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Mikrofone in der Studiotechnik, bei Heimtonband-Geräten und digitalen Speichergeräten




... viele weitere Mikrofone im Online-Museum .

Mikrofone (Mikrophone) wurden auch im Bereich der "brauen Ware" (also der Unterhaltungselektronik) und der Rundfunk-Studiotechnik verwendet. Insbesondere bei Tonbandgeräten kamen sie oft als Zubehör zum Einsatz.

<-- links: Kohlemikrofon (Kammermikrofon) auch für Studioeinsatz.

Das Mikrofon war DAS Mittel der Wahl, um auch im Rundfunk Musik und Sprache in elektrische Signale zu wandeln. Lediglich elektrische Musikinstrumente (Keyboards, Synthesizer, E-Gitarren, usw) konnten selbst Audio-Signale generieren.

--> rechts: Alfred Braun vor dem Voxhaus-Mikrofon

Schon im ersten deutschen Rundfunk-Studio (Voxhaus) kamen Mikrofone zum Einsatz (zuerst als Kohle-Mikrofone). Die Klangqualität war noch gering. Schon bald gab es aber bessere Mikrofone. Als Beispiel sei hier das Kathodophon oder die berühmte "Neumann-Flasche" genannt.

Die Neumann-Flasche war ein Kondensatormikrofon mit eingebautem Röhrenverstärker im dicken rohrförmigen Unterteil (dort mit teilweiser Stromversorgung). Es zeichnete sich für damalige Verhältnisse durch eine hohe Klangqualität aus. Das Mikrofon wurde in Studios, bei Reportagen, aber auch bei Veranstaltungen zur Sprach.- u. Musikübertragung eingesetzt. Ein weiteres Neumann-Mikrofon wird auch im Online-Museum vorgestellt.

<-- links: Neumann-Kondensator-Mikrofon CMV3 (Neumann-Flasche)

Im Rundfunkbereich lag auf Mittelwelle, Langwelle und Kurzwelle die technisch mögliche Klangqualität nur bei ca. 50 Hz - 5000 Hz. Das war nur etwas mehr als die damalige analoge Telefon-Qualität. Trotzdem lieferten auf der Studioseite die Mikrofone schon in den dreißiger Jahren teilweise deutlich bessere Frequenzgänge.

Erst mit der Einführung des UKW-Rundfunks um 1949 in Deutschland konnten Mikrofone mehr zeigen, was sie können. UKW bot eine technische Übertragungs-Bandbreite von bis über 15000 Hz. Mit Einführung der HiFi-Technik auf der Empfangsseite mußten Mikrofone schon ein recht gutes Frequenzspektrum bieten.

In der Studiotechnik hatten Mikrofone oft einen Nahbesprechungsschutz (z.B. in Form eines feinen Siebes). So sollte das "Pusten des Atems" reduziert werden, ausserdem sollte so weniger Atemfeuchtigkeit in das Mikrofon dringen.

--> rechts: Sennheiser MD421 Studiomikrofon mit Nieren-Charakteristik

Bei Aussenaufnahmen konnten Windgeräusche Übertragungen völlig unbrauchbar machen. Deshalb erhielten hier viele Mikrofone die Möglichkeit Windschutze aufzusetzen. Dafür kamen Felle und Kunstfelle, Stoffe und Schaumstoffe zum Einsatz.

In der Branche wurde diese Schutzhauben auch gern als "tote Katze" bezeichnet. Technisch konnte man auch elektrisch ein wenig die Windgeräusche reduzieren.

Gängige Mikrofon-Typen in historischem Bezug:

