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Mikrofongrundlagen: Richtcharakteristik
Die Richtcharakteristik gehört zu den grundlegenden Eigenschaften eines Mikrofons und beschreibt die “räumliche Empfindlichkeit”; d. h. wie laut der Schall aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen wird. Sowohl bei der Platzierung wie auch Ausrichtung des Mikrofons spielt die Richtcharakteristik die ausschlaggebende Rolle. Ebenso ist sie “verantwortlich” für die Rückkoppelsicherheit.
Schauen wir uns die unterschiedlichen Richtcharakteristiken an:
Die Kugelcharakteristik besitzt keine Vorzugsrichtung, d.h. sie nimmt den Schall aus allen Richtungen gleichermaßen auf. Dadurch muss auf keine exakte Ausrichtung geachtet werden, was insbesondere bei Ansteckmikrofonen sehr hilfreich ist. Kugelmikrofone klingen meist am natürlichsten, haben die geringsten Windgeräusche und weisen keinen Nahbesprechungseffekt auf. D. h. der Abstand zur Klangquelle beeinflusst nicht den Frequenzgang.
Mikrofone mit Kugelcharakteristik werden in erster Linie bei Sprachanwendungen genutzt: Anstecker, Headset oder auch Handmikrofone in Interview-Situationen.
Der größte Nachteil bei Kugelmikrofonen ist die hohe Rückkoppelanfälligkeit, weshalb sie auf Bühnen im Live-Betrieb, insbesondere bei Verwendung von Monitoren, nicht eingesetzt werden können. Für solche Anwendungen muss zu einem gerichteten Mikrofon gegriffen werden.
Das am weitesten verbreitete, gerichtete Mikrofon ist die Niere. Ein Mikrofon mit Nierencharakteristik nimmt den Schall direkt von vorne am besten, Schall von hinten nur minimal auf. Nieren sind deshalb wesentlich rückkopplungsfester als Kugeln und eignen sich damit sehr gut für laute Live-Bühnen.
Bei gerichteten Mikrofonen tritt der Nahbesprechungseffekt auf. Das bedeutet, je näher das Mikrofon an die Schallquelle heran gebracht wird, desto mehr werden die tiefen Frequenzen angehoben. Der Frequenzgang wird also “verbogen”.
Die Superniere verfügt über eine noch stärkere Richtwirkung als die Niere und bietet so eine stärkere Isolation der Klangquelle sowie eine höhere Rückkoppelsicherheit. Allerdings ist sie direkt von hinten empfindlicher. Deshalb muss bei Verwendung von Supernieren speziell auf die Platzierung des Monitor-Lautsprechers geachtet werden. Der ideale Winkel liegt bei etwa 130° …. also schräg unterhalb des Mikrofons.
Sie eignet sich besonders für Mikrofonierungen, bei denen einzelne Schallquellen in lauter Umgebung aufgenommen werden sollen.
Durch die stärkere Richtwirkung tritt auch ein stärkerer Nahbesprechungseffekt auf.
Ein Mikrofon mit einer Acht (bzw. Achtcharakteristik) nimmt den Schall von vorne und hinten gleichermaßen auf und von der Quer-Richtung nur minimal. Anzutreffen ist diese Charakteristik bei Bändchenmikrofonen oder auch Großmembran-Mikrofonen. Diese etwas ausgefallene Richtcharakteristik kommt in der Praxis seltener vor. Sie eignet sich recht gut bei der Schlagzeugmikrofonierung als Overhead oder zwischen zwei Toms. U. a. wird die Acht auch bei der MS-Stereophonie eingesetzt.
Der Nahbesprechungseffekt ist bei der Achtcharakteristik am stärksten ausgeprägt.
Wie wird nun aber die Richtwirkung technisch realisiert?
Der Aufbau einer Kugelcharakteristik-Kapsel kann man sich wie eine geschlossene Dose, über die eine Membran gespannt wird, vorstellen. Damit bleibt der Luftdruck innerhalb der Dose immer konstant. Erhöht sich der äußere Luftdruck wölbt sich die Membran nach innen, verringert er sich, wölbt sich die Membran nach außen. Somit “misst” die Kugelkapsel den lokalen Luftdruck. Da der lokale Luftdruck aber keine Richtung aufweist (nicht zu verwechseln mit der Ausbreitungsrichtung von Schall) ist es vollkommen egal, wie die Kapsel ausgerichtet wird.
Bei einer Mikrofonkapsel mit Richtwirkung gelangt der Schall durch so genannte Laufzeitglieder auch von innen an die Membran. Ganz bildlich gesprochen: es werden in die “Kugel-Dose” an der Seite Löcher rein gebohrt. Somit kann der Schall nicht nur von außen auf die Membran gelangen – sondern durch die seitlichen Einlasslöcher auch von hinten auf die Membran. Ein gerichtetes Mikrofon “misst” also einen “Druckunterschied”.
Kommt beispielsweise der Schall von vorne auf das Mikrofon (im Bild links) so trifft der “blaue Schall” direkt von vorne auf die Membran und der “rote Schall” auf Umwegen von hinten auf die Membran. Ist dieser “Umweg” eine halbe Wellenlänge lang, so trifft der blaue Schall mit dem positiven Druck auf die Membran und der rote Schall mit der negativen Halbwelle. Von außen wird also nach innen gedrückt, von innen wird nach innen gezogen. Damit ergibt sich eine maximale Auslenkung der Membran – und damit ein maximales Ausgangssignal.
