Mikrofone (Leseprobe)

 

 

 

 

Einleitung
Mythos Mikrofon
Was ist ein gutes Mikrofon?
Großmembran und Kleinmembran – noch ein Mythos
Röhrenmikrofone – Mythos oder Superlative?
Richtcharakteristiken
Relativer Abstandsfaktor und wirksamer Hallradius
Das Wandlerprinzip: Dynamische Mikrofone und Kondensatormikrofone
Das Empfängerprinzip: Druckempfänger und Druckgradientenempfänger
Nahbesprechungseffekt
Popschutz, Sprechprobe und andere Tücken
Zusammenfassung

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1 Einleitung

Das natürliche Hören und das Mikrofon sind zwei verschiedene Welten. Ein Mikrofon ist kein Ohr, es „hört” die Welt völlig anders als wir. Fundierte Kenntnisse über die Eigenschaften der Mikrofone im Schallfeld sind entschei-dend für das Gelingen erstklassiger Aufnahmen.

Wer am Mikrofon spart, spart am falschen Ende – nämlich am Anfang. Was man bei der Wandlung von Schall in elektrische Signale an Klangqualität verliert, ist nirgendwo im Produktionsprozess mehr aufzuholen. Wenn Sie erst-klassigen Sound machen wollen, brauchen Sie erstklassige Mikrofone und müssen sie gekonnt einsetzen.

Allerdings ist ein hochwertiges Mikrofon allein noch kein Garant für guten Sound. Wenn es der konkreten Aufgabe nicht entspricht, wird es weniger Klangqualität bringen als ein passendes Mikrofon der Mittelklasse. Es wäre schade, wenn Sie das falsche Mikrofon auswählen oder das richtige Mikrofon falsch aufstellen und „ganz vorne” Klangpotenzial verschenken. Deshalb möchte ich in diesem Kapitel die wichtigsten Zusammenhänge darstellen, dies soll Ihnen helfen, alles richtig zu machen.

Gespräche und Berichte über Mikrofone sind oft hoch emotional, wobei die Physik mitunter auf der Strecke bleibt. Der Mythos Mikrofon wird von der Werbung kräftig geschürt. Für hervorragenden Sound ist es erforderlich, den Dingen auf den Grund zu gehen und mit einigen dieser Mythen aufzuräumen.

Wie Sie sich wahrscheinlich schon denken, kommen wir auch hier um etwas Theorie nicht herum. Im Ergebnis werden Sie das falsche und das richtige Mikrofon für den jeweiligen Zweck erkennen und anwenden können. Damit wird Ihr Sound in Zukunft besser.

Man unterscheidet die Mikrofone hinsichtlich ihres Empfängerprinzips, (Druckempfänger und Druckgradientenempfänger), der Wandlungsart (dyna-misch, Kondensator), des Verstärkers (Transistor, Röhre), der Membrangröße (große und kleine Membran), ihrer Entzerrung (Freifeld oder Diffusfeld) und ihrer Richtcharakteristik (Kugel, Nieren, Acht). Lesen Sie dazu die Beiträge auf meiner Website.

Alle technischen Eigenschaften wirken sich auf den Klang der Aufnahme aus. Wer sich damit auskennt, ist klar im Vorteil. Mit den Details kann man leicht durcheinander kommen, aber keine Sorge: Ich helfe Ihnen.

Es gibt erstklassige Lehrbücher und eine Fülle von Veröffentlichungen, die sich um nichts anderes kümmern als um Mikrofone. Mir geht es in diesem Kapitel darum, die wichtigsten Zusammenhänge darzustellen, die Ihnen in der Praxis helfen. Damit werden wir dem Ziel, den optimalen Sound aus Ihrem Equipment herauszuholen, ein großes Stück näher kommen.

Steigen wir also ein in die mystische Welt der Mikrofone.

 

 

5.4 Großmembran / Kleinmembran – noch ein Mythos

Großmembranmikrofone gelten als edel und gut – das stimmt aber nicht uneingeschränkt! Mitunter sind sie klanglich perfekt in einer bestimmten Anwendungssituation, aber das Nonplusultra der Mikrofontechnik sind sie nicht. Jedenfalls nicht, was die Linearität der Klangübertragung angeht. Großmembranen färben den Klang recht stark und ich erkläre Ihnen, warum das so ist.

