Basis-Wissen: Effekte im Überblick

Welche Effektarten und Effekt-Geräte gibt es?

Mit zu den wichtigsten Werkzeugen des Produzenten gehören die Signalprozessoren – Geräte, die das Audiosignal gezielt verändern. Die meisten Signalprozessoren lassen sich in eine der vier folgenden Kategorien einteilen:

Effekte	fügen dem Signal in der Regel etwas hinzu, das den Klang bereichert oder ihm eine bestimmte Charakteristik gibt. Typen: Chorus, Phaser, Flanger, Distortion, Tremolo etc.
Dynamik-Prozessoren	verändern die Dynamik, also den Pegelunterschied zwischen den schwächsten und den stärksten Signalanteilen. Typen: Kompressor, Limiter, Noise-Gate, Expander, De-Esser
Psychoakustik-Prozessoren	Die Funktionen von Psychoakustikprozessoren beruhen auf Erkenntnissen über das Gehör und dessen Wahrnehmung. Die erzielten Ergebnisse sind vor allem subjektiv. Typen: Exciter, Enhancer, Vitalizer
Equalizer	Equalizer ändern den Frequenzgang des Signals. Sie verstärken gewisse Frequenzbereiche bzw. schwächen sie ab. Typen: Graphic-EQ, Prametric-EQ

Die Grenzen zwischen den Kategorien sind fließend: Man findet Dynamik-, Psychoakustik- und Equalizer-Programme auch in den meisten Multi-Effektgeräten. Die ursprüngliche Aufgabe dieser Signalbearbeitungsfunktionen ist eine subtile Optimierung des natürlichen Klangbildes. Man kann sie allerdings auch zur gezielt Verfremdung des Klangbilds einsetzen. Im Folgenden werden deshalb der Einfachheit halber alle Signalbearbeitungen als Effekte bezeichnet.

Bauweise und Funktion

Abhängig von der Bauweise und der Funktion kann man die Geräte nach unterschiedlichen Kriterien einteilen:

Art der Signalbearbeitung	Digital oder analog: Die Mehrzahl der “echten” Effekte werden digital erzeugt. Nur in vereinzelten Fällen bieten analoge Effekte eine bessere Qualität, z.B. bei Overdrive und Distortion für E-Gitarre. Dynamikbearbeitung und Equalizing wird dagegen auch heute noch oft mit analogen Schaltkreisen durchgeführt.
Bauform	Bodenpedale, Rackgeräte, Software-Effekte: Bodenpedale sind meist als Einzelgeräte für Gitarristen und Bassisten erhältlich. Man schleift sie zwischen Instrument und Verstärkereingang ein. Sie sind oft nicht programmierbar und verfügen in der Regel über nur wenige Parameter zur Signalbeeinflussung. Rackgeräte in meist 19″ oder 9,5″ breiten Gehäusen werden in ein Rack eingebaut und in der Regel über spezielle Effekt-Send und -Return -Buchsen an Verstärker oder Mischpult angeschlossen. Die digitalen Vertreter dieser Gattung sind in der Regel programmierbar und verfügen über ein Display. Effekte als Software sind entweder Bestandteile von Harddiskrecording-Programmen oder Sample-Editoren. Solche sog. Plug-Ins können in Sequenzer-Programme eingebunden werden. Zur Signalbearbeitung wird der Hauptprozessor des Computers herangezogen und teils spezielle Prozessor-Hardware verlangt. Plug-Ins haben im Bereich der Effekte in den vergangenen Jahren stark an Bedeutung gewonnen.
Anzahl der gleichzeitig erzeugbaren Effekte	Einzelgeräte und Multieffektgeräte Im Studio bzw. beim Homerecording verwendet man meist Multieffektgeräte, die eine breite Palette hochwertiger Effekte bieten, wobei mehrere Effekte in verschiedenen Konfigurationen (parallel oder hintereinandergeschaltet) gleichzeitig einzusetzen sind. Software Plug-Ins werden üblicherweise als Einzeleffekte angeboten, durch die beliebige Kombination innerhalb des Host-Sequenzers lässt sich aber nahezu jede gewünschte Effektkombination zusammen stellen.

Für besondere Qualitätsanforderungen werden im Studio auch nach wie vor spezialisierte Einzelgeräte eingesetzt, die auf einen einzelnen Signalbearbeitungstyp oder eine bestimmte Gruppe von Effekten optimiert sind. Beispiele dafür sind Studiohallgeräte, Delaygeräte, Harmonizer und Leslie-Simulatoren als “echte” Effekte sowie Kompressoren, Noisegates, Exciter und Enhancer usw.