Kohlemikrofon (um 1923). Störanfällig, stark eingeschränkter Frequenzgang. Das Kohlepulver im Mikrofon verklebte (verklumpte) leicht bei Nahbesprechung durch Atemluft. Dabei half "freiklopfen". Man versuchte das Problem mit den Kammermikrofonen in den Griff zu bekommen.
Kathodophon (um 1924). Recht gute Klandqualität, technisch aber sehr aufwendig. Dabei wird über einen Trichter in eine verengte Stelle gesprochen, wo ein ionisierter und erhitzter Bereich den Ionisationsstrom durch Schall beeinflusst.	Skizze
Dynamisches Mikrofon (Tauchspule). Der meist verwendete Mikrofontyp mit guter Klangqualität. Eine kleine Membran war mit einer Spule so verbunden, dass diese im Takt der Schallwellen in einen Permanentmagnetbereich eintauchte und so einen entsprechenden Strom generierte, der dann elektrisch verstärkt werden konnte. Diese Verstärkung erfolgt in externen Niederfrequenzverstärkern. Mit dem verstärkten Signal konnte schließlich ein Modulator eines Rundfunksenders gesteuert werden. Eine Variante ist das Bändchenmikrofon, typisch mit linearem Frequenzgang und Druckgradienten-Prinzip. Ein typisches Bändchenmikrofon: Beyerdynamic V90r.
Kunstkopf-Mikrofon. Spezielles Stereo-Mikrofon, welches in einen Kunstkopf eingebaut ist und bei Widergabe über einen Kopfhörer nicht nur Links-Rechts-Informationen bietet, sondern auch zusätzlich vorn / hinten unterscheidbar machen soll. Es hat sich aber herausgestellt, dass viele Menschen das bei Hören alles nur hinter dem Kopf wahrnehmen und unterscheiden können. Es hat einige Zeit Kunstkopf-Aufnahmen-Schallplatten gegeben. ... mehr dazu hier.
Kristallmikrofon, auch "keramisches Mikrofon". Etwas im Bassbereich eingegschränkte Bandbreite, hoher Signalpegel. Dabei wird der Piezo-Effekt bestimmter Kristalle ausgenutzt: Verbiegt man bei diesen Kristallen die Struktur, dann wird entsprechend der Stärke der Verbiegung eine elektrische Spannung generiert. Wird gegen ein solches Kristall gesprochen, entsteht eine proportionale Steuerspannung. Funkwerk Leipzig bot z.B. mit dem KM-T70-53 ein solches Mikrofon an In der Heim- aber auch Studiotechnik hat sich diese Form nicht durchsetzen können, da wohl die Klangqualität etwas schlechter als bei dynamischen Mikrofonen oder (später) Electret-Typen ausfiel.
Kondensator-Mikrofon (z.B. Neumann-Flasche). Erfordert einen Vorverstärker, hat eine gute Klangqualität. Es werden zwei elektrisch leitende Folien dicht beieinnander straff gespannt. Diese Folien bilden einen elektrischen Kondensator, dessen Kapazität sich im Takt der Besprechstärke ändert und dann mit einer Vacuum-Röhren-Stufe verstärkt werden kann. Der Kondensator des eigentlichen Mikrofons wird über einen passenden Vorwiderstand elektrisch vorgespannt (polarisiert). Ein Koppelkondensator leitet die entstehende Sprachspannung der Röhrenverstärkerstufe zu.
Electret-Mikrofon (ECM) . Erfordert elektrische Vorspannung, ähnlich dem Kondensatormikrofon, gute Klangqualität. Electret-Mikrofone haben eine "eingefrorene" Gleichspannung zur Polarisationsspannungserzeugung. Die entsteht durch den Electret-Effekt bei Verwendung richtiger Folien im richtigen Abstand. Es gibt Electret-Mikrofone, die deshalb ohne Zusatzgleichspannung auskommen (Zweipol-Mikrofone), andere haben drei Ansschlüsse und nutzen eine Zusatzgleichspannung zur Steuerung des Anpassverstärkers im Mikrofon. Heute ist das Electret-Mikrofon das am meisten genutzte Prinzip. Eigentlich in jedem Smartphone, Tablet-PC, Laptop, usw. ist ein solches Mikrofon eingebaut.
MEMS-Mikrofon. Moderne Multimedia-Geräte (Smartphones, usw) nutzen zunehmend auch MEMS-Mikrofone. Das sind Typen, die besonders kompakt gebaut sind, zumeist nach dem Electret-System (aber auch Kondensator- und Kristall-Geber sind möglich) arbeiten und hochintegriert gern schon den A/D-Wandler eingebaut haben.

