Mikrofone und deren Gebrauch

Mikrofone und der Gebrauch derselben.

Ich will versuchen einfach und ohne große technische Erklärungen zum Verständnis dieses elektronischen Gerätes beizutragen. Es soll helfen die Kommunikation zwischen Technikern und Akteuren zu erleichtern und letztendlich zu einem guten Soundergebnis zu führen.
Hier erst mal ein paar Beispiele aus der Praxis:
Was passiert den da?
Der Tontechniker macht den Kanal von Ulli lauter - und es wird leiser?
Immer wenn Max die Beatbox macht, pfeift alles und der Sound wird kläglich?
Gerade bei den lauten Passagen von Karin wird Ihr Sound dünner und leiser?
Bei dem Duett von Pam und Su kling es plötzlich bei beiden dünner und morsch?
Trotz einwandfreien Funktionstests der Mikros bei Soundcheck ist der Klang mitunter kraftlos bei den dynamischsten Stellen.
Ute kommt mit dem neuen Mikrofon nicht klar, obwohl es eines der teuersten und besten sein soll.
Das Klopfen und Blasen welches der Redner vor der Ansprache am Mikro veranstaltet ist laut und deutlich, die Rede selbst ist aber kaum zu verstehen.
Für all diese Probleme gibt es eine technische Erklärung und die Lösung liegt im bewussten Handling des Mikrofons.

Also mal von vorne:
Vor gut 100 Jahren baute Johann P. Reis das erste Mikrofon mit Hilfe eines Trommelfells aus einer Schweinsblase. Unter dieser Membran befand sich eine Kontaktfeder die durch auftreffende Schallwellen einen Stromkreis schloss. Schall wurde in elektrische Impulse gewandelt. Das Prinzip des Mikrofons ist bis heute geblieben. (Wie beim Lautsprecher, nur umgekehrt)
In den Jahren galt es als Ziel den Schall so natürlich wie möglich einzufangen und abzubilden. Hochwertige Mikrofone können das Öffnen einer Blüte, das Summen der Mücke in 10 Meter Entfernung oder den Start eines Düsenjägers nahezu verlustfrei einfangen und zur Verstärkung oder Aufnahme umzuwandeln. Von den Obertönen einer Harfe bis zu Explosivlauten eines Schlagzeugs nehmen Mikrofone den Schall differenziert und authentisch war.
Das Ergebnis hört man auf Tonträgern die mehr speichern können als das menschliche Gehör vermag zu hören.
Dieses zeigt die Empfindlichkeit einer Mikrofonkapsel: Der Schall trifft auf eine äußerst hauchdünne Membrane und wird je nach Wandlerprinzip in elektrische Signale umgewandelt. Die mechanische Empfindlichkeit ist enorm und deshalb werden Membran und Elektronik weitgehend stoßsicher gelagerten Kapseln untergebracht. Dieses sei den Bürgermeistern einmal gesagt, die vor der Rede den Funktionstest durch Beklopfen durchführen und dann sicherheitshalber schnell noch heftig auf die Membrane pusten. Aber zur Mikrofonhygiene später.

Stimme
Die Stimme ist in Dynamik und Klangfarbe ein sehr komplexes Instrument. Die Erzeugung der Stimme geschieht im Kehlkopf mit Hilfe der Stimmbänder. Durch Volumenveränderung durch Rachenraum, Mund und Nase und durch Strömungslenkung des Schalls kann das Klangspektrum stark beeinflusst werden. Zur Verstärkung und Aufnahme dieses Schallereignisses werden Mikrofone eingesetzt. Durch das Handling derselben kann weiter manipuliert und drastisch verändert werden.

Kommen wir zu Gesangsmikrofonen. (Erst mal Handmikrofone)
Gesangsmikrofone sind für den Frequenzbereich und die Dynamik optimiert, den die Menschliche Stimme erzeugen kann. Diese verweigern natürlich auch bei anderen Schallquellen nicht Ihren Dienst, bringen aber u.U. bei zu hohen Schalldrücken (Saxofon) oder tiefen Frequenzen (Bassdrum, Kontrabass) schlechte Ergebnisse oder Verzerrungen. Im Umkehrschluss würde ein teures Bassdrum Mikrofon für den Gesang nicht ausreichen. Es gibt allerdings einige Mikrofone die all diesen Ansprüchen nahezu genügen - sind dann auf Grund Ihrer Studiobauweise für den Livebetrieb ungeeignet. Billige „Allroundmikros“ können das alles nur schlecht. (Das M88 gibt sich allerdings hier alle Mühe ein Allroundmikro zu sein und ich setzte es für Beatbox aber auch Bläser, Klavier oder BD ein)
Bei den Sängerinnen und Sängern gibt es so große Unterschiede in Stimmenergie, Stimmlage und Dynamic, dass auch hier die Wahl der Mikrofone einen dramatischen Einfluss auf das Ergebnis hat.
Natürlich ist auch die Art der der Darbietung (Rock, Rap, Balladen, Folk, Metal, A-Cappella. etc.) entscheidend für den Einsatz des richtigen Mikrofons, da wir hier auf Umgebungsgeräusche auf der Bühne, Monitoring und Bühnenschau achten sollten. Im Folgenden schaue ich eher in den Bereich A-Cappella. (Ab hier fällt dann auch das betagte und beliebte SM58 weg welches sicher den robusten Einsatz verkraftet, aber klanglich bei mir durch andere Mikros abgelöst wurde)