 

Reverb – künstliche Raumakustik

ODER: Die Simulation der akustischen Umgebung, Nachhall, Early Reflections, Reverberation.

Das akustische Phänomen Hall

Eigentlich ist jedes Schallsignal, das unsere Ohren erreicht, mit Rauminformationen versehen, die es uns ermöglichen, Rückschlüsse auf die Position der Schallquelle sowie auf die Größe und Beschaffenheit des Raumes selbst zu ziehen. Auch der Klang, den ein Musikinstrument erzeugt, hängt zu einem großen Teil von dem Raum ab, in dem sich das Instrument befindet. Ein und dieselbe Konzertgitarre wird z. B. auf der grünen Wiese gespielt entschieden anders klingen als etwa im entleerten 50-m-Becken des städtischen Freibades, und dort natürlich nicht halb so überzeugend wie in einem guten Konzertsaal.

Physikalische Grundlagen

Betrachtet man die Zusammensetzung des Hallsignals, kennt man auch schon die wichtigsten Parameter eines Hallgeräts. Das Schallsignal, das der Zuhörer im Raum hört, besteht aus drei Komponenten.

Das Signal setzt sich zusammen aus:

• dem Direktsignal, das den Hörer auf direktem Weg von der Schallquelle aus erreicht,
• den frühen Reflektionen, die den Hörer unmittelbar nach dem Direktsignal mit einer gewissen Verzögerung erreichen,
• den späteren Reflektionen, bei denen die Verzögerung gegenüber dem Direktsignal noch ausgeprägter ist, sodass sie erst nach den frühen Reflektionen an die Ohren des Zuhörers gelangen.

Da der Nachhallvorgang sehr komplexer Natur ist, bedarf es auch entsprechend komplexer Geräte, um natürlichen, echt klingenden Nachhall künstlich herzustellen. Soll das Hallgerät eine perfekte und makellose Raumillusion erzeugen, so muss es in der Lage sein, alle den natürlichen Nachhall beeinflussenden Komponenten, wie Beschaffenheit der Grenzflächen (Decke, Wände, Fußboden), Größe und Form des Raumes etc. zu berücksichtigen und nachzubilden.

Bauformen

Die Hallgeräte der Vor-Digital-Ära boten meist nur die Möglichkeit, einige wenige der für eine wirklich überzeugende Hallsimulation notwendigen Parameter zu verändern, sodass – selbst wenn der Grundsound des Gerätes gut war – eine flexible Anpassung an das zu verhallende Programmaterial kaum möglich war. Allerdings sind viele dieser Geräte auf Grund ihres Vintage-Sounds in musikalischer Hinsicht sehr reizvoll.

Von den ersten Hall-Geräten bis zu den heutigen Digital-Reverbs war es ein weiter Weg der Entwicklung, der bei den Federhall-Geräten und Hallplatten-Systemen beginnt. Vor allem letztere waren sehr teuer und aufgrund ihrer Bauweise alles andere als transportabel.

Mit Einzug der Digitaltechnik und der damit verbundenen Miniaturisierung war es möglich wesentlich kompaktere und klanglich variablere Geräte zu bauen. Seit Ende der 70er Jahre dominieren digitale Hallgeräte das Studiogeschehen.

Erklärungen:

Federhallgerät

Das Federhallgerät war die preiswerteste Möglichkeit der Hallerzeugung. Das Signal wurde hier auf mechanischem Wege verarbeitet. Es wurde durch eine oder mehrere Metallfedern geschickt und regte diese zu Schwingungen an, die dann am Ende der Feder(n) mit Hilfe eines Tonabnehmers abgegriffen wurden. Nachteile der Hallfeder waren ihr sehr begrenzter Frequenzbereich, ihre mechanische Empfindlichkeit und die Tatsache, dass sie bei der Verarbeitung perkussiver Signale (Snaredrum etc.) zum Scheppern (Shattern) neigte – aus heutiger Sicht ein reizvoller Lofi-Sound-Effekt, der mit digitalen Geräten nicht herzustellen ist.
Regelbar war bei einem preiswerten Federhallgerät eigentlich gar nichts. Die Ausklingzeit des Halls war festgelegt, eine Vorverzögerung war nur in den seltensten Fällen integriert und wurde durch mechanische Dämpfung der Federn erzielt.

