Tontechnik für die Blasmusik (2)

Tontechnik für die Blasmusik (2): "Das Mikrofon"

Das erste und wichtigste Element in der Signalkette stellt der Ton des Instrumentes dar. Auf diesen hat der Einsatz von Tontechnik zunächst natürlich keinen Einfluss. Idealerweise wird der produzierte Ton lediglich verstärkt und bleibt in seiner Qualität unbeeinflusst. Bei Bedarf bietet die tontechnische Bearbeitung allerdings auch Möglichkeiten den Sound eines Instrumentes positiv zu beeinflussen, sei es durch einen Equalizer, Effekte wie Hall- (Reverb) und Echo- (Delay) Effekte oder den Einsatz von Dynamikprozessoren wie z. B. Kompressoren.
Diese Bearbeitungsmöglichkeiten finden sich allerdings erst weit hinten in der Signalkette an deren Ende die Lautsprecher stehen.
Um überhaupt die Voraussetzung für den Einsatz derartiger Bearbeitungsmöglichkeiten zu schaffen, müssen zunächst die rein akustischen Töne eines Instruments in elektrische Signale umgewandelt werden. Dies geschieht durch den Einsatz von Mikrophonen.

Das Mikrofon für den guten Ton

DAS eine Mikrofon für den guten Ton gibt es wohl nicht. Die Qualität des übertragenen Tones hängt dafür von zu vielen Variablen ab:

  • welches Instrument soll abgenommen werden
  • wie laut ist es
  • wieviele Instrumente
  • welche räumliche Anordnung
  • welche Raumeinflüsse gibt es
  • Live oder Studio…


Um die Auswahl eines geeigneten Mikrophons zu erleichtern ist es sinnvoll sich einen Überblick über die verschiedenen Arten der Mikrophone zu verschaffen. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Mikrophone, die sich nicht nur auf den ersten Blick durch den Preis und die Optik unterscheiden. Am wichtigsten dabei sind die unterschiedlichen Konstruktionsprinzipien der Mikrophone.

Dynamisch oder Kondensator

Nahezu alle heute gebräuchlichen Mikrophone sind entweder dynamische Mikrophone oder Kondensator Mikrophone. Wichtig ist dieser Unterschied zunächst deshalb, weil ein Kondensator Mikrophon im Gegensatz zum dynamischen Mikrophon, elektrische Spannung benötigt um zu funktionieren. Ohne „Strom“ bleibt das Mikro stumm.  Warum das so ist liegt am Konstruktionsprinzip. Das dynamische Mikrophon funktioniert nach dem Induktionsprinzip: in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, wird eine elektrische Spannung induziert. Der bekannteste Typ des dynamischen Mikrofontyps ist das Tauchspulenmikrofon. Ich habe auf der folgenden Skizze das Funktionsprinzip grob vereinfacht dargestellt.

Dynamisches Mikrofon

Die Membran wird durch die auftreffenden Schallwellen in Bewegung versetzt und taucht mit der daran verbundenen leitenden Spule in das Magnetfeld des Dauermagneten ein und induziert hierdurch eine Wechselspannung.

Demgegenüber steht das Kondensator Mikrofon. Auch hier wieder eine grobe Skizze zur Funktionsweise:

Kondensatormikrofon

Beim Kondensatormikrofon ist eine sehr dünne, elektrisch leitfähige Membran als bewegliche Elektrode mit geringem Abstand vor einer Metallplatte als fester Gegenelektrode angebracht. Beide Elektroden werden durch eine externe Polarisationsspannung versorgt. Auftreffender Schall bringt die Membran zum Schwingen, wodurch sich die Kapazität des Kondensators verändert. Durch weitere Schaltungen wird eine Wechselspannung abgeleitet, die dem ursprünglichen akustischen Signal entspricht. Allerdings sind diese Signale sehr schwach und benötigen immer einen Verstärker, der aus anderen technischen Gründen nah bei der Mikrofonkapsel angebracht sein muss. Kondensatormikrofone benötigen deshalb immer eine Spannungsversorgung.
    
Für die Stromversorgung wird eine sogenannte Phantomspeisung benötigt, die allerdings bei fast allen Mischpulten vorhanden ist und über ein symmetrisches XLR-Mikrofonkabel übertragen werden kann.

