Effekte und Pegel von Mikrofonen / Richtmikrofonen

Nahbesprechungseffekt (proximity effect)

Typische Eigenschaft aller Druckgradientenempfänger (Richtmikrofone). Der Frequenzgang eines Richtmikrofons ist u. a. abhängig von der Entfernung des Mikrofons von einer Schallquelle. Je dichter das Mikrofon an der Schallquelle, umso stärker werden tiefe Frequenzen hervorgehoben. Wichtig: Frequenzgänge von Mikrofonen werden normalerweise (wenn nichts anderes angegeben) in einer Entfernung von 1 m zur Schallquelle aufgenommen, auch bei Mikrofonen, die üblicherweise direkt an der Schallquelle eingesetzt werden (Headsets). Einige Hersteller geben zusätzlich den Frequenzgang bei 5 cm Entfernung an.

Kompensationsmöglichkeiten: Gestaltung des 1-m- Frequenzganges durch Konstruktion oder elektrische Beschaltung mit Tiefenabfall, so dass bei Nahbesprechung ein näherungsweise linearer Frequenzgang entsteht (Nahbesprechungsmikrofone klingen aus größeren Entfernungen „dünn“).

Einbau eines frequenzabhängigen akustischen Umwegs auf der Rückseite der Membran (VARIABLE – D®). Dadurch wird über einen sehr großen Entfernungsbereich der Frequenzgang unabhängig vom Besprechungsabstand. Erkennen kann man diese Mikrofone häufig an einer Gitterstruktur im Schaft, wodurch aber eine Anwendung in der Hand nahezu unmöglich wird. Anwendung der Zweiwegtechnik (nur noch selten praktiziert): Durch unterschiedliche Wandlersysteme für Tief-Mitteltonbereich und Mittel-Hochtonbereich wird der Bereich des Besprechungsabstandes mit konstantem Frequenzgang sehr groß.

 

Maximalschalldruckpegel

Schalldruckpegel an der Membran eines Mikrofons, der zu bestimmten Verzerrungen führt, z.B. 1 % Klirrfaktor. Typische Größenordnungen: 110 dB … 160 dB. Bitte beachten: Sprache wird in vielen Publikationen mit 74 dB als Durchschnittswert angegeben, Spitzenwerte in 1 m Entfernung können durchaus 94 dB erreichen. Rechnet man das für eine Entfernung von 3 cm um, ergeben sich Werte um 125 dB, was einige Mikrofone schon überfordern dürfte.

 

Ersatzschallpegel

In elektrischen Bauelementen (auch passiven wie Widerständen, Spulen, Kondensatoren) entsteht bei Stromfluss ein Rauschen, das an den Ausgangsklemmen eines Mikrofons messbar (hörbar) ist. Durch Vergleichsmessungen mit bekannten Schallquellen kann man feststellen: das Rauschen (oder andere Störgeräusche) ist so stark, als ob eine Schallwelle mit einem gewissen Schallpegel auf das Mikrofon auftreffen würde.

Übliche Größenordnungen: 5 … 30 dB(A). Wichtig: Je nach Bewertungsverfahren schwanken die Zahlenangaben bis 15 dB beim gleichen Mikrofon. Faustregel: Je kleiner das Mikrofon, umso größer der Ersatzschallpegel.

 

Frequenzgang – Übertragungsbereich

Die graphische Darstellung der Mikrofonempfindlichkeit heißt Frequenzgang. Punkte, an denen diese Kurve gewisse, von Normen oder vom Hersteller vorgegebene Toleranzbereiche verlässt, werden Eckfrequenzen genannt. Der Bereich, in dem die Kurve im Toleranzkanal liegt, also der Bereich zwischen zwei Eckfrequenzen, heißt Übertragungsbereich. Der Toleranzkanal muss kein lineares Gebilde sein, Absenkungen und Überhöhungen sind zugelassen bzw. durch den Toleranzkanal z.T. explizit gefordert, denn Mikrofone mit nahezu linearem Frequenzgang sind zumindest für die Beschallungstechnik gar nicht so wünschenswert.

Häufig werden Hervorhebungen oder Absenkungen einzelner Frequenzbereiche gewünscht und auch durch die Hersteller realisiert. Trotz dieser Korrekturen sollte aber der Frequenzgang einen glatten und kontinuierlichen Eindruck machen, die Anzahl der lokalen Maxima und Minima sollte gering sein. Das wirkt sich günstig bei der Sicherheit gegenüber akustischen Rückkopplungen aus. Trotz dieser Freiheiten lassen sich Teile des Frequenzganges grob typisieren.

 

Low-Cut

Die Mikrofonempfindlichkeit lässt bei Frequenzen unter 200 Hz sehr rapide nach, die Steilheit des Frequenzganges beträgt 12 dB / Oktave. Diese Absenkung ist z. T. schaltbar. Sinn dieser Absenkung ist die Unterdrückung von Trittschall und Rumpelgeräuschen.

 

Roll-Off

Die Mikrofonempfindlichkeit sinkt unterhalb von 800 Hz leicht, aber kontinuierlich ab. Die Steilheit des Abfalls beträgt etwa 6 dB / Oktave. Diese Absenkung ist z. T. auch zuschaltbar, bei einigen Mikrofonen sogar mehrstufig. Der Sinn dieses Filters liegt in der Kompensation des Naheffektes, in der Kompensation der Bassanhebung durch Schallverstärkung und im Ausgleich der häufig sehr langen Nachhallzeiten bei tiefen Frequenzen in üblichen Räumen.

 

Präsenz

Die Mikrofonempfindlichkeit steigt im Bereich zwischen 1 kHz und 5 kHz um ca. 5 dB gegenüber anderen Bereichen an. Diese Anhebung wird häufig gewünscht, um Sprache nach vorn zu bringen, d. h. um die Verständlichkeit von Sprache zu verbessern. Das gelingt auch recht gut, bei einigen Sprechern führt das allerdings dazu, dass Zischlaute bis zur Verzerrung übertrieben stark wiedergegeben werden. Diese Anhebung ist entweder eingebaut oder nicht, nur in wenigen Fällen ist eine Zuschaltung oder gar eine stufenweise Zuschaltung bekannt.

 

Brillanzanhebung und DF-Kompensation

Bei sehr hohen Frequenzen gibt es eine Anhebung des Frequenzganges. Der Schwerpunkt der Anhebung liegt oberhalb von 8 kHz. Die Ursache hierfür liegt darin, dass aufgrund bestimmter physikalischer Gesetzmäßigkeiten der Frequenzgang für frontalen Schalleinfall und der für allseitig gleichmäßigen in den Höhenbereichen sehr stark differieren. Die Höhenempfindlichkeit muss für die Achsrichtung angehoben werden, damit der Diffusfeld-Frequenzgang linearisiert wird. Mit derartigen Mikrofonen abgenommene Quellen klingen sehr brillant, Einschwingvorgänge werden besser hörbar.

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