Hallplatte

Auf mechanischem Wege erfolgte die Hallerzeugung bei der Hallplatte. Bei der EMT 140, die bis zum Jahre 1972 das einzige wirklich studiotaugliche Hallgerät darstellte, war eine 0,5 mm dicke, 1 x 2 m große Stahlplatte an ihren vier Ecken mit Hilfe stark gespannter Stahldrähte in einem starren Rahmen aufgehängt. Ein dynamischer Wandler, dem das zu verhallende Signal zugeführt wurde, regte die Platte zu Schwingungen an, die dann von piezoelektrischen Wandlern wieder abgenommen wurden. Die Nachhallzeit von maximal 5 Sekunden konnte durch Annäherung einer porösen Dämpfungsplatte auf bis zu 1 Sekunde verkürzt werden. Eine solche Hallplatte erzeugte zwar einen sehr natürlich klingenden Hall, war jedoch auf Grund ihrer Größe und ihres enormen Gewichts nur für den stationären Einsatz in Studios zu gebrauchen.

Digitale Hallgeräte

Das erste digitale Hallgerät, das EMT 250, erblickte 1976 das Licht der Welt und revolutionierte die Studios. Hallerzeugung in guter Qualität war nun nicht mehr an echte Räume oder riesige Hallplatten gebunden. In einem digitalen Hallgerät berechnet ein Computer nach einem Algorithmus die für einen bestimmten Raum charakteristischen Reflexionsmuster und erzeugt somit das Hallsignal. Da diese Berechnung in Echtzeit erfolgen muss, war ein Digitalhall zunächst ein teures und leistungsfähiges Spezialgerät, wie etwa das legendäre Lexicon 480L, das 1986 auf den Markt kam und noch heute ein Standard in jedem großen Studio ist. Ende der 80er Jahre wurden durch den Einsatz von hoch integrierten DSPs digitale Hallgeräte auch für Home-Studios zunehmend erschwinglich und gelten nun längst als gängiger Standard. In jüngster Zeit setzen sich zunehmend Hall Plug-Ins in Verbindung mit einer Recording-Software durch.
Alternativ zum Algorithmen-Hall, der ja quasi einen “künstlichen” Raum errechnet, wird heute zunehmend die sog. Faltungstechnik verwendet. Dabei berechnet ein Computer aus Impulsantworten real existierender Räume mit Hilfe des Faltungsverfahrens dessen akustische Abbilder. Durch Erzeugen eines Geräusches lässt sich der Nachhall eines beliebigen Raums als Impulsantwort aufnehmen. Faltungshall wird meist in Form von Software Plug-Ins angeboten. Sie bieten einen realistischen Klang, sind dabei vergleichsweise günstig, benötigen allerdings viel Rechenleistung.

Delay & Echo

ODER: Verzögerungseffekte, von Band-Echos bis Analog- und Digital-Delay …

Bandechogeräte

Die ersten Geräte, die ausschließlich für die Erzeugung von Echoeffekten konzipiert waren, waren Bandechogeräte. Diese waren mit einem Lösch-, einem Aufnahme- und einem oder mehreren Wiedergabeköpfen sowie einer Endlosbandschleife bestückt. Da die Wiedergabeköpfe unterschiedliche Abstände voneinander hatten, ließen sich mit ihnen Mehrfach-Echos erzeugen, deren einzelne Echo-Wiederholungen unterschiedlichen zeitlichen Abstand voneinander hatten. Ein Effekt, der für den Gesangssound vielen Rock’n’Roll-Nummern von prägender Bedeutung war.

Am Anfang war das Tonband

Die ersten Echogeräte waren nichts anderes als zweckentfremdete Tonbandmaschinen. Um ein Audiosignal zu verzögern, wurde es vom Aufnahmekopf aufgezeichnet und direkt darauf am Wiedergabekopf wieder abgetastet. Der Grad der durch dieses Verfahren erreichbaren Verzögerung hing zum einen vom Abstand zwischen Aufnahme- und Wiedergabekopf, zum anderen von der Bandgeschwindigkeit ab. War mehr als eine einzige Echowiederholung erwünscht, so wurde das Signal vom Wiedergabekopf noch mal zum Aufnahmekopf zurückgeführt, sodass praktisch ein geschlossener Signalkreislauf entstand.

Die Zahl der Echowiederholungen hing dann vom Pegel ab, mit dem man das abgetastete Signal auf den Aufnahmekopf zurückführte: Je höher der Pegel, desto mehr Echowiederholungen. Um Rückkoppelungen zu vermeiden, durfte dabei natürlich der Pegel des zurückgeführten Signals nicht höher sein als der des Original-Eingangssignals.
Um einen guten Frequenzgang zu erreichen, ist eine Bandgeschwindigkeit von mindestens 19 cm/s (besser noch 38 cm/s) nötig, und der Abstand zwischen Aufnahme und Wiedergabekopf in der Regel darf nur wenige Zentimeter betragen. So lassen sich natürlich nur kurze Verzögerungszeiten erzielen. Wollte man längere Verzögerungszeiten erreichen, so musste man sich zweier Tonbandgeräte bedienen. Die Geräte wurden in einem bestimmten Abstand voneinander aufgestellt, und das Magnetband wurde durch die Bandführungen beider Geräte geleitet. Aufgenommen wurde dann mit Maschine 1 und wiedergegeben mit Maschine 2.

