PHASENVERSCHIEBUNG

Phasenverschiebung im Mix oder im Mastering kann zu Problemen führen und den Sound dünn werden lassen oder das Verhältniss von Mitten- und Seitensignal beeinflussen.

PHASEN VERSTEHEN FÜR DEN RICHTIGEN SOUND

Auf den ersten Blick ist das Thema Phasenverschiebung in der Musik nicht das beliebteste Thema und eher trocken, da es viel mit Physik. Wollt ihr im Mixing aber einen guten Sound erreichen, so kommt Ihr nicht darum euch mit Phasenverschiebung und der jeweiligen Frequenz zu beschäftigen und mehr darüber zu lernen. Sobald Ihr mit ähnlichen Audio-Signalen arbeitet – also z.B. mehreren Snare Sounds, Synthesizern oder Bässen – kann es zu Problemen mit der Phasenverschiebung kommen. Auch beim Aufnehmen mit mehreren Mikrofonen, hier ist besonders das Schlagzeug zu nennen, müsst ihr immer auf die Phase achten. Anderen Falls kann es passieren, dass das Instrument im Mix und in mancher Frequenz dünn klingt und sich nicht durchsetzt.

Was ist eine Phase?

Als Phase bezeichnen wir das Schwingungsverhalten von Wellen (elektrotechnik) in unserem Fall Schallwellen (kann auch Strom sein). Betrachtet wir das Audiosignal in der DAW so sind die Wellen und der  Wellenverlauf zu sehen, diese kann mit dem Ø-Symbol dann um 180 Grad gedreht werden.

Zunächst gehen wir davon aus, dass wir ein Audiosignal in unserer DAW duplizieren. Hören wir uns die beiden Spuren nun an, stellen wir fest, dass das Signal lauter geworden ist. Die beiden Wellen haben sich addiert, da es sich um identische Signale handelt, kommen keine neuen Klanginformationen mehr hinzu. Somit wird das Signal lediglich lauter. Anders verhält es sich, wenn wir die Phase, einer der beiden Spuren, drehen. Nun hören wir kein Signal mehr – es kommt zur Phasenauslöschung. Je nach Mikrofonierung (z.B. Snare Top&Bottom Mic) kann es sein, dass bei der Aufnahme Phasen gegenläufig sind, hier muss das Signal gedreht werden damit es zu keiner Phasenverschiebung bzw. Phasenauslöschung kommt.

PHASENVERSCHIEBUNG IN DER MUSIKPRODUKTION

Ein weiteres Phänomen ist die Phasenverschiebung. Bei der Mikrofonierung z.B. eines Schlagzeugs kann es passieren, dass eines der Mikrofone nicht gut ausgerichtet ist. Die Mikrofone sind also unterschiedlich weit von der Schallquelle entfernt (bei gleicher Stromstärke und Spannung), somit kommt das Signal zu unterschiedlichen Zeitpunkten an den Mikrofonen an, es kommt zur Phasenverschiebung. Hier kann auch der sogenannte Kammfiltereffekt entstehen. Bei einer Verzögerung eines identisch klingenden Signals, kann es im Frequenzgang zu einer gleichmäßig starken Pegelabsenkung und -steigerung kommen. Aber auch bei der Aufnahme mit nur einem Mikrofon kann es zu Phasenverschiebungen kommen. Dies passiert, wenn das Mikrofon nicht nur den direkten Schall aufzeichnet, sondern auch die Reflektionen aufgenommen werden. Je nach Winkel und Richtcharakteristik.

Weitere Gründe für Phasenverschiebungen können zudem Effektgeräte, die das Signal verzögern oder Plugins in einer DAW ohne automatische Latenzkompensation, sein.

Weitere Bereiche in denen es im Mix oder im Mastering zu Phasenverschiebungen kommen kann sind z.B. das duplizieren von Vocals. Besonders wenn diese nur mit einem leichten Effekt wie einem Delay versehen werden oder im Timing minimal verschoben werden, kann dies zu ungewünschten Effekten führen.

Hier ist es meistens besser den Gesang mehrfach aufzunehmen, anstelle die Vocals zu duplizieren und so eine künstliche Breite schaffen zu wollen. Auch im Bereich Synthesizer können Phasenprobleme bzw. Phasenverschiebung auftreten, besonders wenn ihr mit detuned Oszillatoren arbeitet. Phasenprobleme bei Synthesizern treten meist in der additiven Synthese auf, d.h. beim zusammenmischen verschiedener Klänge. Hier erbibt sich oft eine Phasendifferenz.

Phasenverschiebungen können aber auch als künstlerischer Effekt verwendet werden. Manchmal ergibt sich aus der Verschiebung ein interessanter Klang der so gewünscht ist oder man greift auf phasenmodulierende Effekte wie einen Phaser zurück.

