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Mikrophone

Mikrofonbauformen / Richtcharakteristiken

Mikrophonbauformen / Richtcharakteristiken

Grundsätzlich wird zwischen Druckempfänger & Druckgradientenempfängern unterschieden.

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Druckempfänger

besitzen eine Membran die ein geschlossenes System abschließt. Es reagiert damit auf direkt auf Luftdruckänderungen - ähnlich wie ein Barometer. Durch diese Bauart nehmen diese Mikrophone den Schall von allen Seiten auf, weshalb man auch von einer Kugelcharakteristik spricht. Diese Mikrophone sind die am natürlichst klingenden Mikrophontypen. Zum einen weil sie Frequenzen bis auf annähernd 0 Hz übertragen können, zum anderen weil sie aufgrund ihrer Kugelcharakteristik sehr frequenzstabil von allen Seiten reagieren. Nachteilig an diesen Mikrophonen ist ihre hohe mechanische und akustische Empfindlichkeit. In gut klingenden Räumen können solche Mikrophone eine Offenbarung sein.

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Druckgradientenempfänger

Bei Druckgradientenmikrophonen schließt die Membran ein teiloffenes System ab. Durch Schlitze in diesem System treten Änderungen des Luftdrucks auf beiden Seiten der Membran auf, so dass sie sich gegenseitig auslöschen. Übertragen werden nur Differenzen im Luftdruck vor und hinter der Membran. Durch geschicktes Anordnen dieser Schlitze und durch Verwendung von „Laufzeitgliedern“ ergeben sich die verschiedenen Richtwirkungen:

Niere

starke Dämpfung von rückwärtigem Schall mit ca. 25 dB. Viele Nieren haben ein instabiles polares Frequenzverhalten. Das bedeutet, dass seitlich einfallender Schall verfärbt übertragen wird. Typischerweise zeigen Mikrophonhersteller aber nur den "on axis" Frequenzgang. Prinzipiell gilt: Je größer die Membran, desto größer die Verfärbungen bei seitlichem Einfall.

Hyperniere / Superniere

sehr starke Dämpfung von seitlichem Schall und leichte Dämpfung von rückwirkendem Schall. Die Eigenschaften hinsichtlich der Verfärbung on seitlichem Schall der Niere gelten hier noch verstärkt, was viele Tonschaffende dazu bewegt, Super- und Hypernieren konsequent für hochauflösende Aufnahmen abzulehnen. Einige Hersteller, vor allem Schoeps, haben diesen Spagat aber sehr gut gelöst. Mit den Kapseln MK41 und MK41v sind hervorragende (OCT und XY) Aufnahmen möglich.

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Offene Bauform

Ein Spezialfall der Druckgradientenempfänger stellt die offene Membran dar. Sie ist in der Regel in Bändchenmikrophonen zu finden und kann von beiden Seiten gleich besprochen werden. Es gibt allerdings auch einige wenige Kondensator Kleinmembranmikrophone ind dieser Bauform (z.B Schoeps MK8, Neumann KM 120) Diese Bauform führt zu einer 8-er Charakteristik. Damit verbunden ist eine starke Dämpfung zur Seite und eine sehr feine, freie neutrale Übertragung. Zu berücksichtigen ist, dass im Gegensatz zur Kugelcharakteristik rückwärtige Schallanteile phaseninvertiert übertragen werden. Durch die hohe Wellenlänge treffen tieffrequente Töne sowohl auf Vorder- wie Rückseite aus und löschen sich damit gegenseitig aus, weshalb diese Mikrophone eine Bassschwäche haben. Dies gilt in leicht abgeschwächter Form auch für Nieren und Hypernieren.

Mikrophonbauarten

Mikrophonbauarten

Es gibt es in der professionellen Audiotechnik 3 vor allem verschiedende Bauarten von Mikrophonen.

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Tauchspulenmikrofone besitzen eine Membran an der am Rand eine Schwingspule angebracht ist. Diese Schwingspule taucht im Takt des eintreffenden Schalls in einen Spalt in einem Dauermagnet. Dadurch wird ein Strom induziert, der an den Mikrophonvorverstärker weitergeleitet wird. Diese Mikrophone sind in der Regel recht robust. Durch das relative hohe Gewicht der Schwingspule sind solche Mikrophone etwas gröber und lösen Musiksignale nicht so differenziert auf. Tauchspulenmikrophone sind daher eher in der Livemusik anzutreffen. Es gibt aber auch Studioklassiker, wie das Electrovoice RE20 oder das Shure SM 57 oder die Sennheiser MD 441, die am Drumset oder auch an Bläsern eine gute Figur machen.