Und wie klingt es dann?

Weil bei einem Kondensator Mikrofon im Vergleich zum Tauchspulen Mikrofon erheblich weniger „Masse“ durch den auftreffenden Luftschall bewegt werden muss, gelingt eine besonders präzise Abbildung des Schalls mit einem guten Impulsverhalten und brillanten Höhen.
Im Vergleich zu Dynamischen Mikrofonen ergeben sich folgende Vor- und Nachteile:

Vorteile:

  • sauberer, transparenter Klang
  • ausgeglichener Frequenzgang
  • sehr weiter Übertragungsbereich zwischen 20 Hz und 20 kHz
  • großer Dynamikbereich daher auch sehr gut für leise Passagen geeignet
  • teilweise sind umschaltbare Richtcharakteristiken möglich


Nachteile:

  • aufgrund des höheren technischen Aufwands teurer als Dynamische Mikrofone
  • nicht so robust wie Dynamische Mikrofone
  • die größere dynamische Empfindlichkeit kann auch unerwünschte Nebeneffekte wie z. B. stärkeres Übersprechen von anderen als der abgenommenen Schallquelle haben
  • Spannungsversorgung ist zwingend erforderlich
  • Teilweise nach oben eingeschränkte Dynamik die zu Verzerrungen schon ab 120dB führen kann, wenn am Mikrofon kein Pad Schalter vorhanden ist
  • unter Umständen wird der Klang auch als härter, kalt oder steril im Vergleich zu einem Dynamischen Mikrofon wahrgenommen


Darüber hinaus haben Dynamische Mikrofone auch Vorteile gegenüber Kondensern. Insbesondere in Live Situationen verfügt das Dynamische Mikrofon über einige Stärken:

  • aufgrund der einfachen Konstruktion ist es mechanisch robust und zuverlässig
  • unempfindlich gegen Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit
  • keine zusätzliche Versorgungsspannung erforderlich
  • qualitativ hochwertige Dynamische Mikrofone erreichen ebenfalls sehr gute Wiedergabeeigenschaften bei ausgeglichenem Frequenzgang
  • „Warmer“ Klang, allerdings sind die Mittenfrequenzen nicht immer neutral
  • Geeignet für hohe Schalldrücke


Es gibt also Vor- und Nachteile bei beiden Konstruktionstypen. Die Gewichtung der einzelnen Aspekte ist individuell abhängig vom Einsatzgebiet. Ich empfehle immer ein oder mehrere Mikrofone ausgiebig zu testen und nicht nur die technischen Daten für die Beurteilung heranzuziehen. Grundsätzlich sind sowohl Kondensator- als auch Dynamische Mikrofone für alle Instrumente geeignet, wenn die Eigenarten der Mikrofontypen beachtet werden.

Richtcharakteristiken: Niere, Superniere, Kugel und Acht

Mikrofone unterscheiden sich nicht nur durch das Konstruktionsprinzip, sondern auch durch ihrer Richtwirkung. Die Richtwirkung ist dabei unabhängig vom Konstruktionsprinzip.
Die Richtwirkung von Mikrofonen wird in sogenannten Polardiagrammen dargestellt. Diese sind kreisförmige Diagramme, die die Mikrofonempfindlichkeit bei verschiedenen Winkeln jenseits der Haupteinsprechrichtung anzeigen. Die 0° Achse stellt die frontale Einsprechrichtung dar und wird meist mit einer Empfindlichkeit von 0 dB definiert. Da die Richtwirkung auch frequenzabhängig ist, werden üblicherweise mehrere Kurven für unterschiedliche Frequenzen in das Diagramm gezeichnet. Diese Diagramme stellen lediglich einen 2-dimensionalen Ausschnitt der Richtcharakteristik eines Mikrofons dar. In der Realität muss man sich die Darstellung 3-dimensional, wie einen Ballon um das Mikrofon vorstellen.

Polardiagramm am Beispiel Nierencharakteristik

Mikrofone mit der Richtcharakteristik Niere stellen einen guten Kompromiss zwischen Richtwirkung, Rückkopplungssicherheit und Klang dar. Der frontal eintreffende Schall wird über einen weiten Frequenzbereich in einem relativ breiten Bereich von rd. 120° (300° - 60°) aufgenommen. Am unempfindlichsten ist das Mikrofon bei 180°, also von Hinten und schräg Hinten (210° - 150°). Dementsprechend ist der Einfluss von Hintergrundgeräuschen, Monitorsignalen oder Raumklang relativ gering.
    