Es gibt noch weitere Mikrofontypen, wie z.b. der gesamte Bereich der Stereo-Mikrofone, die obige Prinzipien zum Teil nutzen, auch das Kunstkopf-Mikrofon (siehe oben) kann genannt werden. Eigentlich sollten Stereomikrofone etwas räumlich getrennt sein um eine gewisse Basisbreite sicherzustellen.

rechts: Ein typisches Stereo-Mikrofon, bei dem die L / R Kanal-Kapseln verschoben werden konnten. -->

Tatsächlich wurden Stereo-Mikrofone aber oft sogar in eine Aufstellstruktur montiert. Hier wären zumindest Nieren-Typen sinnvoll, deren Richtwirkung jeweils etwas zu den Aussenseiten zeigt. Aber auch das war nicht immer der Fall. Ergebnis: Nicht selten war die Links / Rechts-Wirkung in der Heim-Studio-Welt nicht optimal.

Richtmikrofone:

Je nach Anwendungsfall und Preis gab es es unterschiedliche Richtwirkungen bei Mikrofonen. Hier einige der Varianten:

Kugelform (empfindlich in alle Richtungen). Hauptsächlich bei einfachen und preiswerten Mikrofonen, auch im Tonbandbereich.
8-Form, teilweise gut geeignet für Reportagen, um Interviewer und Befragtem gut erreichen zu können.
Nierenform. Leichte Richtwirkung.
Supernierenform (teilweise realisiert z.B. durch phasengekoppelte Doppelmikrofone), größere Richtwirkung.
Hyperniere und ähnliche Begriffe wie Keule, usw waren für Richtwirkvarianten in Gebrauch.
Richtrohrmikrofone (Phasen-Systeme mit deutlicher Richtwirkung)
Parabolspiegel-Mikrofone (mit deutlicher Richtwirkung)
Mischformen, auch umschaltbar
Mischformen, Richtwirkung in Abhängigkeit zum Frequenzgang

Es gibt im Prinzip zwei genutzte Mikrofone: Druckmikrofone (a) und Druckgradienten-Mikrofone (b):

a) Beim Druckmikrofon tritt der Schall auf das Mikrofon nur von vorn auf. Dieser Typ hat eine Rund-Empfindlichkeit.

b) Beim Gradienten-Mikrofon "darf" auch Schall hinter das Mikrofon gelangen und von dort auf das Mikrofon wirken. Dabei entstehen Phasenbeziehungen zur Schallfrequenz, die nun in Abhängigkeit von der Art der Schallerreichbarkeit und Bauform des Gesamtsystems beider Seiten der Kapsel zu Richtwirkungen (Niere, Superniere, usw) führen. Die Richtwirkungen sind unterschiedlich stark frequenzabhängig.

Für Reportageeinsätze wurden Hochleistungsrichtmikrofone entwickelt, die vom Aussehen eher langen Röhren ähnelten. Für extremste Richtwirkungen wurden auch Nieren-Richtmikrofone vor einen Parabolspiegel montiert und so eine sehr gute Fernempfindlichkeit erzeugt.

Richtrohrmikrofone nutzen oft das Interferenz / Phasenprinzip. Dem eigentlichen Mikrofon wird ein Rohr mit seitlichen Schlitzen vorgesetzt. Nur Schallwellen, die exakt in Rohrrichtung eintreffen und so auf phasengenau in die Seitenschlitze einwirken, werden an der Mikrofonkapsel maximale Wirkung erreichen. Seitlich (aus anderen Richtungen) eintretender Schall trift nicht in richtiger Phasenlage ein und kann nicht wirken.

Nachteilig ist, dass in Abhängigkeit zur Richtrohrlänge die Wirkung erst ab gewisser Frequenzhöhe eintritt. Je kürzer das Rohr, desto geringer die Richtwirkung für tiefe Frequenzen. Soll es für Sprache genutzt werden sind 30 cm oder besser mehr empfehlenswert.

Hohlspiegel- und Parabolspiegel-Mikrofone. Hohlspiegel-Mikrofone haben ähnlich starke Richtwirkungen wie die Richtrohrmikrofone und sind ebenfalls in ihrer Wirkung frequenzabhängig. Je nach Spiegeldurchmesser werden hohe Frequenzen bevorzugt. Es werden dem jeweiligen Spiegel Rund- oder Richtmikrofon-Kaspeln vorgesetzt. Der Spiegel muss auf das Zielobjekt gerichtet werden.

