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Freitag, Oktober 18, 2019
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    Mikrofongrundlagen: Richtcharakteristik

    Die Richtcharakteristik gehört zu den grundlegenden Eigenschaften eines Mikrofons und beschreibt die „räumliche Empfindlichkeit“. Wie laut wird der Schall aus den unterschiedlichen Richtungen aufgenommen? Sowohl bei der Platzierung wie auch Ausrichtung des Mikrofons spielt die Richtcharakteristik die ausschlaggebende Rolle. Genauso „verantwortlich“ ist die Richtcharakteristik für die Rückkoppelsicherheit.

    Für eine korrekte Anwendung von Mikrofonen ist deren Richtcharakteristik eine der wichtigsten Merkmale. Dieser Artikel zeigt Euch die unterschiedlichen Charakteristiken und deren Vor- und Nachteile. Schauen wir uns jetzt die unterschiedlichen Richtcharakteristiken an:

    Die Kugelcharakteristik

    Die Kugelcharakteristik besitzt keine Vorzugsrichtung. Sie nimmt den Schall aus allen Richtungen gleichermaßen auf. Dadurch muss auf keine exakte Ausrichtung geachtet werden. Sehr hilfreich ist das bei Ansteckmikrofonen. Kugelmikrofone klingen meist am natürlichsten, haben die geringsten Windgeräusche und weisen keinen Nahbesprechungseffekt auf. D. h. der Abstand zur Klangquelle beeinflusst nicht den Frequenzgang.

    Kugelcharakteristik

    Mikrofone mit Kugelcharakteristik werden in erster Linie bei Sprachanwendungen genutzt: Anstecker, Headset oder auch Handmikrofone in Interview-Situationen.

    Hohe Rückkoppelanfälligkeit

    Der größte Nachteil bei Kugelmikrofonen ist die hohe Rückkoppelanfälligkeit. Deshalb können sie auf Bühnen im Live-Betrieb, insbesondere bei Verwendung von Monitoren, nicht eingesetzt werden. Für solche Anwendungen muss zu einem gerichteten Mikrofon gegriffen werden.

    Die Nierencharakteristik

    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.

    Nierencharakteristik

    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 Supernierencharakteristik

    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.

    Supernierencharakteristik

    Die Achtcharakteristik

    Ein Mikrofon mit einer „Acht” (bzw. Achtcharakteristik) nimmt den Schall von vorne und hinten gleichermaßen auf. Von der Quer-Richtung jedoch 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.

    Achtcharakteristik

    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 sich der Luftdruck, 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.

    Druckgradienten Empfänger

    Richtwirkung von Mikrofonen

    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“.

    Schall von vorne …

    Kommt beispielsweise der Schall von vorne auf das Mikrofon (im Bild links) so trifft der „blaue Schall“ direkt von vorne auf die Membran. Der „rote Schall“ gelangt 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.

    … und von hinten

    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.

    Wie gut ist die Richtcharakteristik über den Frequenzbereich ausgeprägt?

    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. Untenstehendes 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.

    Frequenzgang - Lautstärke - Feedback

    Hohe Rückkoppelsicherheit

    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 diesen Frequenzen besteht.

    * MS-Stereophonie: Die Mid/Side-Stereofonie ist ein stereofones Signalkodierungsverfahren. Dabei werden die Stereokanäle nicht nach den Kanälen Links L und Rechts R, sondern in einen Mittenkanal M und einen Seitenkanal S getrennt.

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