Deutlich wird die Frequenzabhängigkeit der Richtwirkung. Mikrofone mit Richtcharakteristik zeigen bei höheren Frequenzen eine stärkere Richtwirkung entlang der 0° Achse auf als bei tieferen Frequenzen. Tiefere Frequenzen werden auch noch relativ stark von der Seite, ganz tiefe Bassfrequenzen werden nahezu kugelförmig aufgenommen. Die Gründe dafür sind physikalischer Natur und die daraus resultierenden Effekte werden umso ausgeprägter je stärker die Richtwirkung des Mikrofons ist.

In der Praxis zeigt sich dieser Effekt darin, dass sich die Klangfarbe einer Schallquelle z. B. ein Musikinstrument umso stärker verändert, je weiter sie sich seitlich des Mikrofons befindet, auch wenn sich der Abstand zum Mikrofon nicht verändert.

Zwar versuchen die Hersteller von Mikrofonen diesen unerwünschten Effekt durch technische Konstruktionen möglichst gering zu halten, dennoch ist dieses Phänomen bei der Mikrofonierung eines Orchesters zu berücksichtigen.

…und noch ein Effekt: Der Nahbesprechungseffekt

Ebenfalls Frequenzabhängig ist der sogenannte Nahbesprechungseffekt. Dieser tritt ebenfalls nur bei gerichteten Mikrofonen auf Der Effekt zeigt sich darin, dass tiefe Frequenzen um 100 Hz (und, je nach Mikrofon, tiefer) umso stärker wiedergegeben werden, je näher sich die Schallquelle am Mikrofon befindet. Wenn sich z. B. die Schallquelle 0,5 cm entfernt befindet können Frequenzen um 100 Hz um bis zu 15 - 20 dB lauter wiedergegeben werden als in einem Abstand von 60 cm. Diesen Effekt kann man sich zu Nutze machen, wenn eine bewusste Anhebung der tiefen Frequenzen erwünscht ist wie z. B. um der Gesangsstimme ein besonders Fundament im tiefen Register zu verleihen, oder Blasinstrumenten bei sehr tiefen Tönen zu mehr Durchsetzungsfähigkeit zu verhelfen.

Mikrofondisziplin

ist deshalb erforderlich: Wenn beim Einsatz von Mikrofonen ein Soundcheck durchgeführt wird muss also die einmal gewählte Position zum Mikrofon möglichst beibehalten werden. Wenn sich der Musiker aus dem Aufnahmebereich des Mikrofons herausbewegt, führt dies dazu, dass sich nicht nur die Lautstärke sondern auch der Klang wesentlich verändert. In einer Entfernung von 1 m zum Mikrofon ist z. B. der Anteil tiefer Frequenzen im Mikrofonsignal nur noch schwach ausgeprägt. Werden diese im Mischpult angehoben kann es direkt zu Rückkopplungen oder anderen unerwünschten Nebeneffekten kommen.
    
In der nächsten Ausgabe dieses Workshops werde ich auf Auswahl und Positionierung von Mikrofonen für die unterschiedlichen Instrumentengruppen eingehen. Dabei werden die instrumentenspezifischen Klangeigenschaften mit den gewonnenen Erkenntnissen zu den unterschiedlichen Mikrofontypen in Verbindung gebracht.

Bis dahin viel Erfolg bei der Mikrofonauswahl,


Jürgen Wieching

Mehr Infos über Jürgen Wieching

Jürgen «BIG JAY» Wieching ist seit 20 Jahren festes Mitglied von ALBIE DONNELLY'S SUPERCHARGE. Als Baritonsaxophonist der »Killerhorns«, dem Bläsersatz von ALBIE DONNELLY'S SUPERCHARGE, wirkte der Profimusiker bei zahllosen Liveshows und Studioproduktionen mit. Jürgen «BIG JAY» Wieching hat als Endorser und Dozent für JUPITER intensive Workshops gestaltet und über viele interessante Workshopthemen referiert. Jürgen Wieching spielt Saxophone der JUPITER Artist Serie.