Kommt der Schall nun von hinten (im Bild rechts) – so sind die zurückgelegten Wege von blauem und roten Schall in etwa gleich lang. Damit kommt sowohl der Schall von außen wie auch der Schall von innen mit der positiven Halbwelle an. Von außen wird also nach innen gedrückt und von innen nach außen. Die beiden Drücke arbeiten gegeneinander und die Membran bleibt in Ruhe.
Ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Mikrofonen ist, wie gut die Richtcharakteristik über den gesamten Frequenzbereich ausgeprägt ist. Deswegen werden bei professionellen Mikrofonen die Richtcharakteristik bei unterschiedlichen Frequenzen angegeben. Nebenstehendes Bild zeigt die Richtcharakteristik des Beta 58A. Hier wird bei sechs verschiedenen Frequenzen das Richtdiagramm gemessen. Bei 1 kHz ist die ideale Superniere zu sehen. Bei den tieferen (125 Hz) und hohen Frequenzen (10 kHz) wird die enge Richtwirkung der Superniere etwas ausgeweitet. Dies liegt hier aber noch in einem sehr geringen Bereich, so dass die hohe Rückkoppelsicherheit über den ganzen Frequenzbereich gewährleistet werden kann. Bei manch günstigen Mikrofonen wird die Richtwirkung bei manchen Frequenzen derart aufgeweitet, dass eine erhöhte Rückkoppelgefahr bei diese Frequenzen besteht.
Weiterführende Links:
- Weiterer Blogbeitrag: der Nahbesprechungseffekt
- Wer es noch genauer wissen will: Shure Academy – kostenlose E-Learning-Kurse
- Mikrofone mit Kugelcharakteristik: MX153, SM93
- Mikrofone mit Nierencharakteristik: SM58, SM86, Beta 87C
- Mikrofone mit Suopernierencharakteristik: Beta 58A, Beta 87A
- Mikrofone mit Achtcharakteristik: Beta 181/BI, KSM313
- Mikrofone mit umschaltbarer Richtcharakteristik: KSM141, KSM44
- MS-Stereomikrofon: VP88
Nahbesprechungseffekt – was ist das und warum tritt er auf?
Wer mit Mikrofonen arbeitet – also sowohl “Tonis” als auch Musiker – sollte den Nahbesprechungseffekt (engl. proximity effect) beachten. Dieser Effekt ist mitunter ausschlaggebend für die Positionierung des Mikrofons und den daraus resultierenden Klang.
Aber was ist überhaupt der Nahbesprechungseffekt?
Frequenzgang Beta 58A
Je näher ein Mikrofon an die Schallquelle heranrückt, desto stärker werden die tiefen Frequenzen angehoben. Dies sieht man sehr schön, wenn man ein Blick in die technischen Daten des Beta 58A schaut. Der Frequenzgang ist bei unterschiedlichen Entfernungen angegeben. Bei einem Abstand von 3 mm ist eine extreme Anhebung der Frequenzen um 200 Hz zu sehen.
Tritt der Nahbesprechungseffekt bei allen Mikrofonen auf?
Nein, nur bei Druckgradienten-Mikrofonen – also bei gerichteten Mikrofonen wie Niere, Superniere, Hyperniere, Acht usw. Je stärker die Richtwirkung desto stärker ist auch der Nahbesprechungseffekt. Beim Beta 58A ist er durch die Supernierencharakteristik also stärker ausgeprägt als beim SM58 welches eine Nierencharakteristik hat.
Bei der Verwendung von Mikrofonen mit Kugelcharakteristik (wie z.B. das Beta 53 Headset) tritt dieser Effekt nicht auf.
Wie wirkt sich das in der Praxis aus?
Klassisches Beispiel ist die Platzierung des Mikrofons vor dem Gitarren Speaker. Je näher das Mikrofon an den Speaker heran gebracht wird, desto wärmer wird der Gitarren-Sound. Aber auch Sänger können – oder besser sollen – mit diesem Effekt “arbeiten”. Wird das Mikrofon mit Lippenkontakt besungen wird eine warme Stimme erzielt. Das eignet sich für balladeske Stücke. Soll die Stimme schriller, aggressiver klingen wird das Mikrofon weiter entfernt gehalten.
Und warum ist das überhaupt so?
Hier muss etwas tiefer in in die Technik eingetaucht werden. Zuerst sehen wir uns den Aufbau eines “Druckgradienten-Mikrofons” an. Wie in der Abbildung zu sehen ist, kann bei diesen Modellen der Schall direkt von vorne auf die Membran auftreffen aber auch über so genannte Laufzeitglieder von hinten auf die Membran. Wichtig ist der Wegunterschied – also die Länge der Laufzeitglieder. Ist diese Länge eine halbe Wellenlänge bedeutet dies, dass die Welle mit dem positiven Druck auf die Membran von außen auftritt; eine halbe Wellenlänge später allerdings mit negativem Druck. Von außen wird die Membran nach innen gedrückt, von Innen wird die Membran nach innen gezogen. Dadurch wird eine maximale Auslenkung der Membran erzielt, wodurch auch das Ausgangssignal den maximalen Wert erreicht.
