Special Mikrofontechnik: Schallwandlung

Mikrofone sind ein enorm wichtiger Bestandteil der Signalkette. Mit ihnen steht und fällt der perfekte Live-Sound. Wir starten unsere Workshop-Reihe zum Thema Mikrofontechnik mit den Grundlagen der Schallwandler. In den kommenden Ausgaben werden wir uns verschiedene Beispielanwendungen ansehen.

Mikrofone wandeln Schallwellen in mechanische und final in elektrische Schwingungen um. Dies geschieht durch verschiedene Konstruktionsarten von Mikrofonen. Für den Live-Bereich relevant sind vor allem die dynamischen Mikrofone und die Kondensatormikrofone. Verschiedene Gesichtspunkte geben bei der Wahl eines Mikrofons Aufschluss über die optimale Nutzung, aber auch einen Rahmen, um kreativ mit Mikrofonen umzugehen.

Wichtige Parameter

Grenzschalldruck
Die Angabe des Grenzschalldrucks lässt darauf schließen, ab welcher Lautstärke es in der Regel zu Verzerrungen (Klirr) kommt. Beachten sollte man die Herstellerempfehlung, die in den meisten Fällen schon genau auf die passenden Instrumente und Instrumentengruppen beschränkt ist. Eine leichte Überschreitung hier und da stellt normalerweise kein Problem dar, sollte aber ein Mikrofon ständig viel zu hohem Schalldruck ausgesetzt sein, kann es sogar kaputtgehen.

Frequenzgang
Der Frequenzgang wird meist in Form eines Diagramms dargestellt. Dieses verrät, mit welchem Pegel die jeweilige Frequenz übertragen wird. Ein linearer Frequenzgang (flat) ist nicht immer gewünscht, wenn man auf die individuellen Klangcharakteristiken durch Konstruktion des Mikrofons Wert legt. Beim konturierten Frequenzgang (tailored) werden bestimmte Frequenzbereiche angehoben, während andere abgesenkt werden.

Richtcharakteristik
Es gibt sechs standardisierte Charakteristiken, die durch ihre Konstruktion die Eingangsempfindlichkeit bei verschiedenen Winkeln rund ums Mikrofon festlegen. Grundlegend gibt die Angabe der Richtcharakteristik Aufschluss darüber, aus welcher Richtung beziehungsweise aus welchen Richtungen der auftreffende Schall vom Mikrofon am besten aufgenommen wird.
Die Richtcharakteristik ist zum Beispiel entscheidend, wenn mehr als ein Instrument gleichzeitig abgenommen wird – was nahezu immer der Fall sein wird. Dazu zählt auch das Schlagzeug, welches aus vielen einzelnen Instrumenten als Instrumentengruppe zu betrachten ist. Kugeln nehmen den Schall rund ums gesamte Mikrofon auf. Sie dienen zum Beispiel hervorragend als Raummikrofone bei Aufnahmen. Sie haben keinen Nahbesprechungseffekt und ein geringes Eigenrauschen.

Niere, Superniere und Hyperniere sind typische Richtmikrofone. Es wird also nur das aufgenommen, worauf die Kapsel zeigt. Das Stichwort ist Close-Micing.
Nierenmikrofone sind hervorragend für Schlagzeug- und Bläserabnahme. Der Unterschied zwischen den dreien liegt in der Ausblendung der Seiten und der Rückseite. Nieren blenden von hinten auftreffenden Schall nahezu ganz aus, nehmen bis zum 90 Grad Winkel aber noch viel der Seiten auf. Eine Niere eignet sich zum Beispiel bei Floor Toms, wenn das Ridebecken direkt bei der Rückseite des Mikros positioniert ist. Die Superniere ist noch gerichteter als die Niere und schirmt deshalb besser gegen Umgebungsgeräusche ab. Dafür haben sie eine abgeschwächte Aufnahme von der Rückseite, weshalb auf korrekte Positionierung zu achten ist.
Hypernieren nehmen ebenfalls etwas von hinten auf, ignorieren aber seitlich auftreffenden Schall nahezu ganz, da sie einen noch schmaleren Aufnahmewinkel haben. Hypernieren sind zum Beispiel bei der Snaredrum-Mikrofonierung sinnvoll, wenn die Hi-Hat seitlich von der Snare positioniert ist.

