Arten von Mikrofonen und wie sie funktionieren

von wanderingted

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Die kleine Kapsel in einem Mikrofon interpretiert den Klang des Augenblicks, in dem Sie sich befinden. Manchmal braucht man Sensibilität, manchmal wünscht man sich, es wäre nicht so empfindlich, oder vielleicht wünscht man sich, es wäre empfindlich im Inneren Rechts Weg.  

Drei Arten von Mikrofonen: Die Werkzeuge im Schuppen 

Ein Mikrofon erfüllt seine Aufgabe, indem es Änderungen des Luftdrucks misst und diese in Änderungen eines elektrischen Signals umwandelt. Es gibt eine Vielzahl von Methoden, mit denen Mikrofone diesen Prozess erreichen.

Jede Methode hat Vor- und Nachteile, es gibt kein besser oder schlechter. Sie müssen nur das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe finden.

Lassen Sie uns also die drei Haupttypen von Mikrofonen zur Aufnahme oder Verstärkung von Gesang oder Instrumenten besprechen: dynamische Mikrofone, Kondensatormikrofone und Bändchenmikrofone.  

Das haben Ingenieure berechnet Das Mikrofon ist für 85% verantwortlich des endgültigen Audioergebnisses. Es lohnt sich also, die verfügbaren Tools für Mikrofone zu verstehen.

Wenn Ihnen der Klang eines bestimmten Kondensatormikrofons an Ihrer Stimme nicht gefällt und Sie ein anderes Ergebnis wünschen, verwenden Sie ein anderes Werkzeug. Versuchen Sie es mit einem Bändchenmikrofon oder einem dynamischen Mikrofon. Oder wenn Sie einfach ein anders klingendes Kondensatormikrofon wünschen, ist es wichtig zu wissen, welchen Kondensatortyp Sie gerade verwendet haben.  

In den folgenden Beispielen gibt es immer Ausnahmen von der Regel. Unser Ziel ist es, hier hilfreiche allgemeine Richtlinien zu Mikrofonen zu geben und nicht eine Erklärung, die alle Bereiche des Mikrofonbereichs abdeckt. Siehe hier für alles, was mit Audio-Ausrüstung zu tun hat.

Hier finden Sie einige tiefergehende Einblicke in bestimmte Mikrofonthemen:

Beginnen Sie mit den folgenden Beiträgen, um Empfehlungen zur Mikrofonauswahl zu erhalten:

Dynamische Mikrofone

dynamisches Mikrofon sm57

Dynamische Mikrofone, Der hier abgebildete Klassiker Shure SM57 ist im Allgemeinen zuverlässig, erschwinglich und liefert fantastische Ergebnisse für die richtigen Anwendungen. Sie sind vielfältig einsetzbar und gelten als robust und widerstandsfähig.

Wie funktionieren dynamische Mikrofone?

Dynamische Mikrofone arbeiten mit dem Verfahren der magnetischen Induktion.

Ein dynamisches Mikrofon besteht in seiner Kapsel aus drei Hauptteilen: einer dünnen Metallmembran, einer Metallspule und einem Magneten. Schallwellen bringen die Membran zum Schwingen. Diese Vibration wiederum bewegt die Spule. Dadurch wandelt die Bewegung der Spule im Verhältnis zum Magneten Schallwellen in elektrische Signale um.  

dynamisches Mikrofon im Inneren

Dynamische Mikrofone benötigen mehr Schall, um ihr Inneres zum Schwingen zu bringen, als Kondensatormikrofone. Dies liegt an der Spulen- UND Membrankonstruktion.

Bei einem dynamischen Mikrofon benötigen Schallwellen genügend Druck, um zwei Dinge (die Spule und die Membran) zum Schwingen zu bringen und nicht nur eines (nur die Membran). Bei Kondensatormikrofonen befindet sich nur die Membran in der Kapsel, wodurch sie empfindlicher sind. 

Die Vorteile dynamischer Mikrofone:

  • Billiger  
  • Benötigen Sie keine Stromquelle wie 48-V-Phantomspeisung  
  • Am besten geeignet für den Umgang mit hohen Schalldruckpegeln (SPL) wie Kickdrums
  • Unterdrücken Sie unerwünschte Geräusche aus der Nachbarschaft besser als alles andere 
  • Dauerhaft 

Die Nachteile dynamischer Mikrofone:

  • Im Vergleich zu Kondensatoren ist das Erfassen von Details in den höheren Frequenzen (Stimmbrillanz, Obertöne) nicht so gut.
  • Weder so empfindlich noch so effektiv bei der Aufnahme intimer Geräusche

Beispiele für dynamische Mikrofone

Typische Anwendungen für dynamische Mikrofone:

  • Gesprochener Gesang: Rundfunk, Podcasting, Voice-Over
  • Live-Bühne: Gesang, Gitarrenverstärker
  • Kickdrums, laute Verstärker, Snares

Kondensatormikrofone

warmes 47jr-Kondensatormikrofon

Kondensatormikrofone sind die erste Wahl für die meisten Gesangsdarbietungen, Akustikgitarren, Ensembles, alle anderen akustischen Saiteninstrumente und mehr.

