Eine Einheitsgröße für alle Mikrofone gibt es nicht. Wenn es ein solches Gerät gäbe, müsste es viele Kriterien erfüllen; so viele, dass es sich praktisch von einer Form in die andere verwandeln müsste. Es gibt einfach zu viele Variablen in der Anwendung, um ein Gerät zu produzieren, das in jedem Szenario überzeugen kann. Daher ist es in Ermangelung eines magischen Mikrofons, das über allen steht, wichtig, ein paar Grundlagen zu verstehen, die Ihnen bei der Auswahl und dem Betrieb des richtigen Mikrofons für Ihre Anwendung helfen werden. Im folgenden Artikel erfahren Sie, was Sie wissen müssen.
Es gibt 3 technische Hauptpunkte, die bei der Mikrofonauswahl grundlegend sind: 1. Der Wandlertyp, 2. die Richtcharakteristik und 3. der Frequenzgang. Diese 3 Dinge spielen eine große Rolle für den Klang und die Eignung Ihres Mikrofons für eine bestimmte Anwendung.

Understanding Microphone Transducers

Ein Mikrofon ist im Wesentlichen ein Wandler, der akustische Energie in elektrische Energie umwandelt. Der Typ des Wandlers wird durch das Funktionsprinzip definiert, wobei die beiden Hauptkonfigurationen dynamische und Kondensatormikrofone sind.

Dynamische Mikrofone

Dynamische Mikrofone gibt es in zwei verschiedenen Varianten: Schwingspule und Bändchen. So funktionieren sie:
Dynamische Mikrofone mit beweglicher Spule bestehen aus einer Membran, einer Schwingspule und einem Magneten, die einen schallgetriebenen elektrischen Generator bilden. Wenn Schallwellen auf die Membran treffen, bewegt sich die angebrachte Schwingspule innerhalb des Magnetfelds und erzeugt ein elektrisches Signal, das den ursprünglichen Schallwellen entspricht. Diese Bauweise ermöglicht ein sehr einfaches und robustes Mikrofon, das hohe Schalldruckpegel ohne Verzerrungen verarbeiten kann.
Bändchenmikrofone sind eine Variation des Funktionsprinzips dynamischer Mikrofone, die aus einem dünnen Metallstück – typischerweise gewelltes Aluminium – bestehen, das zwischen zwei magnetischen Polstücken aufgehängt ist. Wenn das Metallstück als Reaktion auf eine Schallwelle schwingt, werden die magnetischen Kraftlinien unterbrochen – und eine elektrische Spannung erzeugt. Die Ausgangsleistung von Bändchenmikrofonen ist in der Regel recht gering und je nach Verstärkung Ihres Mischpults oder Aufnahmegeräts kann eine zusätzliche Vorverstärkung erforderlich sein.
Es ist wichtig zu beachten, dass Bändchenmikrofone weniger haltbar sind als dynamische Mikrofone mit beweglicher Spule. Das Bändchenelement ist in der Regel nur wenige Mikrometer dick und kann durch einen starken Luftstrom oder durch Anblasen des Mikrofons verformt werden. Außerdem kann die Phantomspeisung eines Bändchenmikrofons schädlich sein.
Bändchenmikrofone werden bei Studioaufnahmen wegen ihrer „Wärme“ und ihres weiten Frequenzgangs sehr geschätzt. Ihr Vorteil liegt in der geringen Masse des Bändchens, das durch die geringere Trägheit ein besseres Ansprechen auf schnelle Transienten ermöglicht. Bändchenmikrofone haben daher einen lineareren Frequenzgang als dynamische Moving-Coil-Mikrofone – und sind eine beliebte Alternative zu Kondensatormikrofonen, wenn ein wärmerer Klang gewünscht wird.

Kondensatormikrofone

Kondensatormikrofone verwenden eine leitfähige Membran und eine elektrisch geladene Rückplatte, die einen schallempfindlichen Kondensator bilden. Da die Membran als Reaktion auf Schallwellen schwingt, schwankt der Abstand zwischen Mikrofon und Rückplatte innerhalb des elektrischen Feldes, um das Signal zu erzeugen. Um dieses Signal nutzen zu können, verfügen alle Kondensatoren über eine aktive elektronische Schaltung, die oft als „Vorverstärker“ bezeichnet wird. Der Einbau eines Vorverstärkers bedeutet, dass Kondensatormikrofone zum Betrieb eine Phantomspeisung oder eine Batterie benötigen. (Eine detaillierte Erklärung der Phantomspeisung finden Sie in unserem vorherigen Beitrag.)
Kondensatormikrofone ermöglichen kleinere Mikrofonelemente, eine höhere Empfindlichkeit und einen gleichmäßigen Frequenzgang über einen sehr weiten Frequenzbereich. Die Haupteinschränkungen eines Kondensatormikrofons beziehen sich auf seine Elektronik. Diese Schaltungen können einen bestimmten maximalen Signalpegel vom Kondensatorelement verarbeiten; daher hat ein Kondensatormikrofon einen maximalen Schallpegel, bevor sein Ausgang zu verzerren beginnt. Einige Kondensatormikrofone haben schaltbare Pads oder Dämpfungsglieder zwischen dem Element und der Elektronik, um höhere Schallpegel verarbeiten zu können.
Um die Unterschiede zwischen dynamischen und Kondensatormikrofonen zu erfahren, besuchen Sie unseren Beitrag „Was sind Schallwandler?“