Auch beim Einsatz von konventionellen Bühnen-Monitoren sollte man das Übersprechen der Lautsprecher auf die Mikrofone mit der richtigen Wahl der Richtcharakteristik minimieren. Achter nehmen den Schall von vorn und von hinten gleichermaßen auf, während seitlich eintreffender Schall nahezu ignoriert wird. Seitlich positionierte Schallquellen können so hervorragend ausgeblendet werden. Die meisten Bändchen sind designbedingt Achter. Achtermikrofone sind hervorragend für Stereomikrofonieverfahren.
Keulen verzeichnen die stärkste Richtwirkung, wobei auftreffender seitlicher Schall wie bei Hyper- und Superniere fast komplett ignoriert wird. Dadurch ist sie aber auch relativ empfindlich gegenüber Tritt- und Körperschall, weshalb man diese Mikrofone eher auf festem Untergrund mit funktionalen, entkoppelten Stativen aufbauen sollte.

Nennimpedanz
Es gibt in der Praxis fast nur die niederohmigen Mikrofone, da hochohmige Mikrofone nur mit kurzen Kabelwegen funktionieren. Die Impedanz ist frequenzabhängig und der Mikro-foneingang sollte eine mindestens vier mal so hohe Eingangsimpedanz haben, als das Mikrofon. Mit dem Einsatz des Gain-Reglers am Interface oder Pult kann man aber heutzutage mit nahezu jeder Ausgangsimpedanz des Mikrofons unproblematisch umgehen.

Impulsverhalten
Das Impulsverhalten beschreibt die Fähigkeit des Mikrofons, wie genau Impulse übertragen werden können. Da jedes Ausgangssignal aber anders ist, ist es schwierig, eine allgemeine Angabe zu liefern. Die Masse der Konstruktion beeinflusst das Impulsverhalten. Das Impulsverhalten ist ein sehr entscheidender Faktor für die Wahl des Mikrofons. Meistens lässt sich sagen, dass, je feiner und leichter die Konstruktion gebaut ist, das Impulsverhalten akkurater ist. Die Schallquelle wird also genauer abgebildet. Allerdings führt dies auch oft zu einem geringeren Maximalschalldruckpegel und einer empfindlicheren und anfälligeren Konstruktion.

Nahbesprechungseffekt
Mit dem Nahbesprechungseffekt wird die stark ansteigende Anhebung des Bassbereichs beschrieben, je näher man ans Mikrofon tritt. Die starke Anhebung der Bässe dominiert schnell die Präsenz, sodass ein weniger höhenreiches Klangbild entstehen kann. Der Nahbesprechungseffekt kann durchaus positiv genutzt werden, wenn zum Beispiel die Stimme als zu dünn oder wenig druckvoll empfunden wird.

Druckempfänger
Auf Mikrofone mit der Membrankon-struktion eines Druckempfängers trifft die Schallquelle nur auf eine Seite der Membran. Die Kapselrückseite ist luftdicht geschlossen. Druckempfänger übertragen den Bass sehr gut und sind relativ unempfindlich gegenüber lauten Schallquellen. Kugeln etwa sind Druckempfänger.

Phantomspeisung
Kondensatormikrofone benötigen, baulich bedingt, eine Phantomspeisung, also eine externe Stromversorgung. Diese lässt sich ganz einfach an modernen Mischpulten oder Interfaces einschalten.