Der Einsatz an E-Gitarrenverstärkern, Bassverstärkern, Blechbläsern, Drum-Overheads und fast allem anderen bietet auch Vorteile. Sie sind der bevorzugte Typ für Studioaufnahmen.

Wie funktionieren Kondensatormikrofone?

Die Kapsel

Wie dynamische Mikrofone haben auch Kondensatormikrofone eine Kapsel im Inneren, die diesen empfindlichen, hauchdünnen Metallstreifen enthält, der als Membran bezeichnet wird. Die Membran ist an einer massiven Metallrückplatte befestigt.

Diese aneinander befestigten Metallstreifen werden als „Kondensator“ bezeichnet. (Briten nennen Kondensatormikrofone oft „Kondensatormikrofone“) 

Wenn Schall in die Kapsel eintritt, bewegt sich die Membran um eine bestimmte Strecke von der massiven Metallplatte weg. Dieser Abstand wird gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt.

Um diesen Abstand zu messen, benötigen Kondensatormikrofone eine elektrostatische Aufladung und dafür eine Stromquelle. 

Großmembran- und Kleinmembran-Kondensatormikrofone

Die Größe der Membran eines Kondensatormikrofons bestimmt, wie gut es auf verschiedene Frequenzen reagiert.  

Folglich sind Kleinmembran-Kondensatoren effektiver bei der Erfassung feiner, hoher Details und schneller Transienten (z. B. akustischer Saiteninstrumente oder matschiger Klänge). ASMR-Videos). Sie sind auch am beständigsten Aufnahmemuster.

Für Gesang sind in der Regel Kondensatormikrofone mit großer Membran und volleren Mitten und Tiefen die Mikrofone der Wahl. Darüber hinaus haben sie typischerweise ein geringeres Eigenrauschen als Kondensatoren mit kleiner Membran.

Klein- und Großmembran-Kondensatormikrofone
Großmembrankondensatoren (wie die Neumann U87) sind normalerweise größer und breiter als ihre bleistiftförmigen Brüder mit kleiner Membran (wie die Beyerdynamic MC930). 

Kondensatormikrofone: Weitere Klassifizierung

Großmembran-Kondensatormikrofonkapsel-Designs

Um einen „Mic Locker“ zu bauen, eine Sammlung von Mikrofonen, die ein breites Spektrum an Klangeigenschaften erfassen, ziehen Toningenieure zunächst das Kapseldesign eines Großmembranmikrofons in Betracht.

Die meisten klanglichen Eigenschaften eines Kondensatormikrofons sind auf die Mikrofonkapsel zurückzuführen. Wenn Sie einen anderen Klang als Ihr Mikrofon wünschen, suchen Sie zunächst nach einem Mikrofon mit einem anderen Kapseldesign.

Die meisten Großmembran-Kondensatormikrofone verwenden eines der folgenden Kapseldesigns:

M7-Kapsel

Kurze Fakten: 1959 von Neumann eingestellt, PVC-Membran, einzelne Rückplatte, zentraler Abschluss, seltenster Kapseltyp

Mikrofone, die eine M7-Kapsel verwenden:

Gefell UMT 70S

K47-Kapsel

Kurze Fakten: Entworfen von George Neumann für das Telefunken U47-Mikrofon, mittig abgeschlossen, einzelne Rückplatte, ebenfalls selten

Mikrofone, die eine Kapsel im K47-Stil verwenden:

Neumann U47, Warmes Audio WA-47, Roswell Mini-K47

K67-Kapsel

Kurze Fakten: Von Neumann für das U67 entwickelt, mittig abgeschlossen, doppelte Rückplatten, weit verbreitet und emuliert.

Mikrofone, die eine Kapsel im K67-Stil verwenden:

Neumann U67, Neumann U87ai, Sojus 017, Mojave MA-200

CK12-Kapsel

Kurze Fakten: 1951 von AKG entwickelt, kantenabgeschlossen, doppelte Rückplatte

Mikrofone, die eine CK12-Kapsel verwenden:

AKG C414 XLII, Telefunken TF51, Mojave MA-1000, Peluso Labs P12

Kondensatormikrofone verwenden alle eine Kapsel mit elektrostatischer Ladung, um die eintreffenden Schallwellen zu messen – das ist eine Konstante.  