Richtcharakteristik.
Bezeichnet die Richtung aus der das Mikrofon die Schallquelle relativ laut aufnimmt. Andere Einsprechrichtungen werden mehr oder weniger ausgeblendet.
Wie der Hinweis „Kugel“ (Omni directional)schon andeutet nimmt diese Kapsel den Schall allseitig auf, ist daher eher für Feld oder Raumaufnahmen geeignet. Für den Gesangseinsatz als Handmikro würde es auch Bühnenmonitore (Rückkopplung) oder Umgebungsgeräusche aufnehmen und wäre damit problematisch.
Geeignet und daher gebräuchlich ist die „Niere“ (Cardioid).Die Einsprechrichtung ist vor der Mikrofonachse und nierenförmig daneben. Nach hinten und seitlich wird der Schall weitgehend ausgeblendet.
Superniere und Hyperniere haben eine noch gezieltere Richtwirkung, dämpfen aber den von hinten auftreffenden Schall weniger. Diese finden bei Instrumentenabnahme Ihren Einsatz.

Dynamisch oder Kondensator.
Bezeichnen die Wandlerprizipien der Mikrofone. (Tauchspule, Kondensator, Bändchen, Druckempfänger, Kohlefaser etc. sind diese technischen Konstruktionen)
Hier nur die wesentlichen Unterschiede:
Vorteil Dynamische:
Robust
Keine Versorgungsspannung
Preiswert
Hoher Grenzschalldruck
Nachteile
Schlechte Impulswiedergabe
Mittiger Klang
Schlechtere Höhenabbildung
Nicht sehr linearer Frequenzgang
Vorteil Kondensator
Hohe Schallempfindlichkeit
Sehr genaue elektrische Umformung
Linearer Frequenzgang
Gute Impulswiedergabe
Feinere Höhenwiedergabe
Nachteile
Versorgungsspannung nötig (Batterie oder Phantomspeisung)
Etwas niedriger Grenzschalldruck als bei Tauchspulen.
Höherer Preis
Mechanisch empfindlicher
Die Hersteller wissen um den Umstand dass dynamische Mikrofone einen „verbogenen“ Frequenzgang haben und einen, im Gegensatz zu Kondensatorwandlern eigenen Sound haben. Deshalb gibt es in den Beschreibungen oft die Attribute „warm“, „weich“, „smooth“ etc. Bei Kondenstatormikrofonen wird eher auf „unverfälscht“, „linear“ oder „“transparent“ hingewiesen.

Im Studio werden vorzugsweise Kondensatormikrofone mit möglichst originalem Abbild eingesetzt und der Sound den tontechnischen Nachgängen überlassen, denn wenn ein Mikrofon bestimmte Frequenzen schon nicht durchlässt sind sie für die Nachbereitung für immer verloren.

Der Vorteil bei Dynamischen hohe Schalldrücke ohne Verzerrungen aufzunehmen und auch Überbetonung des Bass und Mittenbereiches kann aber dem Klangideal bei Bass und Percussion dienlich sein. Deshalb werden bei Beatbox oder Bassisten in Vocalensembles hochwertige dynamische Mikrofone eingesetzt. (M88,) Hier wird der Nahbesprechungseffekt sinnvoll ausgenutzt. (Nahbesprechungseffekt später) Auch gibt es dynamische Mikrofone die den klanglichen Vorteilen der Kondensatorkollegen nahe kommen. (Sennheiser 945, AKG D3800).

Die Empfindlichkeit der Aufnahme kann mit einer größeren Kondensatorkapsel (Großmembran Studio bis 2,5cm) erhöht werden. Kleinmembran-Kondensatorkapseln werden in Richtrohren zur Chorabnahme eingesetzt,als Overhead oder noch kleinere Durchmesser als Ansteckmikro oder Headset verwendet.