Kommt der Schall von hinten auf das Mikrofon, so sind die Wege des Schalls in etwa gleich lang. Es tritt also keine Laufzeitverschiebung auf und damit kommen beiden Wellen mit dem positiven Druck an der Membran an. Von außen wird die Membran folglich nach innen gedrückt, von innen wird nach außen gedrückt – die Drücke arbeiten also gegeneinander und die Membran bleibt in Ruhe.
Druckgradientenempfänger: Schall von vorne und Schall von hinten
Im nächsten Schritt müssen wir uns nun die Schallausbreitung ansehen. Im einfachsten Fall kann man die Schallausbreitung mit den Wellenbildungen bei einem Steinwurf ins Wasser verdeutlichen. Nahe der Quelle sind die Wellenfronten stark gekrümmt. Je weiter entfernt desto gerader werden die Fronten. Bei der Wellenausbreitung spricht man von Nahfeld, wenn die Wellenfronten stark gekrümmt sind und von Fernfeld wenn die Wellenfronten annähernd parallel sind.
Das Nah- und Fernfeld bei einer Wellenausbreitung
Dieser Sachverhalt ist frequenzabhängig. Über den Daumen gepeilt ist das Nahfeld ein bis zwei Wellenlängen groß und das Fernfeld beginnt ab 10 Wellenlängen. Somit beträgt die Nahfeld-Ausdehnung eines 100 Hz Tons einige Meter und das Fernfeld beginnt ab etwa 30 m Abstand zur Schallquelle. Diese Abstände schrumpfen bei einem 10 kHz Ton auf wenige cm die das Nahfeld einnimmt und das Fernfeld beginnt bereits ab etwa 30 cm. Je tiefer die Frequenz desto größer ist das Nahfeld.
Nun sehen wir uns an, wie sich das Druckgradienten-Mikrofon im Nah- bzw. Fernfeld verhält. Im Fernfeld – also mit (annähernd) parallelen Wellenfronten – ergibt sich aufgrund der Laufzeitgleiter ein definierter Wegunterschied. Dieser Unterschied ist maßgeblich für den Druckunterschied – und damit ausschlaggebend für den Ausgangspegel. Wird das Mikrofon nun einem Nahfeld ausgesetzt, so vergrößert sich der Wegunterschied, damit steigt auch der Druckunterschied und es ergibt sich ein höheres Ausgangssignal. Ein Druckgradienten-Mikrofon ist also in einem Nahfeld lauter als in einem Fernfeld. Und da tiefe Frequenzen ein stärker ausgeprägtes Nahfeld haben, ergibt sich die überproportionale Anhebung der tiefen Frequenzen je näher das Mikrofon der Schallquelle angenähert wird.
Druckgradienmikrofon im Nah- und Fernfeld
Wer tiefer in die Materie einsteigen will, dem empfehle ich die (kostenlosen) online Kurse der Shure Academy. Insbesondere E-Learning 2: Grundlagen Mikrofontechnik.
Was ist eigentlich eine DI-BOX?
Die grundsätzliche Aufgabe einer DI-Box besteht darin ein unsymmetrisches, hochohmiges Signal in ein symmetrisches, niederohmiges Signal zu transformieren.
Bitte was? Niederohmig, hochohmig – ko(h)misch?
Jeder Ausgang (beispielsweise von Mikrofonen oder Instrumenten) sowie jeder Eingang (beispielsweise von Mischpulten, Verstärkern, Lautsprechern oder Kopfhörern) hat einen bestimmten Widerstand. Dieser wird in Ohm (Ω) gemessen. Je niedriger der Widerstand, desto mehr Strom kann fließen. Der Widerstand wird bei einem Gleichstrom gemessen. Bei Audiosignalen handelt sich nun aber um einen Wechselstrom. Der „Wechselstrom-Widerstand“ wird „Impedanz“ genannt.
In der modernen* PA-Technik werden Ausgänge mit einer niederohmigen Impedanz ausgestattet, damit viel Strom fließen kann; jeder Eingang wird mit einer hochohmigen Impedanz ausgestattet – damit am Ende wenig Strom benötigt wird. Je kleiner das (Ausgangs-)Signal ist, desto wichtiger werden diese Faktoren.
Aus diesem Grund haben professionelle Mikrofone – die in der PA-Technik das kleinste Signal liefern – einen niederohmigen Ausgang von etwa 150 – 600 Ohm. Instrumente wie beispielsweise eine E-Gitarre haben jedoch einen hochohmigen Ausgang. Dieser liegt durchaus bei mehreren kOhm. Das liegt konstruktionsbedingt an den Spulen der PickUps.
Der generelle Nachteil hochohmiger Ausgänge:
- es können keine langen Kabel genutzt werden
- je hochohmiger der Ausgang, desto mehr (negative) Einflüsse hat das Kabel auf den Klang
Und was ist nun ein (un-)symmetrisches Signal?
Bei einem unsymmetrischen Signal werden zwei Steckkontakte bzw. zwei Kabel-Adern benötigt. Eines ist die Masse, auf dem anderen liegt das Signal an. Realisiert wird dies in der PA-Technik üblicherweise mit einem Klinken-Stecker.
