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14 Das Mikrofon zwischen Physik und Emotion

Vortrag, gehalten auf der 20. Tonmeistertagung 1998

Was wäre Musik ohne Emotion? Ist es da nicht nahe liegend, technische Aspekte Gefühlen unterzuordnen und den Erfolg von Tonaufzeichnungen allein mit em­pirischen Erfahrungen und Fingerspitzengefühl an den Reglern anzustreben?

Andererseits sind technische Fortschritte nur denk­bar, wenn aus einmal gemachten Erfahrungen Erkennt­nisse abgeleitet werden, die als gesicherte Grundlage für neue, weitergehende Arbeiten dienen können.

So ist beispielsweise die Kenntnis von Gesetzmäßig­keiten der Stereophonie eine gute Voraussetzung, um bei Versuchen mit Surround-Aufzeichnungen erfolg­reich zu sein.

Bei den Mikrofonparametern lohnt es sich, emotio­nal beeinflusste Annahmen kritisch zu prüfen. Manch­mal widerspricht die Erwartung den physikalischen Tatsachen. Korrekt durchgeführte Hörtests können dies belegen.
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Mikrofon und Gefühle

In unserer modernen Zeit gehören Mikrofone zu den wenigen Elementen des Studiobetriebs, die in den vergangenen Jahrzehnten nur wenig grundlegende Veränderungen erfahren haben. Manche alten Mikro­fone sind sogar bis heute im Einsatz und werden hoch geschätzt. Wie traurig ist dagegen die Geschichte von Tonbandgeräten, Plattenspielern und anderem tech­nischen Gerät. Dies alles soll Schrott sein und war doch einst so attraktiv? Insbesondere die schöne Mechanik alter Zeiten, zu denen man Technik noch „anfassen“ konnte, ist nun fast überall durch vorzugs­weise schwarze Kästen ersetzt, in deren Schlitze man etwas hineinsteckt, was dann eine Funktion auslöst oder manchmal auch nicht.

Ist es da nicht verständlich, wenn Mikrofone ins Zentrum nostalgischer Gefühle rücken? Je älter, umso besser, lautet dabei die Devise. Dass dieses Gefühl leicht in eine Falle führt, erklären auch Insider, die sich ausgiebig mit alten Mikrofonen auseinander gesetzt haben. Nicht jedes alte Röhrenmikrofon ist ein gutes Mikrofon /1/ (und auch nicht jedes neue).

Der Tonmeister muss die Realitäten der Physik mit der Gefühlswelt der Musik verbinden. Dies ist nicht einfach, weil Physik und Musik fast konträre Diszipli­nen sind. Während Physik objektiv und nüchtern ist, ist Musik ohne Emotionen unvorstellbar. Der Zwiespalt zwischen Physik und Emotion ergibt sich daraus, dass es auf rein physikalischer Grundlage nicht möglich ist, eine Aufnahme zu beurteilen.

Die Frage, ob es die Attraktionen der Technik sind oder doch eher Liebe zur Musik, was einen Tonmeister bewegt, kann nur individuell beantwortet werden. Letztendlich ist es aber vorteilhaft, wenn gute Kennt­nisse in beiden Bereichen vorliegen, denn die gekonnte Kombination macht stark. Dagegen führt eine unreflek­tierte Mischung aus Objektivem und Gefühlsmomenten in die Irre.

„Gemischte Gefühle“

Wohin es führt, wenn Technik und Gefühle nicht auseinander gehalten werden, führen uns “Freaks” vor, die aus ihrer Liebe zur “high fidelity“ eine Religion mit allerlei Fetischen machen. Gestandenes Ingenieurwis­sen, ohne das es die Objekte der Begierden gar nicht gäbe, stört dann nur. Gezielte Entwicklungen werden durch Trends ersetzt, und an die Stelle von Wissen und Verstehen tritt Glaube und Aberglaube.

In einer großen deutschen Hi-Fi Zeitschrift wurde z.B. über Netzverteilerleisten berichtet. Eine ganz besondere hat ein runde Bauform mit kreisförmiger Anordnung der Netz-Steckdosen. Der Tester kam schließlich zu dem erstaunlichen Ergebnis, dass auch das Klangbild irgendwie rund wirke /2/. So etwas ist selbstverständlich einen märchenhaften Preis wert, und daher soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass es ein Märchen gibt, das in keiner Audiobibliothek fehlen sollte. Es ist das Märchen: “Des Kaisers neue Kleider”.