Erstmals angewendet wurde diese Technik in den 5Oer Jahren von den Pionieren der Elektronischen Musik, die dieses Verfahren dazu nutzten, auf relativ einfache Weise vielschichtige, dichte Klangfelder herzustellen. In jüngerer Zeit ist dieses Verfahren von Brian Eno, Robert Fripp, David Torn und anderen wieder aufgegriffen und weiterentwickelt worden, allerdings setzt man mittlerweile Digital Delays an Stelle der Bandmaschinen ein, wenn es darum geht, extrem lange Verzögerungszeiten zu erreichen. Besonders geeignet für die Erzeugung langer Loops sind Emulationen alter Bandechos wie das Line6 DL4 oder das Boss RE-20 Space Echo.

Vollelektronische Delays

Gewissermaßen eine Zwischenstufe auf dem Weg zu den Digital-Delays bildeten die Analog-Delays. Sie hatten gegenüber den Bandechogeräten den Vorteil, ohne bewegliche, verschleißanfällige Teile auszukommen. Allerdings waren sie, was Preis und Qualität anging, alles andere als ein großer Schritt nach vorne. Lange Verzögerungszeiten waren nicht möglich (maximal ca. 400 ms) und der Frequenzgang war – gemessen an heutigen Maßstäben – miserabel. Ihre einzige wirklich neuartige Errungenschaft war der integrierte Modulationsoszillator, der periodische Änderungen der Verzögerungszeit ermöglichte. Mit seiner Hilfe ließen sich solch unterschiedliche Effekte wie “Flanging”, “Vibrato” “ADT” (Automatic Double Tracking) erstmalig bequem und ohne großen Aufwand realisieren.

All diese – und noch mehr – Möglichkeiten wurden dann auch in die digitalen Geräte integriert, die zum Glück nicht lange auf sich warten ließen und durch die rasante Entwicklung auf dem Halbleitersektor relativ schnell auch für weniger Betuchte erschwinglich wurden.

Interessante Einblicke in die “vorsintflutliche” Delay-Technik gewährt die monatlich erscheinende Serie “Vintage FX” im SOUND&RECORDING-Magazin.

Die Features von Digital Delays

Ganz gleich ob man nun ein dezidiertes Digitaldelay, einen Multieffektprozessor oder einen Computer mit entsprechender Software zur Erzeugung der Echoeffekte verwendet – die Features sind im Großen und Ganzen gleich.

• Delay Time
   bezeichnet die Zeit, die zwischen Originalsignal und Echo bzw. zwischen mehreren aufeinander folgenden Echos liegt. In vielen Effektgeräten der neuen Generation stehen gleich mehrere Einheiten mit separat einzustellenden Delay-Zeiten zur Verfügung. Man spricht in diesem Falle von (Multi-)Tap Delays.
• Feedback/Regeneration
  Dieser Parameter regelt die Zahl der Echowiederholungen. Je höher der Feedback-Wert, desto öfter wird das Signal wiederholt. Ein zusätzliches “High Cut Filter” im Feedback-Weg ermöglicht es, den Höhenanteil des Echos von Wiederholung zu Wiederholung zu dämpfen.
• Hold
  Per Hold-Funktion lässt sich ein Signal aufnehmen (samplen) und dann immer wieder aufs Neue abzuspielen. Der mit Hilfe der Hold-Funktion gespeicherte Klang kann in der Regel so lang sein wie die maximale Verzögerungszeit des Delays. Je nach Konzeption des Digital-Delays ist es unter Umständen sogar möglich, die Tonhöhe des gespeicherten Signals zu beeinflussen, auch ein Starten des gespeicherten Klanges per Fußschalter, Audio-Trigger oder MIDI ist bei manchen Geräten möglich.
• Digital Display
  dient der Anzeige der gewählten Verzögerungszeit
• Delay-Zeit einstellen
   Wichtig bei der Einstellung der Delay-Zeiten ist es, ein für das Tempo des Songs (und dessen Rhythmik) passendes Timing zu finden. Eine TAP-Funktion, die das manuelle Eintippen eines Tempos erlaubt, ist in diesem Falle sehr nützlich. Bei modernen Delays lässt sich die Verzögerungszeit zur MIDI-Clock synchronisieren.