Aber im Laufe der Jahre haben Mikrofonhersteller immer wieder an den inneren Komponenten herumgebastelt, die in der Signalkette nach der Kapsel folgen.

Die Rennbahn

Neben der Kapsel selbst hinterlassen auch die verschiedenen Komponenten im Schaltkreis eines Mikrofons ihren eigenen klanglichen Fingerabdruck im Endergebnis und fügen unterschiedliche harmonische Färbungen hinzu.  

Wenn Sie wissen möchten, welche Kondensatormikrofone anders und welche ähnlich klingen, schauen Sie sich nach Überlegungen zum Kapseldesign die Komponentenkette in der Schaltung an. Bei Kondensatormikrofonen gibt es drei typische Schaltungsstrukturen: 

  • Röhrentransformator

Beispiele: Mojave MA-300, Neumann U47, Lewitt LCT 940

HINWEIS: Kondensatormikrofone mit unterschiedlichen Komponentenanordnungen führen wahrscheinlich zu unterschiedlichen Endergebnissen. Wenn Sie einen anderen Kondensatorklang wünschen, versuchen Sie es mit einem Mikrofon mit einer anderen Konstruktion.

Das direkt vom Kondensator kommende Signal hat eine hohe Spannung bei sehr geringem Strom und ist unsymmetrisch. Daher kann dieses Signal von Aufnahmegeräten und anderen Geräten nicht empfangen werden.

Das Signal benötigt zwei Schritte, bevor es von anderen Geräten empfangen werden kann. Erstens benötigt es einen sogenannten Impedanzwandler, der das Signal stabilisiert und mehr Strom zur Verfügung stellt. Und zweitens muss das Signal symmetrisch sein.  

Diagramm: Was die Teile bewirken

Wie Kondensatormikrofone aufgebaut sind

Nachdem der Schall im Kondensator erfasst und gemessen wurde, befinden wir uns an einem Punkt in der Signalkette, an dem Kondensatoren entweder einen FET (Feldeffekttransistor) oder einen Röhrentransistor verwenden müssen, um das Signal zu stabilisieren und mehr Strom zur Verfügung zu stellen.

Das Signal ausgleichen

Schließlich nimmt das Kondensatormikrofon das Signal von seinem FET oder seiner Röhre auf und gleicht es für die analoge Ausgabe aus. Dieser Signalausgleich wird entweder durch einen Transformator oder einen moderneren transformatorlosen Aufbau unter Verwendung einer elektronischen Halbleiterschaltung erreicht.

Was ist ein „symmetrisches“ Audiosignal?

Das symmetrische Audiosignal besteht aus zwei Signalleitungen, die durch die Kabelabschirmung geerdet sind. Ein symmetrisches Signal wird immer von einem Differenzverstärker empfangen. Es misst die Differenz zwischen den beiden Signalen und verstärkt sie nur dieser Unterschied. Mit anderen Worten: Alles, was die beiden eingehenden Kanäle gemeinsam haben (z. B. das Summen einer nahegelegenen Stromleitung), wird unterdrückt.  

Ein Gitarrenverstärker brummt um Stromleitungen herum, weil er ein unsymmetrisches Signal von der Gitarre empfängt. Es verfügt über eine Signalleitung im Kabel und in der Kabelabschirmung, und sein Verstärker verstärkt dieses Signal, mit allem Drum und Dran.

Eine Anmerkung zur Phantomspeisung

Die Phantomspeisung (+48 V), die bei den meisten Audioschnittstellen Standard ist, wird von Mikrofonen verwendet, die eine elektronische Halbleiterschaltung verwenden, um das Audiosignal auszugleichen. Der Vorteil besteht darin, dass weder eine interne Batterie noch ein umfangreiches externes Netzteil erforderlich sind

Es ist heute die am häufigsten von Kondensatormikrofonen verwendete Stromquelle. Es ist auf den meisten Schnittstellen in Form eines Schalters oder einer Taste zu finden. 