Richtcharakteristik oder Polar-Pattern

Die Richtcharakteristik bezieht sich auf die Empfindlichkeit in Bezug auf die Richtung oder den Winkel des Schalls, der am Mikrofon ankommt. Die Richtcharakteristik wird normalerweise in einem Diagramm dargestellt, das als Richtcharakteristik bezeichnet wird. Eine Richtcharakteristik zeigt die Veränderung der Empfindlichkeit, wenn Sie sich um 360 Grad um das Mikrofon herum bewegen.
Es gibt eine Reihe von verschiedenen Richtcharakteristiken. Die drei gängigsten Richtcharakteristiken sind omnidirektional, unidirektional und bidirektional.

Omnidirektionale Mikrofone haben in allen Winkeln die gleiche Empfindlichkeit. Ihr Abstrahl- bzw. Aufnahmewinkel beträgt volle 360 Grad, was je nach Anwendung deutliche Vor- oder Nachteile mit sich bringt. Auf der positiven Seite haben Kugelmikrofone einen sehr natürlichen und offenen Klang, der sich perfekt für die Aufnahme von organischen Klängen eignet, wie z. B. einer akustischen Gitarre. Andererseits nehmen Kugelmikrofone mehr Raumambiente auf, was wünschenswert sein kann, solange Sie eine gut klingende Raumakustik haben. In jedem Fall kann das Gleichgewicht von Direkt- und Raumklang durch Variieren des Abstands des Mikrofons zum Instrument gesteuert werden.
In einem Live-Szenario sind Mikrofone mit Kugelcharakteristik sehr anfällig für Rückkopplungen, besonders wenn Sie Bühnenmonitore verwenden. Um es kurz zu machen: Wenn Sie mehr Kontrolle über den Schall haben wollen, der in Ihr Mikrofon eintritt, ist ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik die bessere Wahl.
Mikrofone mit Kugelcharakteristik sind am empfindlichsten für Schall, der aus einer bestimmten Richtung kommt. Der gebräuchlichste Typ ist die Nierencharakteristik (Herzform). Diese Richtcharakteristik hat die volle Empfindlichkeit bei 0 Grad (on-axis) und die geringste Empfindlichkeit bei 180 Grad (off-axis). Unidirektionale Mikrofone werden verwendet, um den gewünschten Schall auf der Achse von unerwünschtem Schall außerhalb der Achse zu isolieren. Um diesen Punkt noch zu unterstreichen, nimmt das Mikrofon mit Nierencharakteristik etwa ein Drittel so viel Umgebungsschall auf wie ein Kugelmikrofon. Indem man das Mikrofon direkt auf die gewünschte Schallquelle und weg von den unerwünschten Raum- oder Umgebungsgeräuschen ausrichtet, kann man das Übersprechen deutlich reduzieren.

Weitere Varianten der Richtcharakteristik Unidirektional sind Superniere und Hyperniere. Beide Richtcharakteristiken bieten einen engeren vorderen Abnahmewinkel als die Niere – 115 Grad bei der Superniere und 105 Grad bei der Hyperniere – sowie eine bessere Unterdrückung von Umgebungsgeräuschen. Während die Niere hinten am unempfindlichsten ist (180 Grad außerhalb der Achse), ist die Superniere bei 125 Grad und die Hyperniere bei 110 Grad am unempfindlichsten. Wenn sie richtig platziert sind, können sie eine „fokussiertere“ Aufnahme als die Niere bieten, aber sie haben auch eine geringere Rückwärtsdämpfung. Wenn Sie eine dieser Richtcharakteristiken auf der Bühne mit Wedge-Monitoren verwenden, ist es wichtig, dass Sie die Wedges in diesem Fall nicht direkt hinter dem Mikrofon platzieren. Platzieren Sie sie stattdessen seitlich im unempfindlichsten Winkel des Mikrofons.
Bidirektionale Mikrofone haben sowohl bei 0 Grad (vorne) als auch bei 180 Grad (hinten) den vollen Frequenzgang. Sie sind an den Seiten am wenigsten empfindlich. Dieses Mikrofon kann zu Ihrem Vorteil eingesetzt werden, wenn Sie zwei Schallquellen aufnehmen, z. B. zwei Sänger, die sich gegenüberstehen; in den meisten Fällen ist es jedoch typisch, nur eine Seite zu verwenden.