Der Nachteil dieser Technik: es können durchaus hörbare Störungen in das Kabel einstrahlen. Legt man beispielsweise ein Gitarrenkabel parallel einer Netzleitung, so strahlt das 50 Hz Signal der Wechselspannung in das Audiosignal rein.
Um diese Einstrahlung auf das Kabel zu vermeiden werden symmetrische Leitungen mit drei Adern/Kontakten benötigt. Hier kommt der XLR-Stecker zum Einsatz. Pin 1 ist hier wiederum die Masse und auf Pin 2 liegt das Signal an. Nun wird zusätzlich auf Pin 3 ein invertiertes Signal übertragen. Man redet hierbei von “heißem” und “kaltem” Signal. Die (Audio-)Information liegt nun also auf Pin 2 und Pin 3 gegenphasig. Alle äußeren Störeinflüsse auf das Kabel sind aber immer auf beiden Adern gleichphasig und werden deswegen in der Eingangsstufe herausgefiltert.
Je geringer das Nutzsignal ist, desto stärker sind diese Störeinflüsse auf unsymmetrische Leitungen. Aus diesem Grund weisen professionelle Mikrofone immer einen symmetrischen Ausgang auf. Instrumente wie E-Gitarren, Keyboards etc., die ein wesentlich stärkeres Signal erzeugen, haben üblicherweise einen unsymmetrischen Ausgang.
Würde man an einen (hochohmigen, unsymmetrischen) Instrumenten-Ausgang ein langes Kabel anschließen – sagen wir einfach mal 30 m bis zum Mischpult – dann würde das sowohl den Klang verschlechtern, als auch eventuelle Störungen einfangen.
Darum die DI-Box
…und hier kommt nun eine DI-Box zum Einsatz. Diese wird (mit einem kurzen Kabel) an das Instrument angeschlossen. Am Ausgang der DI Box steht jetzt ein symmetrisches und niederohmiges Signal an, das ohne klangliche Einbußen und Störungen – selbst bei Verwendung von langen Kabeln – übertragen werden kann.
Darüber hinaus wird auch der Pegel angepasst. Der hohe Pegel des Instruments wird auf den sehr niedrigen Pegel eines Mikrofons reduziert und kann somit an einen Mikrofoneingang des Mischpults angeschlossen werden.
Radial, seit kurzem im Vertrieb der Shure Distribution GmbH, ist ein renommierter Hersteller von hochwertigen DI-Boxen und weiteren hilfreichen Tools für professionellen PA Sound. Die Produkte sind extrem robust und bieten eine herausragende Klangqualität.
(*Seitdem der Transistor die Röhre abgelöst hat.)
Rauschende Ohrhörer?
Am Wochenende wollte ich mal wieder gemütlich auf dem Sofa entspannen und dabei ein Hörbuch hören. Also habe ich meinen hochwertigen MP3-Player ausgepackt und meine Lieblings-Ohrhörer* ins Ohr gesteckt. Und da war es wieder – das so gehasste Rauschen. Nun nutzt man schon absolut hochwertige Geräte und dann rauscht es. Das kann doch nicht sein – oder?
Leider doch. Dies liegt aber nicht an mangelnder Qualität der verwendeten Produkte – eher an einem “unpassenden” Einsatz. Warum ist das so?
Nehmen wir mal als “Worst-Case-Szenario” einen Laptop. Hier treten neben dem Rauschen oft noch Einstreuungen der Festplatte oder des CD-Laufwerks auf, die den Musikgenuss erheblich stören können. Ursache hierfür ist die “Empfindlichkeit” der Ohrhörer. Diese Empfindlichkeit sagt aus wie laut der Ohrhörer bei einer angelegten Leistung (oder Spannung) ist. Man könnte hierfür auch Wirkungsgrad sagen. (Siehe auch den Blogbeitrag: “Die Wahrheit über Kopfhörer-Impedanzen“).
Alle Shure Ohrhörer sind in erster Linie für die Bühne entwickelt. Hier benötigt man (neben der Klangqualität natürlich) eine hohe Lautstärke und deswegen weisen diese Ohrhörer eine hohe Empfindlichkeit und sehr hohe erzielbare Lautstärke auf.
Ohrhörer, die bei den MP3-Playern üblicherweise beiliegen, haben eine (wesentlich) geringere Empfindlichkeit und sind für das mobile Musikhören mit MP3-Player ausgelegt. Um damit eine übliche Lautstärke zu erzielen, muss die Quelle richtig ordentlich aufgedreht werden. Dies führt zu einem ausreichend großen Signal-Rauschabstand, so dass das Rauschen im Musiksignal untergeht und dadurch nicht mehr wahrgenommen wird.
Wird nun ein Shure Ohrhörer mit der hohen Empfindlichkeit angeschlossen (und die Lautstärke des Zuspielers beibehalten) ist es wesentlich lauter. Eventuell so laut, dass sogar die Schmerzschwelle erreicht wird.
Nun muss also die Lautstärke im Zuspieler stark reduziert werden. Das Signal wird zwar leiser; allerdings bleibt das Grundrauschen mit gleichem Pegel erhalten. Der Signal-Rauschabstand schrumpft zusammen und das Rauschen wird trotz Nutzsignal hörbar.