Es erfordert keine höhere Psychologie um zu ver­stehen, wie es möglich ist, dass vorgegebene oder erwartete Klangunterschiede Bestätigung finden, auch wenn sie tatsächlich nicht hörbar sind. Man stelle sich z.B. nur einmal vor, dass ein Tester keinen Unterschied hört! Er würde sich damit doch gegenüber jedem Kol­legen disqualifizieren, der mutig von deutlichen Unter­schieden berichtet, ob sie nun tatsächlich gegeben sind oder auch nicht. Auch der Käufer, der viel Geld ausgegeben hat, kann es sich in verschiedener Hin­sicht nicht mehr leisten, sich mit der Wahrheit aus­einander zu setzen.

Hinzu kommt, dass die Wahrheitsfindung schwie­rig ist. Einfaches Hinhören ist umso ungeeigneter, je feiner die Qualitätsunterschiede sind. Wer ohne un­mittelbaren Vergleich ein klangliches Ergebnis einem anderen gegenüberstellt, wird mit großer Wahrschein­lichkeit Opfer seiner Erwartungshaltung. So genannte AB-Vergleiche sind kein sicheres Mittel um heraus­zufinden, ob ein Produkt A oder B das bessere Ergeb­nis bringt, aber sie sind das einzige Verfahren, durch das überhaupt Unterschiede deutlich werden. Richtig durchgeführt können AB-Tests Mythen entschleiern. Dazu folgen an späterer Stelle noch einige Erklärungen.

Heute, nach einem Zeitraum, der sogar juristisch fast alles verjähren lässt, bekennt der Autor einen Fall, bei dem er selbst zu den Opfern allgemeiner Erwar­tung gehörte:

In einem Kreis interessierter Hörer stellte er die ver­besserte Version eines Vorverstärkers vor. Alle Anwe­senden waren vom Klang begeistert. Als sie gegangen waren, folgte ein Schreck: Bei der gesamten Vorfüh­rung war ein Bypass, der die neue Schaltung inakti­vierte, in Betrieb gewesen!! Der ganze “Unterschied” bestand also aus ein paar Stückchen Draht, und die waren nicht „oxigenfree“!

Auch einige Profis sind nicht frei von Erwartungs­haltungen. So wird z.B. angenommen, dass die Röhre grundsätzlich eine Garantie für “warmen Klang” sei, völlig unabhängig von den Randbedingungen. Es kann folglich überhaupt keine schlecht klingenden Röhren­geräte gegeben haben. Dann wundert es schon fast nicht mehr, dass es tatsächlich den Liebhaber von Röhrenmikrofonen gibt, der die klangliche Wärme mit der physikalischen Wärme erklärt, gemessen in Grad Celsius oder vorzugsweise Fahrenheit. Dies kann als besonders gravierendes Beispiel dafür genannt wer­den, wie irreführed die unreflektierte Kombination von Gefühl und Technik sein kann.

Jedem, der mit Ton zu tun hat, ist zu empfehlen, dass er beim Umgang mit technischen Geräten Physik und Emotion trennt.

Objektives und Subjektives

Technik ist objektiv. Im Bereich Newtonscher Physik sind Dinge richtig oder falsch und man hat gelernt, gegebene Aufgabestellungen gezielt zu lösen. Wenn es heute technische Entwicklungsleistungen gibt, die früher undenkbar waren, liegt das vor allem daran, dass die zeitgemäße technische Arbeitsweise streng rational ist, im Gegensatz zu früherer Alchimie. Damit geht einher, dass neue Arbeiten auf den Erkenntnissen unserer Vorfahren aufbauen. Würde man diese außer Acht lassen, müsste man immer wieder von vorne anfangen und könnte nicht weiterkommen. Der Fort­schritt ist stets eng mit der Wissenschaft verknüpft. Es stellt sich sogar die Frage, ob es Fortschritt ohne Wissenschaft überhaupt gibt. Man denke nur einmal an die großen Erfolge der modernen Medizin im Ver­gleich zu der Zeit davor.

Die rationale Betrachtungsweise erschöpft sich andererseits rasch, wenn subjektive Komponenten an Bedeutung gewinnen, wie z.B. in der Kunst. Ob etwas als schön oder gut beurteilt wird, hängt hier vom Ge­schmack ab, und der unterliegt wiederum verschie­densten Einflüssen. Trotzdem gibt es zum Glück so etwas wie allgemeine Werte, aus denen sich in vielen Fällen ableiten lässt, was einer Mehrheit gefallen wird. So mag z.B. kaum jemand Musikwiedergabe, der alle hohen Töne fehlen, aber schon bei der Frage, wie viel Klirrfaktor gut ist, scheiden sich die Geister. Zwar ist es unfein, Klirrfaktor zu fordern, aber Harmonische zweiter und eventuell auch dritter Ordnung werden oft gemocht. (Sie heißen ja auch „Harmonische“.)