Die Annahme, ein Großmembranmikrofon würde tiefe Frequenzen besonders gut wandeln, ist schlicht falsch. Das ist nur bei Lautsprechern richtig. Bei Lautsprechern spielt die benötigte Leistung für die Abstrahlung tiefer Frequenzen eine Rolle, die man nur mit einer großen Membranfläche erreicht. Bei Mikrofonen ist das nicht so, ein Mikrofon ist ein Sensor, bei dem Leistung keine wesentliche Rolle spielt, hier steht die optimale Auflösung und saubere Wandlung des Signals im Vordergrund. Kleinmembranmikrofone sind weitaus linearer als Großmembranen und gehören in Form des Druckempfängers zum Besten, was es für tiefe Frequenzen gibt – bis zu 20 Hz und tiefer. Alle Messmikrofone dieser Welt sind deshalb Kleinmembranmikrofone, in der Regel mit Kugelcharakteristik.

Die Übertragung hoher Frequenzen stellt die großen Membranen vor Probleme. Große Membranen führen zu großen (eindrucksvollen) Mikro-fonkörpern. Leider stellen diese auch ein großes Hindernis im Schallfeld dar. Am Gehäuse und an der Membran entstehen bei hohen Frequenzen Reflexionen (Interferenzen, Kammfilter), durch die der Klang verzerrt. Dabei spielt das Verhältnis von Wellenlänge des Schalls und Membrangröße eine Rolle. Je größer die Membran, desto eher (im Sinne tiefer Frequenzen) setzt der Verzerrungseffekt ein [4].

Ab etwa 5 kHz treten örtlich unkontrollierte Schwingungen der Membran auf, sogenannte Partialschwingungen. Das sind Schwingungen, die sich auf Teilen der Membranfläche ausbilden, sie führen zu Verzerrungen [5].

Die Richtwirkung von Nierenmikrofonen nimmt bei hohen Frequenzen zu. Dieser Effekt ist bei großen Membranen ausgeprägter als bei kleinen Membranen. Umgekehrt wird bei tiefen Frequenzen zunehmend Raumschall von der Seite mit aufgenommen. Das verändert den Klang und wird dem Mikrofon in Unkenntnis der Sachlage oft als „klangliche Wärme” zuge-schrieben. Es ändert sich aber in Wirklichkeit nur das Richtverhalten. Was das Mikrofon in den Tiefen mit aufnimmt, ist diffuser Raumschall, das macht die Aufnahme klanglich verwaschen. Wenn es um den Direktschall geht, muss man diese Tatsache als Verschlechterung bewerten, die bei kleinen Membranen so nicht entsteht.

Bei schrägem Schalleinfall entstehen Verzerrungen des Klangs, bei großen Membranen viel stärker als bei kleinen. Durch die Reflexion des Schalls an der Membran entstehen Interferenzen mit frequenzabhängigen Auslösch-ungen und Verstärkungen. Das passiert zwar auch bei kleinen Membranen, aber erst in einem sehr viel höheren Frequenzbereich. Der Schalleinfall soll daher immer genau von vorne kommen (Haupteinsprechrichtung).

Auch das Impulsverhalten des Mikrofons, also die Fähigkeit auf veränderliche Schallpegel schnell zu reagieren, ist bei höherem Membrandurchmesser und damit höherer Membranmasse etwas schlechter.

Großmembranmikrofone färben also den Klang relativ stark. Deshalb sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Marken auch viel größer als bei Kleinmem-branmikrofonen. Großmembranen werden gerne eingesetzt, um dem Klang einer Stimme eine besondere Note zu verleihen oder Instrumente klanglich zu färben. So wird aus dem Nachteil wieder ein Vorteil. Bei Gesang ist ein Großmembran-Kondensatormikrofon im Studio sicher die erste Wahl, aber nur, solange es genau von vorn (on axis) besprochen wird. Es gibt aber keinen Grund, nicht auch ein Kleinmembranmikrofon für Gesang zu verwen-den.

Großmembranen haben einen besseren Rauschabstand als Kleinmem-branen, weil mehr Luftteilchen auf die große Membran einprasseln als auf die kleine Membran, damit wird die Ausgangsspannung höher. Die Empfindlichkeit eines Mikrofons steigt etwa proportional mit der Membran-größe. Schaut man sich die Daten genauer an, findet man: Kleine Kapseln (1/4”) bringen etwa 5–10 mV/Pa (Millivolt pro Pascal Schalldruck), mittlere Kapseln (1/2”) etwa 30–50 mV/Pa und Kapseln mit großen Membranen (1") bis zu 100 mV/Pa [6]. Das Eigenrauschen großer Membranen ist also geringer. Dafür haben Großmembranen manche Nachteile, die niemand gerne hören möchte.