Und dies führt zu oben beschriebenem “Problem”: Hörbares Rauschen. Gerade bei Laptops kann dies den Musikgenuss erheblich beeinträchtigen. Denn neben dem Rauschen sind auch Zugriffe auf die Festplatte hörbar. Aber auch bei hochwertigen MP3 Playern kann bei leisen Lautstärken – wie beispielsweise beim gemütlichen Hören eines Hörbuchs – das Grundrauschen wahrgenommen werden.
Abhilfe schafft ein externer Lautstärkeregler. Der Zuspieler kann auf den üblichen Pegel eingestellt werden. Dies bietet einen genügend großen Signal-Rauschabstand. Das gesamte Signal – also auch das Rauschen – wird nun extern reduziert. Der Signal-Rauschabstand bleibt erhalten und ein rauschfreier Musikgenuss ist gegeben.
Solch ein externer Lautstärkeregler ist bei unserem Topmodell SE535 bereits enthalten. Aber er kann auch in unserem “Flugzeug-Kit” erworben werden. Denn gerade im Flugzeug tritt der oben beschriebene Effekt extrem stark auf.
Ich hoffe dies hilft euch, um rauschfreie Musik genießen zu können und widme mich nun wieder meinem (rauschfreiem) Hörbuch 
.
*Nach wie vor nutze ich gerne die inzwischen eingestellten E5
Die Wahrheit über Kopfhörerimpedanzen
Ein Kopfhörer mit niedriger Impedanz ist lauter als einer mit hoher Impedanz!
So hört man das oft – was aber “nur” ein gesundes Halbwissen widerspiegelt. Wie laut ein Kopfhörer oder Ohrhörer tatsächlich ist wird mit der Empfindlichkeit in dB SPL/mW angegeben. Das bedeutet wieviel dB Schalldruck der Kopfhörer bzw. Ohrhörer bei 1 mW produziert. Mit dieser Angabe können nun wirklich die Lautstärken verschiedener Kopf- und Ohrhörer verglichen werden.
Schauen wir uns mal ein praktisches Beispiel an: Ein Shure SE425 hat eine Empfindlichkeit von 109 dB SPL/mW – das heißt, dass bei einem Milliwatt ein Schalldruck von 109 dB erzeugt wird. Ein SE535 dagegen hat eine Empfindlichkeit von 119 dB SPL/mW – und ist damit bei 1 mW doppelt so laut. Eine Steigerung um 10 dB wird immer als doppelt so laut empfunden.
Schauen wir uns nun die Impedanzen an. Diese liegt beim SE425 bei 22 Ω und beim SE535 bei 36 Ω. In diesem Beispiel ist also der Ohrhörer mit der höheren Impedanz auch der lautere. Also allein die Aussage: Je höher die Impedanz desto leiser ist der Hörer ist also generell nicht richtig.
Um dieser “halbwahren” Aussage etwas näher zu kommen müssen wir einen (Kopfhörer-)Verstärker genauer betrachten. Abhängig von der Lautstärke-Einstellung liegt am Ausgang eine bestimmte Spannung an. Wird nun eine Last (ein Hörer) angeschlossen fließt ein Strom. Die Stromstärke variiert mit der Impedanz der Last. Hier gilt das ohmsche Gesetz:
Der Strom durch den Hörer berechnet sich also zu
Daraus folgt: je höher die Impedanz, desto geringer ist der Strom.
Nun berechnen wir die Leistung. Setzen wir in die allgemeine Formel 
Und hier liegt nun der Funke Wahrheit. Denn hier ist nun ersichtlich, dass je höher die angeschlossene Impedanz ist, desto geringer ist die Leistung – und desto geringer damit natürlich auch die erzielte Lautstärke.
Zurück zu den Beispiel Ohrhörern. Gehen wir davon aus, dass der Zuspieler (mp3-Player, iPad, …) einen (maximalen) Pegel von 1 V liefern kann. Wird an diesen Zuspieler der SE425 mit einer Impedanz von 22 Ω bzw. der SE535 mit einer Impedanz von 36 Ω angeschlossen, so berechnen sich die Leistungen zu
Man sieht also, dass der SE425 eine höhere Leistung aufnimmt als der SE535. Um mit diesen berechneten Leistungen nun den tatsächlichen Schalldruck zu berechnen müssen wir uns vorerst die generelle Berechnung des Schalldrucks ansehen:
Aus dieser Formel ist zu erkennen, dass eine Berechnung von Dezibel (dB) immer zu einem Bezugswert berechnet wird. In der obigen Formal ist der Bezugswert 
Kleine Info am Rande: aus dieser Formel ist auch zu erkennen, dass zur Verdoppelung der Lautstärke (+10 dB) die 10fache Leistung benötigt wird. Denn 
Somit können wir nun die Pegeländerung im Bezug auf die Empfindlichkeit (Schalldruck bei 1 mW) berechnen. Beim SE425 ergibt sich also:
das heißt, dass der SE425 bei 45 mW um 16 dB lauter ist als bei 1 mW. Er erzeugt also bei 45 mW einen Schalldruck von 125 dB.
Selbiges mit dem SE535:
Damit erzielt der SE535 bei 28 mW einen Schalldruck von 133 dB und ist damit immernoch fast doppelt so laut als der SE425.