Eine besondere Stärke der subjektiven Beurteilung beruht darauf, dass unser Gehirn in Blitzesschnelle eine sehr große Zahl von Daten auswerten kann. Des­halb können wir z.B. gleich, nachdem wir einen Men­schen sehen, sagen, ob er uns gefällt oder auch nicht. Natürlich ist auch dabei eine persönliche Filterung in Aktion, aber die Vorstellung, man müsste den gleichen Eindruck durch Messdaten vermitteln, scheint kaum realisierbar zu sein.

Was ist Wahrheit ?

Es stellt sich also die Frage, wie man mit größtmög­licher Sicherheit zu repräsentativen Aussagen bezüg­lich klanglicher Qualitätsmerkmale gelangt.

Der Versuch, objektive in subjektive Daten zu über­setzen, wurde schon verschiedentlich unternommen /3/. Leider ist eine Lösung dieses Unterfangens ziem­lich aussichtslos. Man kann aber zwei andere Wege beschreiben, wenn man herausfinden will, welches Audioergebnis „besser“ ist:

Die wissenschaftliche Untersuchung


Messergebnisse sind für Entwicklungsingenieure im­mer der sicherste Leitfaden. Technische Daten sind objektiv und erlauben exakte Vergleiche. Aufgrund ihrer wissenschaftlichen Auswertung kann man kom­plexe Verhältnisse klären und Fortschritte erzielen.

Diese Feststellung wird viele Praktiker nicht befrie­digen, aber anhand von Beispielen wird gezeigt, welche Realität manchen bekannten Erwartungen gegenüber­steht. In vielen Fällen lässt sich die Richtigkeit theo­retischer Erkenntnisse in der Praxis beweisen.

Der Hörtest

Er ist immer erforderlich, um letzte Sicherheit in der Beurteilung zu bekommen. Wie bereits erwähnt, muss er durch einen unmittelbaren Vergleich abgesichert werden, besonders wenn die Unterschiede klein sind.
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I. Wissenschaftliche Betrachtungen

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1. Das Kabel

Da die meisten Mikrofone mit Kabeln betrieben werden, soll auch dieses “heiße Thema” kurz ange­sprochen werden. Eine ausführliche Beschreibung wäre an dieser Stelle zu lang, denn “Leitungstechnik” ist ein eigener Bereich der Nachrichtentechnik /4//5/. Echte Kabel-Spezialisten sollten gute Mathematiker sein. Demgegenüber macht Mangel an Physikkennt­nissen mutig. Da werden klar definierte Fachbegriffe, wie z.B. der Wellenwiderstand, für Vertriebszwecke missbraucht. Dies funktioniert erstaunlich gut, wenn eine Glaubensgemeinschaft dahinter steht, die Unglau­ben mit Exkommunikation bestraft.

Unbestreitbare Tatsache ist dagegen, dass die Be­trachtung des Wellenwiderstands bei Kabeln, deren Länge deutlich unter einem Viertel der Wellenlänge liegt, keinen Sinn hat. λ/4 bei 20kHz und einer Dielek­trizitätskonstante des Kabels von .=2,5 beträgt aber knapp 2,5 km! Anders als bei Audiosignalen spielt der Wellenwiderstand bei digitalen Kabeln (AES-EBU) allerdings schon ab einigen zehn Metern eine Rolle, je nachdem, wie genau es auf die Flanken der Impulse ankommt.

Bei allen Übertragungen durch Kabel spielen die Quellimpedanz und der Abschlusswiderstand eine ebenso wichtige Rolle wie die Kabelparameter selbst. Daher kann man Kabeln allein keinerlei allgemein gül­tigen Prädikate bezüglich ihrer Übertragungsqualität geben.

In der Praxis äußert sich die Qualität von Mikrofon­kabeln vor allem durch die Wirksamkeit der Abschir­mung, die Gleichheit der Adern und durch Verarbei­tungskriterien.

Unter den Kabelparametern spielt bei Mikrofonen in der Praxis der kapazitive Belag die wichtigste Rolle. Er ist umso größer, je hochohmiger die Ausgangsimpe­danz ist, aber selbst Mikrofone mit 200 Ohm Innen­widerstand zeigen bei Kabeln bis 100m Länge meist noch keine ernste Beeinträchtigung des Übertragungs­verhaltens. Deutlich größere Längen sind auch vertret­bar (und kommen vor), wenn die Impedanz der Mikro­fone besonders niedrig ist /6/.

Weit wichtiger als die Kabelfrage ist bei Kondensa­tormikrofonen dagegen eine korrekte Phantomspei­sung. Sie wird leider erstaunlich oft geradezu fahrlässig realisiert /8/.