Dynamische Mikrofone

Tauchspulenmikrofone
Tauchspulenmikrofone zeichnen sich durch individuellen Klangcharakter je nach Fabrikat des Herstellers aus. Aufgrund der massiven Konstruktion ist die Impulstreue nicht so empfindlich, sodass kaum ein linearer Frequenzgang erreicht wird.
Tauchspulenmikrofone eignen sich hervorragend für die Abnahme direkt an der Schallquelle, die hohe Schalldruckpegel (um / über 130 Dezibel) erzeugt. Tauchspulenmikrofone wie das berühmte SM58 von Shure sind die verbreiteste Art von dynamischen – also passiven – Mikrofonen.

Kondensatormikrofone

Großmembraner
Dieser Mikrofontyp hat seine Membran meistlich seitlich, sodass der Kabelanschluss nach unten zeigt. Der Membrandurchmesser beginnt ab 2,5 Zentimetern. Sie haben einen weiten Übertragungsbereich. Großmembraner und Kleinmembraner haben einen nahezu identischen Frequenzgang. Keines der beiden kann Bässe beziehungsdweise Höhen besser abbilden, auch wenn die Bauform darauf schließen lassen mag.
Großmembranmikrofone gelten als besonders rauscharm, ihr Impulsverhalten ist im Vergleich zu Kleinmembranmikrofonen aber etwas ungenauer, da sie robuster und massiver gebaut sind. Am besten wird der von vorne auftreffende Schall verwertet. Seitlich auftreffender Schall verliert massiv an Höhen. Viele Großmembraner lassen sich in ihrer Richtcharakteristik umschalten, sind also sogenannte Multipattern-Mikrofone. Ansonsten kommt das Mikro meist als Niere vor. Großmembraner lassen sich für fast alle Anwendungsbereiche nutzen, allerdings solltet man bei lauten impulshaften Schallquellen (Bassdrum, Snaredrum, Bläser et cetera) extrem vorsichtig sein. Bei einem Jazzdrummer sind Kondensatormikros am Schlagzeug absolut denkbar, bei einem brutalen Metaldrummer hingegen hat man nach einem Schlag eventuell schon ein kaputtes Mikrofon.

Kleinmembraner
Auch wenn die Konstruktion eines Kleinmembraners auf eine geringe Bass-wiedergabe schließen lässt, sind sie den Großmembranern hier tatsächlich nicht unterlegen. Ihre Vorteile liegen sowohl im besseren Impulsverhalten, als auch in einemnbreiteren und dabei höhenfrequenzbeständigeren Aufnahmefeld. Die fast schon zierliche Konstruktion ermöglicht hohe Empfindlichkeit beim auf- treffenden Schall, so dass eine sehr detailreiche Abbildung der Schallquelle entsteht.
Durch den weiten Aufnahmebereich werden gerade breitere Schallquellen (wie bei den Overheads eines Schlagzeugs) mit guter Ortung abgebildet. Nachteil eines Kleinmembraners ist das Rauschverhalten aufgrund des geringeren erzeugten Pegels. Bei sehr leisen oder dynamisch gespielten Schallquellen – wie ein leises Cello im Orchester – kann das zu einem Problem führen. Pauschal lässt sich sagen, dass Kleinmembraner oft für breite Schallquellen wie Drums, Chor, Orchester und Akustikgitarren im Stereoabnahmeverfahren genutzt werden.

Grenzflächenmikrofone
Grenzflächen sind oft halbe Nieren und Kondensatoren. Sie werden meist auf eine große und reflektierende Fläche wie etwa den Fußboden gelegt und dienen vornehmlich der Aufnehme des Raumschalls. Gerne werden Grenzflächen für Bassdrumabnahmen innerhalb und außerhalb des Kessels genutzt, aber auch für Piano oder Gitarren-/Bassamps.

In der kommenden pma Ausgabe werden wir konkreter und stellen Mikrofone und Mikrofonierungstechniken, speziell für Bläser und Streicher vor.

Diesen Beitrag ist in unserer pma-Ausgabe 06/18 nachzulesen!