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Kondensatormikrophone

nutzen die durch Abstandsänderungen zwischen der (beweglichen) Membran und der Gegenelektrode hervorgerufenen Kapazitätsänderungen, um je nach Mikrophontyp Schalldruck oder Schalldruckdifferenz in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Es entspricht damit der Funktionsweise eines elektrostatischen Lautsprechers. Der Vorteil dieser Bauart ist die sehr leichte Membran, die zu einer hohen Auflösung führt. Kondensatormikrophone sind deshalb die bevorzugten Mikrophone in Studios.

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Bändchenmikrophone

Die Membran des Bändchenmikrofons ist ein hauchdünner im Zickzack gefalteter Aluminiumstreifen. Der Streifen ist nur wenige Mikrometer dick. Je nach Bauart sind ein oder zwei solcher Streifen zwischen den beiden Polen eines Permanentmagneten so eingespannt, dass sie bei Anregung durch eintreffenden Schall geringfügig hin und her schwingen. Die Bewegung im Magnetfeld induziert eine der Bewegungsgeschwindigkeit proportionale Spannung, die an den Enden der Aluminiumstreifen abgegriffen wird. Bändchenmikrophone sind tendenziell eher höhenarm, was bei guten Bändchen aber gut mit einem EQ zu kompensieren ist. Durch die geringe bewegte Masse reagieren Ribbons dennoch sehr fein auf kleinste Schwingungen und sind bei weitem nicht so behäbig wie die dynamischen Tauchspulenmikrofone. Bändchenmikrophone sind sehr empfindlich und eigenen sich eigentlich nur im Studio.

Membrangrößen

Membrangrößen

Generell wird jedes Mikrophon aufgrund seines Membrandurchmessers einer diesen beiden Kategorien zugerechnet.

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Großmembranmikrophon

Großmebranmikrophone besitzen einen Membrandurchmesser von mehr als 1 Zoll (ca. 2,54 cm). Großmembranmikrophone haben physikalisch bedingt Schwächen im Hochtonbereich, da der Membrandurchmesser größer ist als die Wellenlängen von Frequenzen über 13.000 Herz. Durch die große Membran kommt es zu Partialschwingungen und damit zu Verfärbungen. Weiterhin treten stärkere Verfärbungen bei seitlichem Einfall des Schalls. Warum gilt dann das Großmembranmikrophon als die Königin unter den Mikrophonen (vor allem bei Amateuren)? Durch die große Membranfläche ist das Großmembrnamikrophon besonders empfindlich, wodurch der Rauschabstand steigt. Außerdem wird die Färbung eines Großmebranmikrophons eher als angenehm - besonders für Vocals - empfunden. Abschließend sei noch angemerkt, dass viele Großmembranmikrophone eine Kapsel mit zwei Membranen besitzen. Durch geschicktes elektrisches Verschalten dieser beiden Membranen können auch verschiedene Richtcharakteristika erzielt werden. Die physikalischen und damit akustischen Besonderheiten eines Druckempfängers oder einer freien Membran werden damit aber nicht erreicht.

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Kleinmembranmikrophon

Kleinmebranmikrophone besitzen demgegenüber eine Membram mit einem Durchmesser von kleiner als einem Zoll und haben einen sehr hohe Frequenzstabilität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel. Sie übertragen bis weit über 20 kHz sauber. Kleinmembranmikrofone stellen ein geringes Hindernis im Schallfeld dar und wirken damit weniger verändernd, was auch in Stereo-Mikrofonanordnungen zum Tragen kommt, wenn zwei Mikrofone in unmittelbarer Nähe für Intensitätsstereofonie platziert werden müssen. Grundsätzlich gilt: Je kleiner die Kapsel, desto neutraler und präziser ist das Klangbild. Daher werden bei Aufnahmen, bei denen es auf klangliche Authentizität ankommt, nahezu ausschließlich Kleinmembranmikrofone eingesetzt. Die geringere Empfindlichkeit bedingt durch die kleinere Fläche verringert dagegen den Rauschabstand, der bei aktuellen Modellen der etablierten Hersteller immer noch in einem unproblematischen Bereich liegt.