Loop-Delay

Vor allem ist mit diesem Begriff eine spezielle Anwendung eines Delays gemeint. Ein Loop-Delay wiederholt eine aufgezeichnete Phrase auf Knopfdruck. Angewendet wird diese Technik vor allem von Solisten, die sich auf diese Weise selber eine Art “Begleitpattern” aufnehmen, um darüber zu improvisieren. Der Vorteil gegenüber vorgefertigter Aufnahmen ist natürlich die Möglichkeit, spontan während einer Performance den Background frei zu gestalten.

Loop-Delays

Berühmt wurde die Anwendung von Loop-Delays in den 70ern und 80ern durch den Bassisten Jaco Pastorius(Weather Report). Ein wahrer Meister auf diesem Gebiet ist der Jazz-Bassist Eberhard Weber, dessen Live-Performance man einfach erlebt haben muss. Er spielt einen elektrisch verstärkten Contrabass und erzeugt mit Hilfe des Loop-Delays im Overdub-Verfahren sehr komplexe Background-Arrangements.
Ebenfalls berühmt für seine atmosphärischen Loops ist der Gitarrist Robert Fripp (Crimson King).

Für derartige Anwendungen muss ein Delay-Gerät bestimmte Voraussetzungen erfüllen, wobei zunächst einmal die permanente Wiederholung einer eingespielten Phrase gefragt ist. Das funktioniert nicht etwa wie ein Feedback, sondern es wird wie bei einer gesampelten Loop ein bestimmter Abschnitt permanent aus dem Speicher des Delays ausgelesen und wiedergegeben.

Loop einspielen …

Wie wird nun also ein Loop-Delay angewendet? Das Prinzip ist kinderleicht: Man wiederholt eine Phrase solange, bis sie den gewünschten Groove hat. Dann betätigt man auf der Zählzeit “1” den Loop-Taster – und schon wiederholt das Delay die Phrase.
Natürlich ist die maximale Delay-Zeit entscheidend dafür, wie lang die eingepielte Phrase aufgezeichnet werden kann. Und in diesem Punkt unterscheiden sich Loop-Delays grundsätzlich von herkömmlichen Delays. Sind für Mono/Stereo- oder Ping-Pong-Delays Verzögerungen bis zu 1000 ms meistens völlig ausreichend, muss man für Loop-Delay-Anwendungen schon mit Speicherzeiten bis zu 2000 ms (und mehr…) aufwarten. Vor allem wenn die folgende Anwendung hinzu kommt.

Loop-Overdubs …

Bei der Loop-Delay-Performance ist dies sozusagen die Königsdisziplin. Während eine Loop abgespielt wird, nimmt man wiederum die gesamte Performance auf. Entweder braucht man dazu mehrere Loop-Delay-Geräte oder ein Loop-Delay mit Overdub-Funktionen. Letzteres halbiert dann folglich die maximal vorhandene Sampling/Delay-Zeit. Die Loop-Perfomance wird dann im “Ping-Pong”-Verfahren, also abwechselnd von den beiden Delay-Speichern aufgezeichnet.
Auf jeden Fall sollte man diese Anwendung vor dem Kauf genau antesten, denn einige Geräte tricksen im Overdub-Mode und verringern die Auflösung zu Lasten der Klangqualität. Ein guter Kompromiss: Der rechts gezeigte Line6 Delay-Modeller ermöglicht Dubbing in mono.

Möchte man zu einem späteren Zeitpunkt zu bestimmten Stationen der Performance zurückkehren, sind Speicherplätze gefragt, die man per Knopfdruck abrufen kann. So etwas bietet z.B. die unten gezeigte LoopStation von Boss.

 

…mit Rückwärtsgang!!

Man darf es als zusätzliches Feature werten, aber die Möglichkeit, Loops bei Bedarf auch rückwärts wiedergeben zu lassen, erhöhen den Freakfaktor immens!
Diese Reverse-Effekte sind vor allem bei Gitarristen beliebt, die im Overdub-Verfahren mit diversen Volume und Wah-Sweeps psychedelische Atmosphären schaffen wollen. Vor allem perkussive Klänge ergeben rückwärts abgespielt sehr abgefahrene Effekte.

Loops aus dem Laptop

Seit einigen Jahren hat sich das Laptop als adäquates Bühneninstrument etabliert. In Verbindung mit einer, auf Instrumentalistenbedürfnisse zugeschnittenen Audiosequenzer-Software, eignet es sich hervorragend als luxuriöses Loop-Instrument. An erster Stelle steht hier das Sequenzerprogramm Ableton Live.