Jetzt mal ein Hinweis für Hiphopper, Beatboxer und Rapper: Mikrofonkapseln sind so gebaut, dass Sie nicht nur den Schall von vorne aufnehmen sondern auch nach hinten (sichtbare)Schalleintrittsöffnungen haben. Diese bestimmen den Sound und die Richtcharakteristik! Würde man diese Eintrittsöffnungen verschließen würde ein großer Teil des Mitten und Tiefenbereichs ausgeblendet, zudem verändert sich die Charakteristik in Richtung Kugel mit all den Nachteilen der Rückkopplungsempfindlichkeit. Es sieht hip aus klingt aber schlecht. Wenn diese Handhabung in der Performance Pflicht ist: Kauft Euch ein Audix Fireball – und wenn Ihr bei „Scooter“ abgeschaut habt, ein Shure 520 DX. Diese beiden Typenwurden für Mundharmonika entwickelt und verkraften das begrapschen besser.

Phänomene
werden im Lexikon als Wunderdinge oder Unmöglichkeiten beschrieben.
Gewisse tontechnische Probleme sind aber erklärbar und damit keine Phänomene. Lasst uns einmal ein paar Unerklärlichkeiten anschauen:

Phasenauslöschung
Plötzlich verändert sich der Mikrofonsound und scheinbar wird er dünn und schwammig.
Wenn zwei Mikrofone das gleiche Schallereignis aufnehmen und sind in exakt gleichen Abstand zur Schallquelle wird’s lauter. Die Schallwelle kommt als in gleicher Phasenlage bei den Mikrofonen an.
Verändert sich der Abstand eines Mics um eine halbe Wellenlänge kommt es zu einer Auslöschung. Eine positive Schalldruckwelle kollidiert mit einer negativen Halbwelle. Die Pegelsumme beider Signale ist Null. Es wird tragisch leiser.
Wenn also das Mikrofon eines Sängers den Gesang des Nachbarn in einem anderen Abstand mit aufnimmt kann es zu diesem Kammfiltereffekt kommen. Choreographiebestimmte Abstände von 30 bis 90 cm sind für diesen Effekt verantwortlich. Oft tritt dieses Problem auf, wenn Sänger oder Sängerin das Mikrofon in Gesangspausen wegrichtet oder es zu weit vom eigenen Mund entfernt hält. Bei 4 – 8 Akteuren ein nicht seltenes Problem der ungewollten teilweisen Frequenzauslöschungen. Dann immer schaut der Tontechniker von seinem Pult auf. Dieser Effekt passiert aber auch mixerseitig, wenn Effekte oder eine doppelte Kanalbelegung eines Mikrofons in falscher Phasenlage zugemischt werden. (Dann kann er was tun)

Nahbesprechungseffekt.
Gesangsmikrofone haben einen ausgeprägten Nahbesprechungseffekt. Verringert der Sänger den Abstand bis hin zum Lippenkontakt wird der Klang immer basslastiger. Der Sound wird „fetter“ umgekehrt verliert der Klang an Bassvolumen bis hin zu den Mitten wenn der Abstand größer wird. Der Posaunenzugeffekt hat also trotz der gesungenen Stimmenergiewenig Einfluss auf die Lautstärke wohl aber Einbußen im unteren Frequenzbereich. Das Ergebnis könnte auch bei lauten Passagen ein dünner schwächerer Sound sein wenn das Mikro weggezogen wird. Die Unterschiede von 2 – 20 cm können dramatisch sein. Kompressoren können zwar die Lautstärke komfortabel begrenzen gegen fehlende Bassanteile sind sie machtlos. Auch der Oktaver oder Subharmonic effekte laufen bei fehlenden tiefen Frequenzen ins Leere.
Bassisten und Beatboxer hingegen haben durch den Nahbesprechungseffekt eine große Gestaltungsmöglichkeit wenn Sie um diesen Umstand wissen.

Plopp und Explosivlaute. Zischlaute.
Mikrofone sind mit einem eingebauten Ploppschutz ausgerüstet. Dieser ist aber begrenzt und es ist möglich das bei falscher Handhabung Blas und Explosivlaute unangenehm zu erzeugen. Ein direkt auf die Membran geblasenes Pfeifen lässt den Ton gegen das Blasgeräusch verschwinden. Hier wird zweckmäßiger dicht an der Kapsel vorbeigeflötet. Vorstellbar ist auch ein durch die Nase erzeugtes Blasgeräusch welches auf die Membrane auftrifft. Auch hier hilft eine Veränderung der Einsprechhaltung. Ist ein Kompressor im Einsatz würde er in beiden Fällen auf das (energischere) Blasgeräusch reagieren und unerwünscht den gewollten Ton absenken.

