Was ist Nahmikrofonierung und warum wird sie eingesetzt?

Oft ist der Abstand zwischen Mikrofon und Schallquelle kleiner als der Abstand, aus dem man die Schallquelle normalerweise hört. Dies kann die Klangwahrnehmung verändern. In einem solchen Fall ist das Mikrofon beispielsweise so nah am Instrument positioniert, dass es nicht das gesamte Klangspektrum einfangen kann. Dies kann jedoch erwünscht sein, wenn bestimmte charakteristische Klänge erfasst werden sollen. Andererseits möchte man natürlich auch das gesamte Klangbild des Instruments wiedergeben.

Wir setzen die Nahmikrofonierung ein, um den höchstmöglichen Schalldruckpegel (SPL) der Schallquelle und den niedrigsten SPL aller nahen und entfernten Quellen zu erreichen. Eine direkte Mikrofonabnahme kann zu einem saubereren Mix führen. Darüber hinaus kann sie das Risiko akustischer Rückkopplungen bei Beschallungssituationen (PA) reduzieren, da weniger Verstärkung des Mikrofons erforderlich ist.

Aufnahme oder Beschallung (PA)?

Die Auswahl der Mikrofone richtet sich in der Regel nach dem Einsatzzweck. In den meisten Fällen verwenden Toningenieure für Aufnahmen und die Verstärkung eines Instruments unterschiedliche Mikrofone. Ideal ist es, wenn man ein Mikrofon für beide Zwecke verwenden kann - das ist allerdings nicht die Regel.

Für Aufnahmen werden häufig Mikrofone bevorzugt, die keine oder nur wenig Entzerrung benötigen. Im Zentrum aller Überlegungen stehen dabei immer der Klang, die Klangfarben und die Transparenz des Instruments. Im PA-Bereich hingegen geht es oft darum, einen möglichst kraftvollen Sound zu erzielen. Dabei treten allerdings breit gefächerte und hartnäckige Rückkopplungen auf.

DPA Microphones bietet verschiedene Mikrofone an, die sich für Aufnahmen und Verstärkung gleichermaßen eignen:

Instrumentenmikrofone
Miniaturmikrofone
Aufnahme-Mikrofone

Höre Dir die Schallquelle selbst an

Allzu oft erfolgen die Auswahl und Positionierung von Mikrofonen nur auf Basis vergangener Erfahrungen und nach gewohnten Methoden. Ein Mikrofon wird ausgewählt und in einer bestimmten Position vor dem Instrument platziert – nur weil es alle so machen.

Gehe einen anderen Weg: Tu Dir den Gefallen und höre die Instrumente, die eine direkte Mikrofonabnahme erfordern, einzeln an. Achte dabei konzentriert auf den speziellen Klang des einzelnen Instruments und bewege Dich um das Instrument herum. Wähle dann ein Mikrofon aus und wiederhole den Vorgang. Bewege das Mikrofon dabei über die Oberfläche, die Saiten, den Schalltrichter, die Kanten und den Korpus des Instruments. Höre den Klang über einen Kopfhörer. Wiederhole dies mit einem anderen Mikrofon. Bei Mikrofonen mit Richtwirkung prüfst Du den Klang, indem Du das Mikrofon innerhalb und außerhalb der Achse positionierst.

So hörst Du, dass jedes Instrument einen einzigartigen Klang hat. Keine zwei Cellos, Flöten, Saxophone oder Bassdrums klingen genau gleich. Es können sich also vom "Schema F" abweichende Mikrofonpositionen für einzelne Instrumente ergeben.

Es ist Deine Aufgabe, einerseits nach Deiner Erfahrung und Deinem Wissen vorzugehen, andererseits aber auch den individuellen Klang der Musizierenden und der Instrumente in den Mittelpunkt zu stellen und entsprechend wiederzugeben. Höre also aufmerksam zu und wähle auf dieser Grundlage die besten Mikrofone und Mikrofonpositionen aus.

Welche Charakteristik hat das Schallfeld?

Insbesondere im Nahbereich können Schallquellen komplex sein. So können sich bestimmte Teile eines Musikinstruments wie eine Kugelquelle verhalten. Andere wiederum wie Linien- oder Flächenquellen. Deshalb ändert sich der wahrgenommene Klang bzw. die Klangfarbe ganz erheblich, wenn das Mikrofon in den Nahbereich des Instruments bewegt wird. Der Schallpegel einer Kugelquelle verringert sich bei Verdoppelung des Abstands um 6 dB. Der Pegel einer Linienquelle fällt um 3 dB, der einer Flächenquelle gar nicht. Mit einigen Metern Abstand wird das Instrument in jedem Fall zu einer Kugelquelle. Im Nahbereich kommen jedoch viele verschiedene theoretische Modelle in Betracht. Deshalb ist es so wichtig, das Instrument vor dem Anbringen von Mikrofonen zu hören.