Warum schwören nun so viele auf den Sound von Großmembranmikrofonen? Erste Möglichkeit: weil sie keine Kleinmembranmikrofone haben und den Vergleich nie gemacht haben! Zweite Möglichkeit: weil sie immer nur Vocals aufnehmen, denn in diesem Anwendungsfall sind Großmembranen klanglich wirklich überzeugend, Kleinmembranen aber auch! Dritte Möglichkeit: Die Werbung suggeriert uns den Weg der Erkenntnis: Großmembranmikrofone sind etwas Großes und damit etwas Gutes und machen großen Eindruck, nach dem Motto: Das Auge hört mit.

Bitte verstehen Sie mich nicht falsch: Ich bin ein großer Freund von Großmembranmikrofonen und setze sie gerne ein, um Vocals, Geigen, akustische Gitarren oder leise Instrumente aufzunehmen. Dabei muss das Großmembranmikrofon sich aber klanglich immer dem Vergleich mit der kleinen Membran stellen – und überzeugen. Die Produkte der Markenher-steller sind faszinierend und es ist eine Freude, die klanglichen Qualitäten der „großen” Mikrofone zu nutzen – wenn der Einsatzzweck es erfordert. Ein Ver-gleich mit der kleinen Membran ist für fast jedes Instrument lohnend, denn es gibt kein Mikrofon für ein bestimmtes Instrument, nur Gewohnheiten. Experimentieren Sie!

Die folgende Tabelle stellt einige Merkmale gegenüber, sie soll Ihnen helfen, in der praktischen Anwendung das richtige Mikrofon auszuwählen.
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5.7 Relativer Abstandsfaktor und wirksamer Hallradius

Falls Sie zu den Menschen gehören, die Mikrofone aufstellen und nicht nur hineinsingen, ist dieser Abschnitt wichtig für Sie. Es geht um den Abstand des Mikrofons von der Schallquelle und die daraus resultierende Auswahl des geeigneten Mikrofons. Meist will man den Raumschall in der Aufnahme begrenzen und vornehmlich den Direktschall des Instruments oder des Sängers aufnehmen. Sie wissen, dass ein gerichtetes Mikrofon weniger Raumschall aufnimmt als ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik. Verwendet man statt einer Kugel eine Niere, eine Superniere oder eine Hyperniere, kann man den Abstand zur Schallquelle vergrößern, ohne dabei mehr Diffusschall aufzunehmen.

Je gerichteter das Mikrofon ist, desto weiter entfernt kann man es von der Schallquelle aufstellen. Der „relative Abstandsfaktor” (Distance Factor, DSF) beschreibt, wie viel weiter ein gerichtetes Mikrofon gegenüber einem Mikrofon mit Kugelcharakteristik von der Schallquelle entfernt sein kann, ohne dass sich das Verhältnis von Direktschall zu Raumschall ändert.

Die folgende Abbildung zeigt, dass die Niere in 1,7-fachem Abstand (r = 1,7) gegenüber der Kugel aufgestellt werden kann, eine Hyperniere sogar in doppeltem Abstand (r = 2,0) dazu.

39Abb. 39: Vergrößerung des relativen Abstandsfaktors durch zunehmende Richtwirkung des Mikrofons

Sicher stellen Sie sich die Frage, was eine dimensionslose Zahl von 1,0 oder 1,7 nun in Ihrem Aufnahmeraum eigent-lich bedeutet. Das kann ich Ihnen leider auch nicht konkret sagen, denn hierzu muss man den Raum kennen und etwas rechnen. Beginnen wir mit der Zahl 1,0.

Sie entspricht dem Hallradius Ihres Raumes, den Sie nach der Formel aus dem Kapitel Akustik leicht ausrechnen können. Zur Erinnerung: Der Hallradius ist derjenige Abstand von der Schallquelle, bei dem die Anteile von Direkt-schall und Raumschall gleich sind.

Strahlt die Schallquelle stark gerichtet ab, wie bei einer Trompete, dann ist der Hallradius in der Realität größer als der, den Sie ausgerechnet haben. Man spricht dann vom wirksamen Hallradius. Auf der Empfängerseite (Mikrofon) ist die Wirkung dieselbe: Je gerichteter das Mikrofon, desto größer ist der wirk-same Hallradius. Sie finden die Links zur Berechnung des Hallradius und des wirksamen Hallradius auf meiner Website.

Noch ein wichtiger Hinweis: Auch gerichtete Mikrofone können im Diffusfeld den Direktschall vom Raumschall nicht unterscheiden (im Gegensatz zum menschlichen Gehör, siehe Psychoakustik). Außerhalb des Hallradius bricht die Richtwirkung eines Mikrofons rasch zusammen. Deshalb gilt der Grundsatz: Mikrofone müssen immer innerhalb des (wirksamen) Hallradius aufgestellt werden, sonst wird die Aufnahme diffus und verwaschen. Die Ausnahme sind Mikrofone, die im Diffusfeld aufgestellt werden, um den Raumschallanteil separat aufzunehmen.