2. AB-Stereofonie

Es ist auch heute noch üblich, dass die Aufstellung des Mikrofonpaars einer AB-Stereoaufnahme empi­risch erfolgt. Der Abstand zum Orchester entscheidet dabei über das Verhältnis von direktem zu indirektem Schall (Hallbalance), und der Abstand zwischen den Mikrofonen wird nach Erfahrung und Gutdünken ge­wählt. Es gibt auch immer wieder Studenten, die der Frage nachgehen, welches wohl der beste Abstand zwischen den Mikrofonen sei.

Diese Verfahrensweise ist aber unnötig. Wissen­schaftliche Betrachtungen erlauben es, aus der Geo­metrie des Orchesters und den Mikrofonen abzuleiten, in welchem Abstand die Mikrofone zueinander stehen müssen, wenn die Stereobasis der Wiedergabe voll ausgefüllt werden soll /9//10//11/. Wenn derartige Er­kenntnisse vorausgesetzt werden können, darf man hoffen, weitere Fortschritte in der Aufnahmetechnik zu machen, z.B. im Hinblick auf die Vielkanalstereo­fonie, deren Komplexität durch reines Experimentieren schwer zu bewältigen ist.

Die wesentlichsten Merkmale der allein auf Laufzeit­unterschieden beruhenden AB-Stereofonie sollen hier nochmals kurz beschrieben werden:

Damit ein Signal, das mit gleichem Pegel in beiden Stereokanälen übertragen wird, durch einen Zeitunter­schied ganz links oder ganz rechts von der Lautspre­cherbasis geortet wird, ist ein Laufzeitunterschied von 1,1-1,6ms erforderlich. Dieses Kriterium ist leider nicht sehr scharf, was auch mit der bekannten Lokalisations­schwäche von AB-Aufnahmen zusammenhängt.

Da 1,2ms der Laufzeit entspricht, die Schall in Luft für ca. 40cm benötigt, kann man sagen, dass 40cm den kleinsten möglichen Mikrofonabstand darstellen, wenn die extrem außen liegenden Schallquellen, z.B. eines Orchesters, die Stereo-Lautsprecherbasis füllen sollen. Kleinere Laufzeitunterschiede führen zu einer Lokalisation innerhalb der Stereobasis.

Im Fall, dass die parallel ins Orchester weisenden Mikrofone nur 40cm voneinander entfernt aufgestellt werden, müssen sie so nahe aufgestellt werden, dass ihre Verbindungslinie durch die außen liegenden Schall­quellen geht (Abb. 1). Wenn die Mikrofone weiter ent­fernt aufgestellt werden, muss der Abstand zwischen ihnen vergrößert werden, so dass sich für Schall aus extrem linker oder rechter Richtung wieder der Lauf­zeitunterschied 1,2msec ergibt (Tabelle 1).

Den Laufzeiten entsprechen Wegstrecken, die für bestimmte Frequenzen die Abmessung einer halben Wellenlänge haben. Deshalb liefern die Mikrofone bei diesen Frequenzen gegenphasige Signale. Auch für ungeradzahlige Vielfache dieser Frequenzen liegt Gegenphasigkeit der Ausgangssignale vor. Es ist aber bekannt, dass eine Lokalisation bei einer Stereowie­dergabe durch gegenphasige Signale – wie z.B. bei einem verpolten Lautsprecher – unmöglich wird und dass statt dessen nur eine diffuse Räumlichkeit emp­funden wird.

Zum Glück ergeben geradzahlige Vielfache der gleichen Frequenz phasenrichtige Signale. Außerdem stimmt die Phase bei tiefen Frequenzen, deren halbe Wellenlänge deutlich größer ist als der Mikrofonab­stand. So ist eine Lokalisation immer noch möglich, aber die gegenphasigen Anteile sind genau so häufig und täuschen eine Räumlichkeit vor, die von den einen gehasst wird, weil sie unecht ist /12/ und die andere dennoch mögen. Man kann sie beurteilen wie Zucker im Wein.

Da die Phase zwischen den Kanälen von reinen AB-Aufnahmen ohne Stützmikrofone je zur Hälfte falsch und richtig ist, kann man, anders als bei koinzidenten Aufnahmen, die Polarität eines Lautsprechers durch­aus umdrehen, ohne dass dies sicher bemerkt wird! Am ehesten fällt dann eine geschwächte Bass-Wieder­gabe auf, besonders bei mono.

Die wissenschaftliche Betrachtung der AB-Technik erweist sich in diesem Beispiel als deutlich leistungs­fähiger als der Versuch, AB-Aufnahmen rein empirisch anzugehen.

