Im Folgenden soll es um jene Filter gehen, die im Bereich der subtraktiven Klangsynthese von Bedeutung sind. (Für einen Überblick über andere Filtertypen und EQing hier klicken.) In diesen Zusammenhängen ist vor allem der von Robert Moog entwickelte „Moog Ladder Filter“ hervorzuheben. Dieser Tiefpassfilter bildet das Herzstück der frühen Moog-Synthesizer der späten 1960er-Jahre und bleibt bis heute legendär. Wie wichtig dieser Filter für den „Moog Sound“ war und bis heute ist, lässt sich daran festmachen, dass Robert Moog sich 1969 nur diesen Filter und kein anderes Modul oder Bauteil des Synthesizers hat patentieren lassen. Am „Moog Ladder Filter“ wird zudem die Bedeutsamkeit des Filters bei der subtraktiven Klangsynthese deutlich. Da das Ausgangssignal, eine der Grundwellenformen der Klangsynthese, sehr obertonreich sein kann, so kommt dem Filter eine entscheidende Rolle zu. Er formt den Sound maßgeblich, indem Frequenzen abgesenkt und andere angehoben werden können. Der „Moog Ladder Filter“ gilt hierbei als besonders „warm“, „gesättigt“ und „fett“. Da der Filter durch eine Steuerspannung kontrolliert werden kann, ist es zudem möglich stufenlos über das gesamte Frequenzspektrum zu filtern, was den Filter letztlich auch spielbarer, geschmeidiger und ausdrucksstärker machte. Unter dem Namen „Moog 904 Series“ verkaufte die Firma Moog ab 1967 eben jene Filter als Module für ihr modulares Synthesizer System. Der „904A“ ist der ikonische 24-dB/Oktave Tiefpassfilter (zum Thema dB/Oktave siehe unten), der „904B“ ist der Hochpassfilter mit 24-dB/Oktave und der „904C“ erlaubte als Filterkoppler einen Bandpassfilter einzurichten. Bis heute gilt der „Moog Ladder Filter“ und die „904 Series“ als Blaupause für ein wohlklingendes Filter-Design.

Einen weiteren berühmten „Ladder Filter“ finden wir in „Roland TB-303“ Bass-Synthesizer. Dieser 24-dB/Oktave-Filter (wie die Variante von Moog auch) verzichtet jedoch auf den Einsatz von Transistoren und verwendet stattdessen Dioden. Weitere Filter-Designs, die sich bis heute haben durchsetzen können, sind sogenannte „Steiner-Parker-Filter“ mit 12-dB/Oktave, die 24-dB/Oktave Ladder-Filter in den ARP-Synthesizern der 1970er-Jahre und dem sogenannten „SEM-Filter“. Letzter weist die Besonderheit auf, dass er als Multi-Mode-Filter zwischen Tief-, Hoch- und Bandpassfilter weich überblenden kann.

Filtertypen

Wie schon beschrieben findet die Klangformung bei der subtraktiven Klangsynthese im Filter statt. In analogen Systemen ist dies ein spannungsgesteuerter Filter (engl. voltage controlled filter). Ganz allgemein lässt sich formulieren, dass Filter in der Elektrotechnik der Unterdrückung und Minimierung ungewollter Frequenzbereiche dienen. In subtraktiven Synthesizer lässt sich die Funktion des Filters ähnlich beschreiben und verständlich machen. Hierbei sind vor allem drei Filtertypen von Relevanz. Der am häufigsten gebrauchte Filtertyp ist der Tiefpassfilter (eng. low-pass filter). Dieser lässt tiefe Frequenzen passieren und filtert hohe Frequenzen heraus. Gegenteilig dazu dient der zweite Filtertyp, der Hochpassfilter (engl. high-pass filter), hohe Frequenzen passieren zu lassen und tiefe Frequenzen zu beschneiden. Durch eine Reihenschaltung von Hochpass- und Tiefpassfilter ergibt sich ein Bandpassfilter (engl. band-pass filter). Dieser bewirkt das Passieren eines breiten oder schmalen Frequenzbereiches, an dessen Flanken die Frequenzen gedämpft werden. Demgegenüber können Tiefpass- und Hochpassfilter auch parallel geschaltet werden, wodurch sich eine Bandsperre ergibt. Hierbei wird nur ein bestimmter Frequenzbereich herausgefiltert, wohingegen das restliche Signal ungefiltert bleibt.

Resonance

Die Beschneidungsfrequenz (engl. cut-off frequency) ist eben jener Punkt, an dem die Filterung ansetzt und lässt sich frei bestimmen. Im Gegensatz zu den Filtern, wie man sie aus früheren elektronischen Instrumenten oder dem Radio kennt, lässt sich die Cut-Off-Frequenz stufenlos einstellen und durch eine Steuerspannung kontrollieren und modulieren. Eine weitere Besonderheit weisen spannungsgesteuerte Filter auf, da sich der Bereich um die Cut-Off-Frequenz verstärken lässt und so eine Resonanz entsteht, die je nach Bauart in Selbstoszillation münden kann.

Flankensteilheit

Zu guter Letzt gilt es noch auf die Flankensteilheit der Filter einzugehen. Spannungsgesteuerte Filter schneiden den Frequenzbereich ober- oder unterhalb der Cut-Off-Frequenz nicht hart ab, sondern lassen Frequenzen passieren und gestalten so einen geschmeidigen Übergang. Dieser wird als Flankensteilheit oder Steilheit beschrieben. Generell gilt, je größer die Steilheit, desto stärker die Dämpfung. Die Steilheit bei Filtern in Synthesizern wird in der Regel in dB pro Oktave angegeben. Die Absenkung von 6 dB pro Oktave wird als ein Pole definiert. Eine Flankensteilheit von 12 dB pro Oktave bedeutet also, dass das Signal bei einer Verdopplung oder Halbierung der Cut-Off-Frequenz um 12 dB abgedämpft wird und als 2-Pole-Filter bezeichnet werden kann. Ein 4-Pole-Filter bewirkt also eine Absenkung von 24 dB/Oktave wie wir sie auch beim „Moog Ladder Filter“ vorfinden.