--> rechts: Hohlspiegelmikrofon

Mikrofon-Formen: Es gab Nahbesprechungsmikrofone mit Popp-Schutz, Gefederte Studio-Mikrofone, Konzertmikrofone, Richtmikrofone. Mikrofone wurden (auch kombiniert) als Handmikrofone, Tischmikrofone, Standmikrofone, Hängemikrohone angeboten.

Im Reporterbereich wurden auch Mikrofone verwendet, die eine Ein/Aus-Möglichkeit hatten. Ferner konnte bei einigen Mikrofonen der Frequenzgang umgeschaltet werden (z.B. Musik / Sprache).

<-- links: Typisches Tonbandgeräte-Mikrofon Grundig GDM310 mit Rund-Charakteristik.

Technik: Die meisten Mikrofone waren niederohming bis mittelohmig, Ausnahmen die Kristallmikrofone. Die Anschlußleitungen zum Verstärker, Mischpult, Tonbandgerät mußten abgeschirmt sein, da aufgrund der sehr kleinen Signalspannungen hohe Verstärkungen nötig waren und es sonst Einsteuungen gegeben hätte. Diese Anschlußleitungen konnten symmetrisch oder unsymmetrisch geschaltet sein.

Drahtlose Mikrofone erweiterten den Einsatzbereich, insbesondere bei größeren Live-Veranstaltungen oder Aufzeichnungen, wo lange Mikrofonleitungen eher hinderlich waren. Heute sind solche Mikrofone so klein, daß sie einfach an die Kleidung gesteckt werden. Schon seit Jahren werden solche Mikrofone auch offen sichtbar als Mini-Headset oder Earset genutzt.

Stereo zu Hause: Für den Heimanwendungsbereich kamen mit Einführung der Stereoübertragungstechnik kombinierte Stereomikrofone auf, die zum Teil in einem Gehäuse Linkskanal- und Rechtskanal-Mikrofon untergebracht hatten. Aus Sicht einer guten räumlichen Auflösung eher eine Kompromiß-Technik.

Effekte: Viele Mikrofone sind besonders empfindlich gegen Nahbesprechung, Windgeräusche und Körperschall. Gesangsmikrofone (z.B. auf der Bühne) müssen Popp-Geräusche vertragen, die durch dichtes lautes Besingen entstehen könnten. In Studios brachte man gerne eine Art Sieb vor dem Mikrofon an, um auch Popp-Geräusche und feuchtes Beatmen in Grenzen zu halten.

--> rechts: Aufgesetzter Windschutz bei einem digitalen Audio-Recorder Olympus LS-5.

Reportagemikrofone wurden oft direkt in der Hand gehalten, so konnten Handbewegungen sich akustisch auf das Mikrofon übertragen. Deshalb versuchte man, gerade die Handgeräusche zu verringern und / oder elektrische Filter zuzuschalten. Reporter wickelten das Zuführungskabel gern zur einer Schlaufe auf, um Zug-Stöße beim Bewegen des Mikrofons zu vermeiden.

Bei Aussenaufnahmen konnte man bei vielen Mikrofonen einen Windschutz aufsetzen, um die Störgeräusche zu dämpfen. Es gab dafür Schaumstoff- oder Stoff-Flauschaufsätze. Wie schon erwähnt wurde letztgenannte Aufsätze werden gern als "tote Katze" benannt.

Platzierung: Mikrofone wurden in der Hand gehalten, auf Stative montiert, an Seilen von der Decke abgehangen oder auf Tische gestellt. Im Studio, insbesondere TV / Film -Studios, wurden Mikrofone auch an "Galgen" montiert, die vertikal oder / und horizontal schwenkbar (per Hand oder Motorantrieb) waren. Der Tontechniker hielt oft das Richtmikrofon an einer langen Teleskopstange und versuchte dabei, nicht den Bildausschnitt zu treffen.

Hier finden Sie eine Auswahl von (zum Teil auch) historischen Mikrofonen.

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