3. Mikrofonwahl

Ebenso wie Basiswissen der Akustik beim Umgang mit der AB-Technik hilft, erleichtern grundlegende Kenntnisse über Mikrofone die Wahl des richtigen Mi­krofons. So sollte man beispielsweise wissen, dass für beste Tieftonübertragung nur elektrostatische Druckempfänger in Frage kommen, oder man muss den Nahheitseffekt von Druckgradientenempfängern ausnutzen, um nur zwei kurze Beispiele zu nennen.

Auch unter guten Mikrofonen gibt es viele verschie­dene Typen. Dies ist aber nicht mit dem Wunsch nach entsprechend vielen Klangbildern zu erklären. Im Ge­genteil, je besser die Mikrofone sind, umso ähnlicher klingen sie. Ihre Verschiedenartigkeit ist durch unter­schiedliche Applikationen begründet. Kondensator­mikrofone mit Kugelcharakteristik sind z.B. in vieler Hinsicht fast ideal, wenn man aber nicht nahe genug an eine Schallquelle herankommt oder akustische Rückkopplung zu befürchten ist, kann man sie nicht brauchen, sondern muss richtende Mikrofone einset­zen.

Viel wichtiger als der gewählte Mikrofontyp ist des­sen richtige Aufstellung in Bezug auf das Abstrahlver­halten der Instrumente /13/. Für Stützmikrofone sollte man den so genannten „Sweet Spot“ suchen (nicht zu verwechseln mit dem “sweet spot” einer stereofo­nen Wiedergabeanlage).

Wer etwas von der Funktion von Mikrofonen ver­steht, wird die verschiedensten Aufgaben gut meistern können. Rezeptwissen ist dagegen einfacher und folgt auch Moden, aber es ist kein guter Helfer bei ständig wechselnden Aufnahmesituationen. Tonaufnahmetech­nik ist nicht einfach. Tonmeister ist ein Beruf.
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4. Mikrofon mit Kugelaufsatz

Ein anderes Beispiel wissenschaftlicher Vorhersage ist bei der Verwendung von „attachments“ auf Mikro­fonkapseln möglich (Abb. 2). Allerdings kann man die Frage, ob das „gut“ ist, nicht allgemein gültig beant­worten. In /14/ wird sehr richtig getitelt: „Engineer turns accessories into art“. Bei Kunst ist es immer eine Geschmackssache, ob etwas gefällt oder nicht.

Technisch gesehen verhält sich eine Kugel im Schallfeld „gutmütig“. Diese Tatsache ist altbekannt (Abb. 3) und wurde schon 1951 beim Neu­mann-Mikrofon M 50 genutzt.

Die physikalischen Be­trachtungen /15/ gehen aller­dings bei Kugel und Zylinder von gleichen Durchmessern aus (genauer: normierte Dar­stellung). Wenn man nun eine Kugel auf ein zylindrisches Mikrofon aufsetzt, ist der Ku­geldurchmesser aber zwin­genderweise größer als der des Zylinders. Was geschieht, wenn man eine 50mm Kugel auf ein zylindrisches Mikrofon mit 20mm Durchmesser auf­bringt, sieht man in Abb. 4b im Vergleich zum Verhalten des unveränderten Mikro­fons.

Mit Kugelaufsatz ergibt sich ein leichter Buckel im Frequenzgang, der Töne im Bereich 2 - 8kHz leicht anhebt. Danach fällt der Frequenzgang ab. Ansonsten ist der Einfluss der Kugel erstaunlich gering. Das zeigt, dass eine Kugel mit 50mm Durchmesser einem Zylin­der mit 20mm Durchmesser im Schallfeld in akusti­scher Weise kaum nachsteht. Daher geht ein Kompli­ment an die Kugel, aber ist das Mikrofon nun besser?

Es kommt auf den Fall an. Bei geschicktem Umgang mit einem guten Equalizer ist eine ähnliche Klangver­änderung allerdings auch möglich. Die allgemein fol­genreiche Frequenzabhängigkeit des Polardiagramms, auf die ein Equalizer natürlich keinen Einfluss hat, wird durch die große Kugel nur geringfügig verändert.

Abb. 4a: Frequenzgänge eines Freifeld-Druckempfängers (MK 2) für verschiedene Schalleinfallswinkel.
Abb. 4b: Frequenzgänge eines Freifeld-Druckempfängers (MK 2) für verschiedene Schalleinfallswinkel mit Ø 50mm Kugelaufsatz.

5. Großmembranmikrofon

Auch die Einstellung vieler Anwender zum Groß­membranmikrofon ist oft von Gefühlen und Erwartun­gen geprägt. Bei einer Umfrage zu den Gründen, aus denen in bestimmten Fällen ein Großmembranmikrofon gewählt wird, zeigte sich, dass die meisten einfach nur ein großes, optisch beeindruckendes Mikrofon wünschten. Das häufigste technische Argument, dass damit tiefe Frequenzen besser aufgenommen werden können, ist falsch. Es genügt, dass ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik verwandt wird, damit sogar sehr kleine Kondensatormikrofone tiefste Frequenzen per­fekt übertragen /6/.