Dieses ausführliche Beispiel zeigt, dass die generelle Aussage, dass ein Kopfhörer mit niedriger Impedanz lauter ist als einer mit hoher Impedanz nicht gültig ist. Bedeutender ist die Empfindlichkeit. Werden zwei Kopfhörer mit gleicher Empfindlichkeit verglichen stimmt allerdings die Aussage, dass der niederohmige auch lauter ist.
Fakt ist allerdings, dass Kopfhörer mit niedriger Impedanz (< 100 Ω) für batteriebetriebene Zuspieler geeignet sind und hochohmige (150 – 600 Ω) generell für Home-Hifi und Studio-Anwendungen entwickelt wurden. Auch wenn alle Shure Ohr- und Kopfhörer für Studio- bzw. Bühnenanwendung entwickelt wurden weisen sie eine niedrige Impedanz auf. Somit eignen sie sich auch hervorragend für den mobilen Musikgenuss.
Physikalische Begriffe:
Ein professionelles Mikrofon am Laptop betreiben
Soll ein professionelles Mikrofon – wie beispielsweise das SM58 – an einen Laptop (oder Rechner) angeschlossen werden, so stößt man auf erhebliche Probleme. Laptops bzw. OnBoard-Soundkarten haben zwar einen Mikrofoneingang – dieser ist aber mit einem 3,5 mm Klinkenstecker ausgestattet. Das erste Hindernis ist also das richtige Kabel zu finden. Der XLR Ausgang des Mikrofons muss auf den Klinkenstecker adaptiert werden.
Ist dieses Hindernis überwunden – wozu häufig ein Lötkolben benutzt werden muss, da im Fachhandel nur spärlich das passende Kabel angeboten wird und auch das Shure PR325 im Handel kaum zu finden ist – kommt die nächste Enttäuschung: das Signal ist zu leise beziehungsweise viel zu verrauscht. Dies liegt an der zu geringen Eingangsempfindlichkeit der Soundkarte. Das Signal des Mikrofons ist zu gering – und muss somit in der Software noch lauter gerechnet werden. Dies führt zu einem erhöhten Rauschteppich.
Fazit: ein direkter Anschluss ist zwar möglich, aber unter starker Einschränkung der Klangqualität.
Mögliche Lösungen:
- Lösung 1:
Mit Hilfe eines passiven Übertragers wie dem Shure A96F kann das Signal bis zu 12 dB “verstärkt” werden. Allerdings wird das Mikrofon mit einem niederohmigen Anschluss “belastet” und dies kann zu Klangbeeinflussung führen. Deswegen eignet sich diese Methode lediglich als “quick and dirty” Lösung – vor allem bei Einsätzen, bei denen keine Steckdose ist der Nähe ist. - Lösung 2:
Das Mikrofon-Signal mittels kleinem Mischpult auf Line-Level verstärken und dann den LineIn der Soundkarte nutzen. Auch hier wird wieder ein Adapterkabel von XLR (w) auf 3,5 mm Klinke benötigt. Das Signal kann der Soundkarte dadurch allerdings mit adäquatem Pegel geliefert werden, so dass die Verstärkung in der Software entfällt und somit (je nach Soundkarte) ein genügend großer Signal-Rauschabstand erzielt werden kann. - Lösung 3:
Ein USB-Mikrofon direkt an den USB-Port des Rechners anschließen. Der Vorteil: die Digitalisierung wird schon im Mikrofon vorgenommen – dabei wird eine bessere Klangqualität erzielt als mit manch OnBord-Soundkarten. Der Nachteil: Der DA-Wandler sitzt im Mikrofon. Man ist also auf die Verwendung dieses Mikrofons festgelegt. Bei der Anschaffungen eines weiteren Mikrofons muss wieder der Wandler mit bezahlt werden, dadurch steigen die Kosten. Deswegen gibt es diese Modelle meist als Allround-Mikro, die universell eingesetzt werden können – wie beispielsweise das Shure PG27USB.
Diese Möglichkeit wird gerne fürs das Podcasting oder Voice-Over-Anwendungen verwendet. Aus diesem Grund gibt es für Sprache und Gesang optimierte Modelle wie das PG42USB. - Lösung 4a:
Hochwertige Soundkarten nutzen: Diese werden in den unterschiedlichsten Arten (und Preisbereichen) angeboten. Die kleinste Version ist ein einkanaliger Wandler wie beispielsweise das X2u XLR-auf-USB-Interface. Dies eignet sich besonders für den mobilen Einsatz (ohne nahe Steckdose). Vorteile: der X2u bietet Phantomspannung, so dass auch Kondensatormikrofone genutzt werden können. Ferner einen Kopfhöreranschluss, der latenzfreies Abhören* ermöglicht. - Lösung 4b:
Für kleine Heimstudios geht es dann mit mehrkanaligen externen Soundkarten weiter, die mittels Firewire oder USB an den Rechner angeschlossen werden. Oder auch interne PCI-Soundkarten. Wer tiefer ins Homerecording einsteigen will ist hiermit bestens bedient. Der Markt bietet eine sehr große Palette unterschiedlicher Soundkarten. Wichtig ist neben der Klangqualität, Treiber mit niedriger Latenz und bei Verwendung von Kondensatormikrofonen natürlich die Lieferung der Phantomspannung.