In der Praxis stellt sich auch die Frage, wie sich das Schallfeld weiter entfernter Quellen verhält.

Welche Lautstärke liegt vor?

Mikrofone für die direkte Abnahme müssen auf die Schalldruckpegel (SPL) des Instruments abgestimmt sein. Handelt es sich um eine laute oder eine leise Schallquelle? Beachte, dass Lautstärkespitzen oder Transienten leicht 20 dB (also das Zehnfache!) über dem Durchschnittspegel liegen können.

Der Dynamikumfang des Mikrofons muss immer dem Schalldruckpegel (SPL) der Quelle entsprechen. Ist der Schalldruckpegel (SPL) der Quelle für das Mikrofon und die nachgeschalteten Komponenten zu hoch, wird das Signal verzerrt und übersteuert schließlich. Hat die Quelle einen für das Mikrofon zu niedrigen SPL, wird das Signal durch das Eigenrauschen des Mikrofons beeinflusst. DPA-Mikrofone geben den hohen SPL lauter Instrumente wieder. Stelle sicher, dass dies auch für den Rest der Audiokette gilt, da es ansonsten bei Vorverstärker oder kabellosem Sender zur Übersteuerung kommen kann. Ist dies einmal passiert, lässt es sich nicht mehr beheben. Also vermeide das Problem! Wenn Du die Lautstärke der Schallquelle nicht genau einschätzen kannst, solltest Du ein Mikrofon verwenden, das für hohe SPL ausgelegt ist.

Reflektierende Oberflächen

Einer der Hauptgründe für die direkte Mikrofonabnahme ist die Eliminierung anderer Schallquellen. Wir vergessen jedoch teilweise, dass auch Reflexionen zusätzliche, unerwünschte Schallquellen darstellen können.

Wenn Du ein direktionales Mikrofon verwendest, solltest Du es auf die primäre Schallquelle ausrichten. Richte die toten Winkel auf die unerwünschten Quellen aus. Achte darauf, dass die primäre Schallquelle oder andere Hindernisse den unerwünschten Schall nicht in Richtung Mikrofon reflektieren. Andernfalls wird auch die unerwünschte Schallquelle erfasst. Dieses Phänomen tritt gelegentlich auf, wenn Mikrofone vor großvolumigen Instrumenten oder Lautsprechertürmen platziert werden.

Abbildung 1: Das Mikrofon wird dann so ausgerichtet, dass die Schallquelle im toten Winkel liegt. Sobald jedoch ein reflektierendes Objekt vor das Mikrofon gelangt, wird der unerwünschte Schall zurück zum Mikrofon reflektiert.

Darüber hinaus kann die Schallreflexion zu Kammfilterung führen (siehe Punkt 8), indem der Schall mit kurzer Verzögerung sich selbst hinzugefügt wird.

Verhalten von Mikrofonen – Richtwirkung

Mikrofone mit Richtwirkung (wie Nieren- oder Supernierencharakteristik) nehmen Schall auf einer Achse (On-Axis) auf und blenden Schall zunehmend aus, wenn das Mikrofon von der Achse weg bewegt wird (Off-Axis). Dennoch können zwei Mikrofone unterschiedlicher Marken mit derselben Richtcharakteristik (z. B. Niere oder Superniere) trotz gleicher Bezeichnung sehr unterschiedlich klingen.

Der Off-Axis-Sound kann ein wichtiger Bestandteil des gewünschten Klangbilds sein, weshalb die Mikrofoneigenschaften in diesem Bereich von entscheidender Bedeutung sind. Achte deshalb bei der Auswahl eines Mikrofons auf den Off-Axis-Sound. Mikrofone von DPA Microphones überzeugen durch sehr gute Off-Axis-Eigenschaften.

Die Kunst, einen ausgewogenen Klang zu erzielen, basiert maßgeblich auf der Ausrichtung und Platzierung von Mikrofonen. So kann beispielsweise eine akustische Gitarre mit einer Superniere (wie dem 4099 Instrumentenmikrofon) aufgenommen werden, indem das Mikrofon am 12. Bund positioniert und auf das Schallloch ausgerichtet wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Positionierung am Schallloch mit Ausrichtung auf das Griffbrett. Zwischen diesen beiden Extremen gibt es verschiedene weitere Positionierungsoptionen.

Verhalten von Mikrofonen – Nahfeld

Bei allen Mikrofonen mit Richtwirkung (Druckgradientenempfängern) tritt ein Nahbesprechungseffekt auf. Das bedeutet, dass sich die Empfindlichkeit gegenüber tiefen Frequenzen mit der Entfernung zur Schallquelle ändert. Bei Mikrofonen mit Kugelcharakteristik tritt dieser Effekt nicht auf.