Physikalisch betrachtet haben Großmembranmikro­fone wenig Vorteile, aber einige beachtliche Nachteile /16/, /17/. Die bekannte Tatsache, dass Lautsprecher problematischer sind als Mikrofone, lässt sich damit erklären, dass Lautsprecher nie klein genug gebaut werden können, weil sie Leistung abgeben müssen. Der charakteristischste Nachteil von Mikrofonen mit großen Membranen ist ihre im Vergleich zu Kleinmem­bran-Mikrofonen höhere Frequenzabhängigkeit des Richtdiagramms. Das führt immer zu einer klanglichen Verfärbung, die jedoch als „Sound“ willkommen sein kann. Eine Richtcharakteristik, die sich bei tiefen Fre­quenzen zur Kugel aufweitet, bewirkt manchmal einen Klangeindruck, der mit „Wärme“ beschrieben wird.

Es gibt auch andere Beispiele, die zeigen, dass theoretische Nachteile in der Praxis durchaus auch zum Vorteil genutzt werden können /17/. Mit einem neuartigen Mikrofon wird es jetzt möglich werden, diese Parameter gezielt einzustellen /18/.

6. Rohr-Richtmikrofon (Shotgun) "Glaube und Wissen"

Bei Rohr-Richtmikrofonen (Interferenzrohr) führt die Länge zu Erwartungen, die in der Praxis oft nicht zu­treffen. Der Vergleich mit einem Teleobjektiv ist unzu­treffend, weil kein handelsübliches Richtmikrofon den auf seiner Achse einfallenden Schall vergrößert. Die Richtwirkung beruht alleine darauf, dass Schall aus anderen Richtungen unterdrückt wird. Im schalltoten Raum kann man mit einer Kugel genauso gut „ent­fernte“ Schallquellen aufnehmen wie mit einem belie­big starken Richtmikrofon.

Erst durch den reflektierten Schall und durch Störschall ergibt sich die Existenz­berechtigung von Richtmikrofonen. Bei einer Gleich­verteilung des reflektierten Schalls aus allen Richtun­gen spricht man vom diffusen Schall. Wenn er viel größer ist als der direkte Schall (weit außerhalb des Hallradius‘), kann man mit dem besten Richtmikrofon nicht mehr feststellen, woher der Schall kommt. Daher nimmt die feststellbare Richtwirkung jedes Richtmikro­fons ab, wenn der Abstand zur Schallquelle größer wird und der Diffusfeldanteil dabei wächst.

Diese Feststellungen lösen oft Erstaunen und Un­gläubigkeit aus. Daher sei zunächst gesagt, dass wir als Mensch höhere Fähigkeiten haben, die nicht ein­fach gefühlsmäßig auf das technische Produkt „Mikro­fon“ übertragen werden dürfen. Die Erklärung ist ein­fach: Der Mensch hat zwei Ohren, und mit stereofoner Übertragung können wir auch in einem stark diffusen Schallfeld noch erste Wellenfronten der Schallquellen lokalisieren.

Ferner haben wir hier ein Beispiel, bei dem es sich lohnt, einmal einen Vergleichstest zu machen, um Glau­be durch Wissen zu ersetzen.

Abb. 5 zeigt eine mögliche Erweiterung eines Richt­rohrs zu einem MS-Stereomikrofon, indem auf das Rohr ein Mikrofon mit Acht-Charakteristik aufgesetzt wird. Wenn man in die gleiche Klammer ein Mikrofon mit Supernieren-Charakteristik einsetzt, zeigt dies nach vorne. Diese Klammer ist für den im folgenden beschriebenen Versuch praktisch, da es sonst nicht einfach ist, die beiden Mikrofone so miteinander zu befestigen, dass keine Schlitze in beeinträchtigender Weise abgedeckt werden. Genau genommen dürfte man die kleine Klammer mit der Superniere auch ganz vorne auf dem Richtrohr montieren, da der frontale Bereich als erster bei einer Bildaufnahme stören würde. Der Abstandsvorteil des Richtrohres ist jedoch relativ unbedeutend, wenn es z.B. 2m von der Schallquelle entfernt ist.