Tipp:
Manche Kondensatormikrofone – insbesondere die, die speziell für Homerecording entwickelt wurden – lassen sich mit einer Batterie betreiben. Daher können diese Mikrofone auch eingesetzt werden, wenn keine Phantomspannung zur Verfügung steht (wie beispielsweise auch Lösung 1). (PG81, SM94)
Infos:
- *Latenz: Das analoge Signal des Mikrofons wird im Rechner (oder externer Soundkarte) digitalisiert. Soll das aufgenommene Signal wieder ausgespielt werden (als Monitor-Signal) so treten Verzögerungen auf (Latenz). Bei den üblichen Onborad-Soundkarten kann dies bis zu einer viertel Sekunde dauern. Das ist natürlich viel zu lange, um im “Takt zu bleiben”. Professionelle Soundkarten haben eine Latenz von 4 ms oder gar weniger.
Der X2u hat aus diesem Grund einen Kopfhörer-Ausgang, der das Signal vor der Digitalisierung latenzfrei ausspielt.
- Anschlussbelegung Adapterkabel XLR – 3,5 mm Klinke:
Mehr Infos zu Homerecording und Podcasting gibt es auf unserer Webseite unter:
http://www.shure.de/supportdownload/tipps_grundlagen/studio-home-recording
LTE Abdeckung in Sachsen-Anhalt und Thüringen abgeschlossen
Laut einer Pressemitteilung der Bundesnetzagentur von heute ist die gesetzlich vorgeschriebene Versorgungsverpflichtung eines Breitbandinternetzugangs im 800 MHz Bereich nun auch in Sachsen-Anhalt und Thüringen abgeschlossen.
“Die Versorgungsauflagen sind mittlerweile in fast allen der insgesamt dreizehn mit Breitband unterversorgten Bundesländer erfüllt worden. Auch in den beiden verbleibenden Bundesländern Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern ist der Ausbau bereits so weit vorangeschritten, dass diese in Kürze folgen werden”
, sagte Jochen Homann, Präsident der Bundesnetzagentur.
Vor der Nutzung von Funkmikrofonen sollte nun also sorgfältiger auf eventuellen Störungen durch LTE geachtet werden. Ich empfehle allen Anwendern die Scan-Funktion der Empfänger zu nutzen – gerade bei einem Ortswechsel und vor Konzerten. Die Scanfunktion erkennt ob Störstrahlungen – insbesondere auch LTE-Signale – vor Ort sind und sucht sich automatisch eine freie Frequenz.
Bei Fragen stehe ich selbstverständlich gerne zur Verfügung.
Alle Informationen zum Thema Funkfrequenzen auf der Shure Webseite.
Neue aktive Richtantenne UA874
Ganz neu von Shure gibt es jetzt die UA874 aktive Richtantenne. Diese löst die in die Jahre gekommene UA870 komplett ab und wird in Kürze in Deutschland erhältlich sein.
Warum eine Richtantenne?
Eine Richtantenne hat zwei große Vorteile gegenüber einer „normalen“ Rundstrahlantenne.
In der Vorzugsrichtung wird das HF-Signal verstärkt empfangen. Dadurch ergibt sich eine höhere Reichweite. Aber auch bei normalen Distanzen profitiert man davon, da auch die Betriebssicherheit steigt.
Auf der anderen Seite reduziert eine Richtantenne den seitlichen und rückseitigen Empfang. Dadurch kann Störstrahlung – beispielsweise von TV Sendern, LTE-Signalen oder auch anderen Funkmikrofonen – erheblich verringert werden. Bei geschickter Ausrichtung der Antenne kann die Betriebssicherheit gegenüber einem Rundstrahler deutlich verbessert werden.
Der aktive Teil der Antenne ist ein HF Verstärker. Dieser sollte in erster Linie Kabelverluste kompensieren. Ein typisches Koaxialkabel (RG58) weist eine Dämpfung von etwa 50 dB pro 100 m auf; eine handliche Länge von 5 m also etwa 3 dB. Für eine bestmögliche Performance sollte der HF Verstärker also diese 3 dB wieder aufholen.
Eine höhere Verstärkung sollte generell vermieden werden. Warum? Durch eine zu große Verstärkung bekommt der Empfänger ein zu starkes Signal ab und es werden vermehrt Intermodulationen produziert. (Für all diejenigen, die nicht in der HF-Technik zuhause sind, sei hier der Vergleich mit einem clippenden Verstärker gestattet.) Mit steigenden Intermodulationen verringert sich die Kompatibilität.
Fazit: Es können Störungen in den Funkkanälen auftreten und die Anzahl der simultan einsetzbaren Funkmikrofone sinkt.
Daumenregel für die Praxis:
Eine zu hohe Verstärkung ist nur sinnvoll, wenn mit wenigen Funkmikrofonen eine hohe Reichweite erzielt werden soll. Bei einer höheren Anzahl von Funkmikrofonen sollte die Verstärkung maximal die Kabelverluste kompensieren. Und bis zu 3 dB Verluste sind in den typischen Anwendungen unproblematisch.
Was ist nun neu an der UA874?
Am auffälligsten ist der schaltbare HF-Verstärker. Musste man bei der UA870 den Deckel abheben, um am Schalter entweder 3 dB oder 10 dB Verstärkung einzustellen, so ist der Schalter nun komfortabel von außen zugänglich. Mit den vier Schalterstellungen ist eine wesentlich flexiblere Anpassung möglich. Es stehen +12, +6, 0 und -6 dB zur Verfügung.