→ Praxistipp: Die richtige Aufstellung im Schallfeld ist von entschei-dender Bedeutung für die Klangqualität. Es gibt keine falschen Mikrofone, nur Mikrofone am falschen Ort.

 

 

5.11 Popschutz, Sprechprobe und andere Tücken

Die Kondensatormikrofone und die nachfolgenden Verstärker neigen bei den Explosivlauten P, B, K, S, Z leicht zur Übersteuerung, es „knallt”. Dynamische Mikrofone sind aufgrund ihrer hohen Massenträgheit weniger anfällig.

Zur Abschwächung der Explosivlaute benutzt man den Popschutz, der den starken Luftstoß abbremst. Die bekannten Ausführungen sind Schaumstoff- oder Fellüberzüge, die auch Windgeräusche mindern. Im Studio ist der Pop-schutz meist ein ringförmiger Rahmen, der beiderseits mit einem strump-fähnlichen Nylongewebe bespannt ist, sodass dazwischen ein dämpfendes Luftvolumen entsteht.

Der Popschutz wird mit einem Schwanenhals am Mikrofonständer angebracht und befindet sich etwa 5–20 cm in direkter Einsprechrichtung (on axis) vor dem Mikrofon. Der Popschutz ist für die Klangqualität der Schallübertragung unschädlich und reagiert nur bei den starken Luftstößen.

Wenn er denn funktioniert: Oft fehlen die Druckausgleichsbohrungen im Rahmen, die für einen Dämpfer benötigt werden. Schauen Sie einmal nach, ob Sie ein oder zwei Löcher in dem ringförmigen Kunststoffrahmen finden, die nach innen (in den Luftraum zwischen den Nylonlagen) hindurchgehen. Falls nicht, haben Sie einen kopierten (wahrscheinlich außereuropäischen) Nach-bau erworben, der zwar genauso aussieht, aber nicht funktioniert. Greifen Sie beherzt zu einem kleinen Bohrer (2,5 mm) und helfen zweimal nach, schon funktioniert der Popschutz.

Ebenso wichtig wie die dämpfende Wirkung bei Explosivlauten ist der Schutz der empfindlichen Membran vor feuchter Aussprache. Zwar hilft der Korb des Mikrofons dabei, das reicht aber nicht aus. Wenn man miterleben muss, wie eine hier nicht genannte Musikerin mit voller Inbrunst in ein ungeschütztes VM 1 niest, denkt man im ersten Moment nicht an die Folgen, die das Strafgesetz-buch für die natürliche Reaktion des Studiobesitzers vorsieht. Ein einziger Speicheltropfen erhöht die Masse der Membran erheblich und ruiniert das Impulsverhalten auch nach dem Eintrocknen noch. Ein gutes Mikrofon bei Ge-sangsaufnahmen ohne Popschutz* zu verwenden, ist grob fahrlässig.

Die wenig empfindlichen Bühnengesangsmikrofone werden üblicherweise mundnah besungen. Bitte informieren Sie (unerfahrene) Sänger, dass im Studio bei Kondensatormikrofonen ein größerer Abstand einzuhalten ist. Der Popschutz verhindert eine zu intime Nähe zur teuren Mikrofonkapsel.

Es gibt noch weitere Techniken, um ein Kondensatormikrofon in die ewigen Jagdgründe zu schicken: Unerfahrene Praktikanten klopfen gerne mit dem Finger auf den Mikrofonkorb oder pusten in das Mikrofon, um die Funktions-bereitschaft zu überprüfen. Das hat allerdings sofortigen Studioverweis zur Folge. Derart hohe Impulse können bei den empfindlichen Kondensator-mikrofonen dazu führen, dass die Membran an die dahinterliegende feste Kondensatorplatte anschlägt und wegen der Adhäsionswirkung dort kleben bleibt – mechanischer und elektrischer Kurzschluss, Totalschaden!

Fallenlassen ist die Methode der Wahl, um ein Mikrofon zu zerstören. Das macht natürlich niemand mit Absicht, aber ein umstürzender Mikrofonständer hat dieselbe Wirkung. Deshalb sollte man das Mikrofonkabel immer einmal um den Fuß des Ständers wickeln. Sollte dennoch jemand mit dem Fuß das Mikrofonkabel erwischen, wird der Mikrofonständer unten seitlich weggezo-gen, ohne zu kippen. Das Mikrofon überlebt und der Praktikant auch. Festkleben der Kabel mit Gaffertape ist die beste Methode.