Tanz und Choreographien.
Ich habe erlebt, wie SängerInnen die Showtreppe singend herab gehen. In jedem Live Mitschnitt wäre diese Treppe hörbar verewigt. Die Gefahr des „hörbaren“ Tanzes oder einer heftigen choreographischen Passage ist sicher bei Live-Darbietungen vernachlässigbar da sich der künstlerische Ausdruck von der akustischen auf die visuelle Maßnahme verteilt. Ein Live-Mitschnitt verdeutlicht aber oft wie sich Atemgeräusche und ungewollte Mikrofonabstände oder auch Griffgeräusche über die PA vervielfältigen. Im Studio oder bei einer Live CD wären diese klanglichen Besonderheiten nicht hinnehmbar, da der musikalische Ausdruck leidet. Auch hier ist ein bewusstes Handling sicher hilfreich.

Bauweisen:
Die Eistütenform eines Handmikrofons ist bekannt und 400g-900g gewährleisten ein gutes Handling.
Viel leichter sind Headset, lavallier und Maskenmikrofone.
Hochwertige Headset Mikrofone (Kopfbügel, Nackenbügel) haben mittlerweile gute Klangeigenschaften. Sie können in eine Idealposition bezüglich der Einsprechrichtung fixiert werden. NI Kapseln von Sennheiser haben eine nierenförmige Richtcharakteristig und bieten dadurch eine gute Unempfindlichkeit gegen Rückkopplungen. Vorteile für den Techniker ist der fixierte Sprechabstand. Vorteile für den Akteur ist die Freiheit beider Hände. Die Nachteile liegen auf der Hand: Besprechungsabstände sind gleichbleibend und alle Mund und Nasengeräusche sind während der ganzen Show präsent. Räuspern, Husten und Atmen werden öffentlich. Als problematisch habe ich erlebt, dass bei Drahtlosanlage Sender des Headsets und Empfänger des In Ear Systems am Gürtel oder in der Tasche nebeneinander liegen. (Interferenzen) Für Bassisten und Mouth-Percussionisten Headsets sind nur beschränkt einsetzbar.

Lavallier oder Kravattenmikros, Ansteckkapseln und Maskenmikrofone.
Kleinste Kondensatorkapseln werden als Masken oder Ansteckmikrofone eingesetzt. Die Richtcharakteristik ist überwiegend Kugelförmig mit den Nachteilen der Rückkopplungsempfindlichkeit. Bei professionellen Musicals oder Theater werden diese aus kosmetischen Gründen (drahtlos) eingesetzt. Ein befriedigender Einsatz wird hier durch einen sehr großen computergestützten, automatitisierten Aufwand bewerkstelligt um eine sichere Verstärrkung überhaupt zu gewährleisten. Im Hintergrund eingesetzte Technik für EINE Funkstrecke wird bei Webber Musicals mit etwa 12 000,-€. (Gates, Enhancer, D-Esser, Kompressor, Antennenbooster/Splitter, Havariesets, Messfeldanalyse etc.)

Mikrofonhygiene:
Mechanisch werden grobe Speisereste und Spucke durch einen unter dem Sprechkorb angebrachten Schaumstoffschutz aufgefangen. Hier sammeln sich auch Zigarettenrauch, Knoblauchpartikel und Schlimmeres. Lippenstift und Schweiß sammelt sich schon am Mikrofonkorb.
Handschweiß und Schmutz klebt am Griffkörper. Ich kenne Mikrofone bei denen das Zusetzen des Schaustoffes oder gar das Verschmieren des Korbes zu gewaltigen Klangeinbußen geführt hat und als „kaputt“ verschenkt wurden. Von mikrobiologischen Tummelplätzen welches man durch das Mikroskop zu sehen bekäme mal abgesehen.
Ich habe mir angewöhnt Mikrofone nach dem Einsatz auseinanderzunehmen: Drahtkorb abschrauben, Schaumstoff in Reinigungslauge waschen, desinfizieren, trocknen und den Griffkörper reinigen. Bei einem winterlichen Open Air Konzert wird klar wie viel Feuchtigkeit die Atemluft enthält.

Souveräne Handhabung.
Ziel ist ein entspanntes aber bewusstes Handling mit dem Mikrofon. In jeder Phase der Darbietung sollte der Sänger wissen, welchen Einfluss seine Mikrofonhaltung auf den Sound hat. Er kann die Möglichkeiten des Mikrofons gewinnbringend nutzen. Kollegen in der A-Cappella Szenen beweisen, dass der Bühnensound nahe an der CD-Qualität (oder darüber) machbar ist. Mikrofonhandling wurde erprobt, Soundvarianten wurden im Studio entwickelt. Handling wurden den Choreographien gleichgestellt.

Nun sollten die am Anfang beschriebenen drastischen Phänomene erklärbar sein. Gerne bin ich bereit dies alles einmal praktisch zu demonstrieren. Ich habe hier das Equipment in meinen Räumen. Ich komme aber auch gerne zu Euch und bringe im Bedarfsfalle Mikros, verschiedene Mischpulte (digital und analog) und hochwertige Lautsprechersysteme mit.

Gerd Mikol (consultingaudio [at] t-online [dot] de)