Um den Unterschied in der Richtwirkung praxisnah zu prüfen, ist es zunächst erforderlich, dass die Schall­quelle genau auf der Hauptachse der Mikrofone ange­ordnet wird und beide Pegel exakt gleich eingestellt werden. Danach dreht man die Mikrofone gemeinsam so, dass der Schall im Winkel von z.B. 45º, 90º und mehr einfällt und hört sich abwechselnd eines der Signale an. Der Unterschied der Abschwächung für unerwünschten Schall wird dadurch deutlich.

Wenn man auf diese Weise Rohr-Richtmikrofone mit einer vergleichsweise winzigen, guten Superniere vergleicht, folgt regelmäßig Verblüffung, weil die Er­wartung angesichts des langen Rohrs viel mehr Unter­schied unterstellt. Tatsächlich richten Richtrohre nur bei hohen Frequenzen, z.B. oberhalb 5kHz, stärker als Supernieren /6/.

II. Hörvergleich

Immer wenn qualitative Merkmale von Tonproduk­tionen verglichen werden, muss ein Hörtest letzte Gewissheit herbeiführen. Kleine Unterschiede können anders überhaupt nicht herausgefunden werden. Die menschlichen Sinne sind nicht absolut, und wer sich vergleichende Hörtests spart und nur ein einzelnes Produkt anhört, wird ständig Opfer seiner Erwartungs­haltung. Schlimm daran ist, dass der Betroffene dies meist nicht erfährt und seine Arbeit auf Vorurteilen aufbaut.

Die korrekte Durchführung eines Hörtests ist aber erstaunlich schwierig /7/. Generell ist es vorteilhaft, zwischen zweierlei Fragen zu unterscheiden:
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  • Gibt es einen klanglichen Unterschied und wel­cher Art ist er?
  • Welches Ergebnis ist besser? Zur Beantwortung dieser Frage sind lange Hörsitzungen erforderlich.

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Aus Frage 1 folgt nicht unbedingt, welches Klang­ergebnis besser ist. Unsere Sinne sind relativ. Ob wir z.B. etwas als kalt oder warm empfinden, hängt u.a. davon ab, von welchen Temperaturen wir zuvor um­geben waren. Wenn aber angenommen wird, dass A besser klingt als B, gibt es keine andere Möglichkeit als einen unmittelbaren Vergleich nacheinander ohne Zeitverlust, eventuell dadurch, dass bei laufendem Programm vom einen zum anderen Signal umgeschal­tet wird.

Dann erkennt man, ob ein Unterschied besteht und wie groß und welcher Art er ist. Eine zeitliche Unter­brechung birgt große Gefahren der Fehlbeurteilung.

Bei diesem AB-Vergleich kommt es auf extreme Gleichheit der Pegel der zu vergleichenden Signale an. Ein Unterschied von beispielsweise nur 0,5dB kann normalerweise vom Menschen nicht als Lautstärke­unterschied gehört werden. Dafür wäre etwa 0,5 - 1dB Unterschied erforderlich /19/. (Andere Autoren halten sogar Pegelunterschiede bis zu 2dB für erforderlich, damit man einen Lautstärkeunterschied empfindet.) Statt dessen gelangen wir aber in eine ganz andere Interpretationsebene:

Das Signal mit dem höherem Pegel wird klanglich besser beurteilt. Daher muss bei allen AB-Tests peinlich genau auf Pegelgleichheit ge­achtet werden. Unterschiedliche Frequenzgänge von A und B erschweren den Test sehr. Dann sollten meh­rere Vergleiche gemacht werden und einmal das eine und dann das andere Signal im Pegel leicht verändert werden.

Eine gute Methode, die Pegel der beiden Kanäle abzugleichen, ist die Differenzbildung. Sie funktioniert natürlich nur, wenn auch die Phasengänge weitgehend gleich sind.

Dies ist beim Beispiel der Abb. 6 gegeben. A und B sind in diesem Fall der Röhrenverstärker eines Kon­densatormikrofons („Flasche“) und ein transistorisier­tes, phantomgespeistes Pendant. Die Kondensatoren nach den Potentiometern entsprechen genau den Kapselkapazitäten des jeweiligen Mikrofons. Über sie werden beliebige Musiksignale anerkannter Qualität eingespielt. Betriebstechnisch ergeben sich für die Mikrofonverstärker daher die gleichen Verhältnisse wie bei einer Aufnahme. Es entfallen aber alle Unsicher­heiten bezüglich unterschiedlicher Orte der Mikrofone im Raum, und vor allem entfällt der entscheidende Einfluss unterschiedlicher Mikrofonkapseln. Es geht also um einen reinen Vergleich der Mikrofonverstärker ohne die Kapseln, denen oft zu wenig Bedeutung beigemessen wird, wenn von Röhrenmikrofonen die Rede ist.