Die Vorteile von Kondensatormikrofonen

  • Größter Frequenzgangbereich
  • Am besten darin, subtile Details zu erfassen 
  • Am besten mit intimen Klangquellen wie Gesang und Saiteninstrumenten.
  • Schnellste Reaktion auf Transienten, insbesondere bei Kondensatoren mit kleiner Membran

Die Nachteile von Kondensatormikrofonen

  • Kann bei hohem Druck (z. B. Kickdrum) klemmen und aufgrund der hohen Empfindlichkeit unerwünschte Hintergrundgeräusche auffangen
  • Generell teurer
  • Die komplexen Innereien sind empfindlich und können leichter beschädigt werden

Beispiele für Kleinmembran-Kondensatormikrofone

Typische Anwendungen für Kleinmembran-Kondensatormikrofone

  • Live-Aufnahme von Ensembles, Orchestern, klassischer Musik, Jazz
  • Akustische Gitarre, Violinen, Banjos und andere Streichinstrumente
  • Schlagzeug (Overheads, Snare, High-Hat, Becken)
  • Klavier

Beispiele für Großmembran-Kondensatormikrofone

Typische Anwendungen für Großmembran-Kondensatormikrofone

  • Studiogesang: gesprochen oder gesungen
  • Trommel-Overheads
  • Gitarrenverstärker, Bassverstärker
  • Akustische Gitarre

Bändchenmikrofone

Royer R121 Bändchenmikrofon
Royer R-121 Bändchenmikrofon

Bändchenmikrofone sind die seltene Variante dieser drei Typen und werden oft verwendet, wenn etwas „Anderes“ gefragt ist. Bändchenmikrofone waren in den meisten Studios von den Anfängen der Aufnahme bis in die 1960er Jahre die erste Wahl.  

Mit der Weiterentwicklung der Kondensatormikrofontechnologie war das Bändchen nahezu ausgestorben. Die Mikrofonhersteller von Royer haben das Bändchenmikrofon in den 1990er Jahren wiederbelebt und es etwas leiser und langlebiger als seine Vorfahren gemacht. Heutzutage ist es in den meisten Studios ein Standard-Ergänzungsmikrofon.

Bändchenmikrofone eignen sich hervorragend für Klangquellen, die möglicherweise zu hell oder zu hart klingen, wie z. B. Blechbläser oder einige Gitarrenverstärker.  

Wie funktionieren Bändchenmikrofone?

Bändchen nutzen wie dynamische Mikrofone magnetische Induktion zur Schallmessung. 

Im Inneren eines Bändchenmikrofons befindet sich ein dünner Metallstreifen, der zwischen zwei Magneten aufgehängt ist und ein Magnetfeld erzeugt. Schallwellen bewegen das Band im Verhältnis zum Magnetfeld und wandeln die Luftbewegung in ein elektrisches Signal um.  

Die Schaltung nach dem Bändchen umfasst typischerweise einen Transformator, um das Signal auszugleichen und die Impedanz zu senken.

Der Ausgang ist manchmal etwas zu niedrig, was eine hohe Verstärkung durch einen Vorverstärker erfordert, was zu viel Rauschen führt.

Hilfreicher Tipp: Eine Lösung für viele Ingenieure besteht darin, einen kostengünstigen Vorverstärker wie einen zu verwenden Wolkenheber. Dadurch erhalten Sie eine saubere Verstärkung von etwa 25 dB und am Ende mehr Headroom.

Es schützt Ihr empfindliches Bändchen auch vor einem versehentlichen Anschluss der Phantomspeisung.  

Phantomspeisung und Bändchenmikrofone

Bändchenmikrofone gibt es in drei typischen Baugruppen: Passiv, Aktiv-FET und Aktivröhre.

Beachten Sie, dass Phantomspeisung passive Bändchenmikrofone zerstören kann. Aktive Bändchenmikrofone benötigen jedoch zum Betrieb Phantomspeisung (oder eine andere Stromquelle). Überprüfen Sie immer den Strombedarf Ihres Bändchenmikrofons!

Notiz: Bändchenmikrofone werden durch Phantomspeisung nur dann zerstört, wenn sie teilweise angeschlossen sind, bevor das Signal ausgeglichen ist. Um sicher zu gehen, schalten Sie die Phantomspeisung immer aus, schließen Sie das Mikrofon an und schalten Sie dann die Phantomspeisung ein (nur bei Bedarf!).  

Die Vorteile von Bändchenmikrofonen:

  • Das sanfte Abklingen der Höhen sorgt für eine warme Vintage-Dunkelheit
  • gutes Einschwingverhalten
  • Wird manchmal als „das natürlichste Mikrofon, warm und sanft“ bezeichnet.

Die Nachteile von Bändchenmikrofonen:

  • Im Allgemeinen zerbrechlich
  • Eine niedrige Ausgangsleistung erfordert eine erhebliche Verstärkung Ihres Vorverstärkers
  • Teuer
  • Festes Achter-Richtmuster
  • Wird manchmal als „langweilig“ oder „nicht empfindlich genug“ bezeichnet.

Beispiele für Bändchenmikrofone

Typische Anwendungen für Bändchenmikrofone

  • Gesungener Gesang
  • Gitarrenverstärker
  • Blechbläser
  • Holzpercussion
  • Holzbläser

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