Wozu ist die Abschwächung sinnvoll?
„Viel hilft viel“ gilt (leider) nicht in der Funktechnik. In kritischen HF Umgebungen mit beispielsweisen vielen Funkmikrofonen auf engem Raum oder erheblicher Störstrahlung kann es hilfreich sein, das Antennensignal zu dämpfen. Damit werden Störstrahlungen und Intermodulationen verringert, die Kompatibilität – und damit auch die Anzahl der Funkmikrofone – steigt. Allerdings nur für eine reduzierte Reichweite. Für typische Bühnen sollte diese aber allemal ausreichen.
Weitere Neuerungen:
Die Antenne an sich unterscheidet sich nicht von der bisherigen. Es handelt sich um eine breitbandige, logarithmisch-periodische Antenne. Allerdings ist der HF-Verstärker komplett neu aufgebaut. Mit der Entwicklung des Axient Funksystems wurden sehr lineare Baugruppen aufgebaut. Diese finden sich nun auch in der UA874 wieder. Damit konnten wir Intermodulationen weiter reduzieren. Die UA874 eignet sich also hervorragend für Setups mit einer größeren Anzahl von Funkmikrofonen.
Die aktive Antenne benötigt 12 V Versorgungsspannung. Diese wird über das Antennenkabel geführt. Bei folgenden (aktuellen) Produkten liegt diese 12V Versorgungsspannung am Antenneneingang an:
Empfänger:
Antennen-Splitter und weiteres:
Alle technischen Details zur UA874 gibt es auf unserer Webseite.
Messe-Kurz-Bericht
Nach der Prolight & Sound 2012 sind wir wieder im Büro angekommen und noch schaut man in einige müde Gesichter. Ein Tag zur Erholung, ist nach einer Messe einfach zu wenig. Dennoch … wir stecken längst wieder mitten in der Messenachbearbeitung. Die Sprinter sind ausgeladen und die ersten Produkte sind bereits aus den Cases zurück im Karton.
Über die Messe waren sicherlich einige von Euch bei uns am Stand. Es konnten Gesangs Mikrofone, Ohrhörer und Kopfhörer getestet werden. Besonders bei unseren zwei neuen offenen Kopfhörern war reger Betrieb. Diese waren auch die beliebtesten Produkte für alle Video-Teams, welche uns am Stand besucht haben. Aber natürlich haben es auch die weiteren Messeneuheiten vor die Kamera geschafft.
Hier mal alle Videos im Überblick:
- Kurze Vorstellung der “Offenen” bei Musikmachen.de
- Nick von bonedo.de fragt nach den neuen Kopfhörern
- Jürgen erklärt Guido von bonedo.de das neue PSM1000 Personal Monitoring System
- Delamar und der SRH1840:
- Ulli Pallemanns von SAE Alumni erkundigt sich nach den Messeneuheiten, beispielsweise über das digitale ULX-D Funksystem
Vielen Dank an alle Video Teams, die bei uns am Stand vorbei gekommen sind.
Wo gibt es eigentlich LTE im Bundesgebiet?
Ein aufregendes Jahr geht zu Ende, zumindest aus der Sicht eines Funkmikrofonanwenders. Digitale Dividende, Frequenzumstellungen, LTE und BAFA sind nur ein paar Stichworte. Nach all dem Trubel ist nun aber endlich Licht am Ende des Tunnels zu sehen, so dass wir in die nächsten Jahre etwas gelassener starten können.
Wichtig bleibt aber für die Zukunft: wir als Funkmikrofonanwender müssen uns das Spektrum mit anderen “Funkern” teilen. D. h. es erfordert eine genauere Planung von Funk-Setups. Dabei helfen natürlich in erster Linie die Scanfunktionen der Funksysteme – aber auch “Frühwarnsysteme” sind eine hilfreiche Sache.
Leider gab es gerade zum Thema LTE nur vage Aussagen. Selbst die Anbieter hielten sich bedeckt mit exakten Auskünften. Erschwerend kommt noch hinzu, dass LTE in mehreren Frequenzbereichen funkt. Einmal im 800 MHz Bereich – der uns schmerzlich trifft – und weitere im 1,8 bis 2,6 GHz Bereich – der für die meisten Funkmikrofone irrelevant ist.
Der Blog unter www.ltemobil.de sammelt seit geraumer Zeit alle Informationen bezüglich LTE; und auch diese Angaben sind nicht das Maß aller Dinge – aber immerhin ist die Übersichtsseite auf das LTE im 800 MHz Bereich begrenzt. D. h. es ist für den Funkmikrofonanwender eine große Hilfestellung bei der Planung von Funksetups.
Die LTE-Verfügbarkeits-Übersicht auf LTEmobile: mit dieser Übersichtseite kann man genau sehen, wo sich LTE-Sendemasten befinden. Im Umkreis von 9 km sollte man mit Störungen rechnen.
Wichtig ist nun noch zu wissen, welcher Frequenzbereich die unterschiedlichen Anbieter belegen:
| downlink | uplink | |
| O2 | 791 – 801 MHz | 832 – 842 MHz |
| Vodafone | 801 – 811 MHz | 842 – 852 MHz |
| T-Mobile | 811 – 821 MHz | 852 – 862 MHz |
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