Das in Abb. 6 dargestellte Prinzip wurde schon vor ca. 6 Jahren in einem als „Auditor“ bezeichneten Gerät realisiert (Abb. 7). Nach genauestem Pegelabgleich wird ein Zufallsgenerator aktiviert, der für jede Hörsit­zung die Signale A und B anders auf die Übertragungs­wege 1 bis 8 verteilt. Man kann per Fernbedienung beliebig vorwärts und rückwärts zwischen den Über­tragungswegen umschalten und erkennt den aktivier­ten Weg durch die jeweils rot leuchtende LED der Zeile „Actual Sequence“. Die Wege, die einem besser gefallen, kann man markieren. Die markierten Über­tragungswege werden durch gelb leuchtende LEDs in der Zeile „Preference“ angezeigt. Wenn man sich seines Urteils sicher ist, führt ein Druck auf die „Wahr­heitstaste“ zum Aufleuchten der LEDs in der Zeile „Actual Sequence“, die den Stereokanälen A zugehö­ren. Wenn der Unterschied eindeutig erkannt wurde, müssen den leuchtenden Dioden der Zeile „Preference“ entweder überall leuchtende oder überall nicht leuch­tende LEDs der Zeile „Actual Sequence“ gegenüber­stehen.

Das Ergebnis sollte jeder Röhrenliebhaber am besten selbst erleben. Bei hohen Pegeln, entsprechend Schall­druckpegeln von mehr als 110dB-SPL, ergibt sich am ehesten ein hörbarer Unterschied. Bei kleinen Pegeln erkennt man die Röhre in den meisten Fällen beson­ders schnell durch ihr stärkeres Rauschen. Erstaunlich schwierig wird die Unterscheidung bei normalen mitt­leren Pegeln. In diesem Fall muss man nach geeigne­ten Tonquellen suchen und mit einem elektrostatischen Kopfhörer abhören. Ein gestrichenes Cello z.B. kann Unterschiede aufzeigen. Bei komplexeren Klängen wird es schwierig bis unmöglich, herauszufinden, wann die Röhre im Einsatz ist und wann nicht.

Literaturverzeichnis:

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  1. D. Brauner, Valvo ergo sum, Studio – Mikrofon – Spezial, S. 6 – 20, 1998
  2. Stereoplay, Sterns Stunde, Heft 2, S. 34, 1994
  3. Brüel&Kjaer, Application notes, Multidimensional Audio, AES 1977
  4. Steinbuch / Rupprecht, Nachrichtentechnik, S. 248-264, Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/ New York, 1967
  5. K. Küpfmüller, Einführung in die theoretische Elektrotechnik, 8. Aufl. S. 377-410,. Springer-Verlag Berlin / Heidelberg / New York, 1965
  6. J. Wuttke, Mikrofonaufsätze, Aufsatz 6 in diesem Band
  7. D. Braun, Ein neues Hörversuchskonzept, S. 354ff, Fortschritte der Akustik, DAGA, Bonn 1996
  8. J. Wuttke, Die Phantomspeisung und ihre Geister, Studio Magazin – Mikrofon Spezial, S. 38 – 42, 1998, Aufsatz 13 in diesem Band
  9. M. Williams, AES Publication European Represen­tative, “Unified theory of microphone systems for stereophonic sound recording”, AES preprint 2466 (H-6), 1987
  10. E. Sengpiel, Blätter zu den Vorlesungen “Musik­übertragung” an der UdK Berlin, seit 1990
  11. J. Wuttke, Mikrofonaufsätze, Aufsatz 3 in diesem Band
  12. S.P. Lipshitz, University of Waterloo, Ontario, Ca­nada, “Stereo Microphone Techniques: Are the Purists Wrong?”, AES preprint 2261 (D-5) oder
  13. J. Audio Eng. Soc., Vol. 34, no.9, 1986
  14. J. Meyer, Akustik und musikalische Aufführungs­praxis, Bochinsky, 1995
  15. Pro Sound News Europe, Engineer turns acces­sories into art, S. 14, July 1998
  16. H.F.Olson, Acoustical Engineering, S. 20-21, D. Van Nostrand Company, Inc., London/New York, 1957
  17. O. Brøsted Sørensen, Groß oder klein?, Studio Magazin – Mikrofon Spezial, S. 58 - 62, 1998
  18. J. Wuttke, Mikrofonaufsatz-Sammlung, Aufsatz 7 in diesem Band
  19. C. Langen, Mikrofon mit frequenzabhängig ein­stellbarem Bündelungsmaß, Vortrag auf der 20. Tonmeistertagung, Karlsruhe 1998
  20. D.E. Hall, herausgegeben von J. Goebel, Musika­lische Akustik, S. 113, Schott, Mainz / London / Madrid / New York / Paris / Tokyo / Toronto, 1997

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