PHASENLINEARE & MINIMALPHASIGE EQUALIZER

Arbeiten wir mit nicht phasenlinearen Equalizern kann auch der angewendete Filter eine Phasenverschiebung zu folge haben, hier sprechen wir von einer Phasenrotation der zwei Phasen. Diese Rotation hängt von der Stärke des Filters ab. Nutzen wir z.B. einen High- oder Low-Cut können im Mix Phasenprobleme entstehen, hier ist die Stärke der Rotation von der Flankensteilheit abhängig. Bei EQs unterscheidet man hier in minimalphasig und phasenlinear.

Wie wirken sich beide EQs auf die Phase des Audiosignals aus?

Der minimalphasige EQ verursacht eine zeitliche Verzögerung des Signals  bzw. der Frequenz, die je nach Frequenzanteil variiert – anders beim phasenlinearen EQ hier ist die Phasenverschiebung über das gesamte Frequenzspektrum konstant. Klanglich ist der phasenlineare EQ dadurch neutraler während der minimalphasige EQ das Signal stärker färbt. D.h. arbeiten wir mit klanglich ähnlichen Spuren ist es oft sinnvoll einen phasenlinearen EQ zu verwenden um Phasenauslöschungen zu vermeiden. Wollt ihr das Signal dagegen färben könnt ihr einen minimalphasigen EQ verwenden, solange euer Instrument nicht beginnt dünn zu klingen oder andere Artefakte entstehen.

Ein weiteres Phänomen der EQs ist das sogenannte „Ringing“, hier existieren das Pre- & Post-Ringing. Das Ringing tritt bei der Verwendung von High und Low-Cuts auf. Post-Ringing tritt bei beiden Arten von EQ auf und ist normalerweise nicht hörbar. Pre-Ringing dagegen tritt nur bei phasenlinearen EQs auf und klingt wie ein leichtes Fade-In. Je stärker der Cut desto mehr verlieren die Transienten des Signals ihren Punch. Oft beeinträchtigt auch das Pre-Ringing die Klangqualität nicht, jedoch kann es im Mix dazu kommen, dass auf Grund des Pre-Ringings auf einen minimalphasigen EQ zurückgegriffen werden sollte.

Solltet ihr euch intensiver mit den verschiedenen EQs und ihrem Einfluss auf das Audiosignal beschäftigen wollen empfehlen wir euch folgendes Video:

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PHASENPROBLEME ERKENNEN UND KORRIGIEREN

Wie erkenne ich nun aber Phasenprobleme?

Hören wir unseren Mix im Stereobild werden sich die meisten Phasenprobleme nicht sofort zeigen, jedoch in Mono. Deshalb ist es wichtig seinen Mix regelmäßig in Mono zu überprüfen. Hört man bestimmte Instrumente fast nichtmehr heraus können Phasenprobleme der Grund sein. Besonders im Low-End werdet ihr auf die Phasen achten müssen da dieses auch im Stereo-Mix im Center als Mono Signal das Fundament eures Songs bildet. Bevor Ihr mit Effekten und EQs versucht ein im Mix dünn klingendes Signal zu „retten“, reicht es oft schon die Phase zu drehen oder zu korrigieren.

Eine weitere Hilfe beim erkennen von Phasenproblemen kann ein sogenannter Phasenkorrelationsmesser sein. Dieser zeigt das Verhältnis zwischen Phase und Amplitude zweier Stereokanälen. Der Phasenkorrelationsmesser zeigt euch unterschiedliche Informationen zu eurem Audiosignal an, ausgehend von einem perfekten Monosignal lassen sich unter anderem das Stereoverhältnis, die Phasenverteilung sowie eine grobe Frequenzverteilung. Mögliche Phasenprobleme lassen sich meist auf einer Skala ablesen, welche euch anzeigt ob es zu Auslöschungen kommt oder sich Frequenzen addieren.

Wie können wir eine Phasenverschiebung korrigieren?

  1. Verwendet beim aufnehmen weniger Mikrofone oder platziert diese neu. Manchmal muss ein Mikrofon nicht weit bewegt werden um die Verschiebung zu beheben.
  2. Versucht die Phase zu drehen. Dies muss nicht direkt um 180 Grad sein. Mit Plugins wie z.B. Audiocation Phase lässt sich die Phase in Schritten von 0 bis 360 Grad verändern.
  3. Verursacht ein Effekt die Phasenverschiebung kann man entweder auf den Effekt verzichten oder die Effektparameter soweit ändern, dass dieser sich nicht mehr negativ auf die Phase auswirkt.
  4. Das Audiosignal in deiner DAW verschieben. Dabei reicht es oft das Signal nur um ein kleines Stück den anderen Spuren anzupassen.

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