceerd zich mengen met het droge signaal, worden bepaalde frequenties geannuleerd.

All-pass filters zijn ook te vinden in bepaalde digitale reverb-apparaten om te helpen het geluid te “vervagen”.

We gebruiken all-pass filters om:

• effecten te maken zoals phasers en reverb.
• Faseverschuivingen elders in het signaalpad te compenseren.
• Niet veel anders!

Comb Filters

Comb filters zijn niet echt filters in de traditionele zin. Het zijn vertragingslijnen met zeer korte tijden, meestal minder dan 30 ms. Bij menging met het droge signaal treedt fase-annulering op, waardoor dalen in het audiospectrum ontstaan die lijken op een kam. Kamfilters hebben de neiging onharmonisch, metaalachtig en robotachtig te klinken.

Als ze geen filters werden genoemd, zouden we ze in dit artikel niet noemen, want het effect is veel dramatischer dan dat van traditionele filters. Comb filters zijn geen mixing tools, het zijn speciale effecten, en worden vooral gebruikt in flangers en physical modeling synths.

We gebruiken comb filters om:

• Flangers te maken.
• Metallic geluiden te maken (vooral met spraak voor een klassiek “pratende robot” effect).
• Fysieke modeling synths en effecten maken.

Is er een perfect filter?

Eén belangrijk ding dat ik wil opmerken voordat we afronden is, dat ondanks alle precisie die de technologie biedt, filters niet perfect zijn. Dit betekent dat ze zich niet altijd precies zo gedragen als alle grafieken en uitlezingen ons vertellen.

Bij het filteren zijn er bijvoorbeeld bepaalde faseverschuivingen betrokken, dus zelfs als het filter niet klinkt alsof het iets doet, wordt de fase van het geluid toch veranderd. Dit is niet erg en kan zelfs worden gezien als een wenselijke eigenschap, maar te veel faseverschuiving zal uiteindelijk merkbaar worden als je de filters opstapelt.

Dit is waar lineaire fase EQ in het spel komt, en dit wordt vaak gebruikt in het mastering-proces voor sonische finesse die minder storend is voor het algehele karakter van een nummer.

Er is ook iets dat bekend staat als “ripple”, wat beschrijft hoe frequenties worden beïnvloed rond het afkappunt in beide richtingen. Dat betekent dat in een laagdoorlaatfilter dat op 220 Hz is ingesteld, zelfs frequenties onder 220 Hz subtiel kunnen worden verzwakt.

In mijn optiek moeten onvolkomenheden niet als nadelen worden gezien, en dat is de reden waarom synths als Serum een stel verschillende laagdoorlaatfilters hebben die op papier identiek lijken, maar in de praktijk toch anders klinken.

Samenvatting

We hebben dus verschillende filtertypen ontdekt die allemaal een beetje anders van concept zijn, met enorm verschillende toepassingen voor elkaar. Bij het mixen, sound-designing, of gewoon bij het “oplossen van problemen” is het belangrijk om het juiste filtertype voor de klus te kiezen.