Bei einem Mikrofon mit Richtwirkung bleibt die Bassempfindlichkeit bei einem bestimmten Abstand zur Schallquelle gleichbleibend bzw. neutral. Verkleinert man diesen Abstand, werden tiefe Frequenzen stärker betont, vergrößert man ihn, werden sie in geringerem Maß wiedergegeben. Die Neutraldistanz kann entsprechend der vorgesehenen Verwendung des Mikrofons angepasst werden. 

Deshalb sind bestimmte Aufnahmemikrofone (z. B. die Stäbchenmikrofon-Serie) für die Verwendung in einem bestimmten Abstand zur Schallquelle vorgesehen. Andere Ausführungen, wie die d:facto™-Handmikrofone und die 4099-Instrumentenmikrofone, eignen sich speziell für den Einsatz direkt an der Schallquelle.

Der Nahbesprechungseffekt lässt sich als akustischer „Niederfrequenz-Equalizer“ nutzen. Weniger Abstand bedeutet mehr tiefe Frequenzen. Mehr Abstand = weniger tiefe Frequenzen.

Kammfilterung

Von Kammfilterung spricht man, wenn ein Signal mit zeitlicher Verzögerung zu sich selbst hinzugefügt wird. Der daraus resultierende Frequenzgang ähnelt einem Kamm, daher der Name. Kammfilterung wird selten angestrebt, ist aber in Audioproduktionen allgegenwärtig und tritt als akustisches und elektrisches Phänomen auf.

Akustische Kammfilterung tritt auf, wenn Schall auf seinem Weg von der Schallquelle zum Mikrofon teilweise einen direkten und teilweise einen indirekten Weg über eine einzelne reflektierende Oberfläche nimmt. In diesem Fall wird derselbe Schall mit kurzen Verzögerungen mehrfach vom Mikrofon empfangen.

Um zu verhindern, dass diese Verzögerung das Schallfeld am Mikrofon beeinflusst, muss die Reflexion um mindestens 10 dB (auf ein Drittel) und besser noch um 15 dB (auf ein Fünftel) reduziert werden.

Elektrische Kammfilterung liegt dagegen vor, wenn zwei Mikrofone mit einem bestimmten Abstand zueinander dasselbe Signal aufnehmen und der Pegel dieser Mikrofone in demselben Größenbereich liegt.

Um bei der Positionierung von Mikrofonen Kammfilterung zu vermeiden, sollte der Abstand zwischen benachbarten Mikrofonen mindestens dreimal so groß sein wie der Abstand der Schallquelle zum Primärmikrofon. Darüber hinaus ist es hilfreich, direktionale Mikrofone zu verwenden, die in unterschiedliche Richtungen zeigen.

Abbildung 2: Der Grad der Kammfilterung wird mit den Kurven A, B und C gezeigt. Zwei Signale derselben Quelle addieren sich. Die Verzögerung zwischen diesen Signalen beträgt 2 ms. Der Schall legt in dieser Zeit eine Wegstrecke von etwa 66 cm zurück. Der tiefste Einschnitt im Frequenzgang (Kurve A) ereignet sich, wenn die Pegel des direkt empfangenen und des verzögerten Signals exakt gleich sind. Die Kurven B und C entsprechen einer Pegeldifferenz von 10 bzw. 15 dB.

Abbildung 3: Die 1:3-Regel: Der Abstand zwischen benachbarten Mikrofonen sollte mindestens dreimal so lang sein wie der Abstand der Schallquelle zum Primärmikrofon. Die Verwendung von direktionalen Mikrofonen reduziert Sekundärsignale zusätzlich.

Halterungen

Bei der direkten Mikrofonabnahme wird das Mikrofon in der Regel direkt an der Schallquelle angebracht. Zu diesem Zweck sind spezielle Halterungen erforderlich. Diese müssen Folgendes leisten bzw. folgende Eigenschaften aufweisen:

• Optimale Positionierung des Mikrofons
• Das Mikrofon muss sicher in seiner Position bleiben, auch wenn das Instrument bewegt wird.
• Vermeidung von Vibrationen (z. B. durch Bewegung des Instruments oder durch mechanische Instrumententeile)
• Vermeidung von Eigengeräuschen (Rasseln, Resonanzen, Quietschen usw.)
• Einfaches und beschädigungsfreies Anbringen und Abnehmen
• Robustheit und Langlebigkeit
• Unauffälligkeit, keine Störung, geringe Größe, geringes Gewicht
• Einfache Unterbringung bei Nichtverwendung

DPA Microphones bietet eine große Bandbreite an Befestigungen und Halterungen zur einfachen und effektiven Montage von Mikrofonen. Die Halterungen eignen sich für die meisten akustischen Instrumente.