Andere richtungsbezogene Mikrofoneigenschaften:

Off-axis-Färbung – Der Frequenzgang eines Mikrofons ist möglicherweise nicht in allen Winkeln gleich. Typischerweise sind die hohen Frequenzen am stärksten betroffen, was zu einem unnatürlichen Klang bei außermittigen Instrumenten oder Raumambiente führen kann.
Nahbesprechungseffekt – Bei unidirektionalen Mikrofontypen nimmt die Basswiedergabe zu, wenn das Mikrofon näher an die Schallquelle gebracht wird. Wenn Sie mit unidirektionalen Mikrofonen nahe an der Schallquelle mikrofonieren (weniger als 1 Fuß), sollten Sie sich des Nahbesprechungseffekts bewusst sein; es kann helfen, die Bässe zu dämpfen, bis Sie einen natürlicheren Klang erhalten. Sie können 1. tiefe Frequenzen am Mischpult absenken, 2. ein Mikrofon mit einem Schalter zur Bassabsenkung verwenden oder 3. ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik verwenden, das keinen Nahbesprechungseffekt aufweist.

Frequenzgang

Letzter Punkt ist der Frequenzgang. Dieser Begriff bezieht sich auf die Veränderung des Ausgangspegels oder der Empfindlichkeit eines Mikrofons über den nutzbaren Bereich von der niedrigsten bis zur höchsten Frequenz.
Fast alle Mikrofonhersteller geben den Frequenzgang ihrer Mikrofone als Bereich an, zum Beispiel 20 – 20.000Hz. Dieser Bereich wird in der Regel mit einer Grafik dargestellt, die die relative Amplitude bei jeder Frequenz angibt. Hier gibt es zwei Hauptkategorien: 1) flache Frequenzgänge und 2) geformte Frequenzgänge.
Ein Mikrofon mit gleichem Frequenzgang bei allen Frequenzen wird als „flacher“ Frequenzgang bezeichnet. Diese Mikrofone haben typischerweise einen weiten Frequenzbereich und werden in der Regel verwendet, um Schallquellen zu reproduzieren, ohne die Originalquelle zu verfärben. Diese Eigenschaften sind bei der Aufnahme von Instrumenten wie akustischen Gitarren oder Klavieren und bei Fernmikrofonierungstechniken wünschenswert.
Ein Mikrofon mit Spitzen oder Einbrüchen bei bestimmten Frequenzen wird als „geformter“ Frequenzgang bezeichnet. Dieser Frequenzgang ist so ausgelegt, dass er einen Frequenzbereich verstärkt, der für eine bestimmte Schallquelle spezifisch ist. Zum Beispiel kann ein Mikrofon eine Spitze im Bereich von 2-10 kHz haben, um die Verständlichkeit oder Präsenz von Stimmen zu verbessern. Ein anderes Beispiel sind Kick-Drum-Mikrofone, die oft einen erhöhten Bassbereich haben, kombiniert mit einer abgesenkten Mitten- und Präsenzspitze. Geformte Frequenzgänge ermöglichen es uns, uns auf wünschenswerte Frequenzen für eine Reihe von bestimmten Anwendungen zu konzentrieren.

Auch eine Überlegung wert, ist, dass dynamische, Kondensator- und Bändchenmikrofone zwar ähnliche veröffentlichte Frequenzgang-Spezifikationen haben, ihre Klangeigenschaften aber sehr unterschiedlich sein können. Ein Hauptaspekt dieses Unterschieds ist ihr Einschwingverhalten. Kondensator- und Bändchenmikrofone klingen in der Regel natürlicher, da die Membran oder das Bändchen schneller auf den Schall reagieren kann, was zu einer höheren Empfindlichkeit und einer größeren Detailtreue im Hochtonbereich führt.
Um die Unterschiede zwischen flachen und geformten Frequenzgängen zu hören, besuchen Sie unseren Beitrag „Was ist Frequenzgang?“

Das Fazit

So, das war’s; Ihr Crash-Kurs über Mikrofonwandler, Richtcharakteristiken und Frequenzgänge ist abgeschlossen. Die Beherrschung der Grundlagen in diesem Stadium der Signalkette ist entscheidend für ein gutes Endergebnis. Wenn Sie nur eines aus diesem Artikel mitnehmen, dann die Erkenntnis, dass der Eingang wichtiger ist als der Ausgang. Wenn Sie die Dinge am Anfang der Signalkette nicht richtig angehen, werden Sie im weiteren Verlauf nur Kopfschmerzen haben. Zum Glück können Sie jetzt, mit den Grundlagen bewaffnet, eine fundierte Wahl treffen, um sicherzustellen, dass Ihr Signal – ob für Live- oder Studiozwecke – auf dem richtigen Fuß startet.