Kamera Mikrofon

Ein Mikrofon wandelt Schallwellen in elektrische Spannungsimpulse um. Die Entwicklung des Mikrofons wurde maßgeblich durch das Telefon vorangetrieben und begann mit einfachen Kohlemikrofonen, bei denen die Kohle die Schwingungen einer Membran in elektrische Impulse verwandelt.

Für die Kamera-Mikrofone gilt: Bei gebräuchlichen Camcordern für Fernsehdokumentationen sind die meisten Kameras mit großem Sensor hinsichtlich der Tonaufzeichnung sehr marginal und bescheiden ausgestattet.

 

Mikrofon-Typen

Speisung

Richtcharakteristik

Stereoaufnahmen

In der Regel gibt es nur zwei schaltbare Toneingänge für XLR-Stecker. Neben dem Kameraton lässt sich so nur noch eine zusätzliche Spur aufzeichnen, während tragbare Stereo- beziehungsweise Zwei-Kanal-Mischer inzwischen flächendeckend zum Standardinstrument der Tonleute geworden sind.

 

Grafik
Waldemar Schindler
Dynamisches und Kondensatormikrofon sind die wichtigsten Mikrofontypen. Während das dynamische Mikrofon wie ein umgekehrter Lautsprecher arbeitet und mittels Induktion die Schallwellen in Spannungsimpulse umwandelt, nutzt das Kondensator – mikrofon das Potentialgefälle zwischen Kondensatorplatten, wozu eine »Phantomspeisung« notwendig ist.

Mikrofon-Typen

Georg Neumann entwickelte die ersten Kondensatormikrofone, bei denendie Membran Teil eines Kondensators ist und die Schallwellen die Kapazität des Kondensators ändern und eine elektrische Spannungsänderung bewirken.

Die Auslenkung der Membran ist für die Erzeugung des Spannungs Potential ausschlaggebend. Kondensatormikrofone müssen mit Spannungversorgt werden. Durch besondere Technik können sie eine umschaltbare Charakteristik haben. Dazu werden Doppelmembranen eingebaut, und aus den Teilsignalen lassen sich Richtcharakteristiken gewinnen.

Benutzt man die durch ein Kondensator Mikrofon gewonnenen Spannungsänderungen zur Frequenzmodulation eines HF-Schwingkreises, hat man ein HF-Kondensatormikrofon mit einer gegenüber NF-Kondensatormikrofonen besseren Charakteristik bei hohen Schwingungen und weniger störanfälligerem Verhalten gegenüber Induktionen und Feuchtigkeit.

Das Elektret-Kondensatormikrofon ist eine Sonderform des NF-Kondensatormikrofons und kommt ohne Spannungsvorsorgung aus, braucht aber eine Batterie für den Impedanz-Wandler. Membran oder Gegenkathode sind mit einer Elektretfolie (Teflon) versehen, auf der die Spannung (ähnlich wie beim Permanentmagnet) eingefroren ist. Dieser Mikrofontyp ist seit 1962 gebräuchlich, lässt sich kostengünstig herstellen und hat einen Anteil von über 80 Prozent aller hergestellter Mikrofone.

Beim dynamischen Mikrofon wird die Spannung mittels eines Magneten und einer Spule erzeugt, in etwa umgekehrt wie bei einem Lautsprecher. Beim Tauchspulenmikrofon ist die Spule mit der Membran verkoppelt und taucht mit der schwingenden Membran in einen Dauermagneten ein, so dass ein entsprechender Strom fließt. Die Spannungserzeugung beruht auf der Geschwindigkeit mit der die Membran schwingt. Dieser Mikrofontyp ist für Nahbesprechung geeignet, unempfindlich gegenüber extremen Schalldruck und braucht keine Spannungsversorgung.

Das Bändchen-Mikrofon ist eine andere Bauform des dynamischen Mikrofons. Die Membran besteht aus einem zickzackgefalteten dünnen Aluminiumbändchen, das zwischen den Polen eines Permanentmagneten gespannt wird. Durch die Schwingung des Bändchens wird eine Spannung induziert, am Ende des Bändchens abgegriffen und verstärkt. Das Bändchen-Mikrofon zeichnet sich durch einen linearen Empfindlichkeitsverlauf und gutes Impulsverhalten aus.

Speisung

Heute werden in der Tontechnik zwei unterschiedliche Speisungsarten für Kondensatormikrofone verwendet:

Die Tonaderspeisung +12 V zur Stromversorgung von Kondensatormikrofonen wurde mit Einführung batteriebetriebener Aufnahmegeräte eingeführt, weil deren Spannungsversorgung normalerweise 12 V betrug. Die Spannung wird über die beiden Signalleitungen A und B geführt, wobei in dreipoligen XLR-Leitungen Pin2 mit +12V und Pin3 mit Minus belegt ist. Störspannungen aus der Speisung wirken auf das Nutzsignal. Die Tonaderspeisung wird in neuen Geräten nur noch selten eingesetzt.

Die Phanomspeisung +48 V zur Stromversorgung von Kondensatormikrofonen benutzt die Signalleitungen A+B für den Pluspol der Versorgungsspannung und die Abschirmung für den Minuspol. Zwischen den Signalleitungen besteht kein Spannungsunterschied, weshalb man von Phantomspannung spricht. Störung aus der Speisespannung wirken sich nicht auf das Signal aus.

Erreicht die Phantomspeisung von +48 V nicht die den per Norm vorgeschriebenen Wert und die notwendige Stromstärke von 10mA, kann es zu Rauschen und Verzerrungen des Nutzsignals kommen.

Dynamische Mikrofone brauchen keine Spannungsversorgung und werden von einer eingeschalteten Phantomspannung nicht betroffen. Eine 12-V-Tonaderspeisung kann ein dynamisches Mikrofon beschädigen oder zerstören und zu Empfindlichkeitsänderungen oder Verzerrungen führen. Die Phantomspeisung +12 V ist eine neuere Variante der Phantomspeisung; sie lässt sich geräteseitig ohne aufwendige Spannungswandler auf 48 V realisieren, hat sich aber am Markt nicht durchgesetzt.

Richtcharakteristik

 Die Richtcharakteristik eines Mikrofons beschreibt die Empfindlichkeit in Abhängigkeit des Schalleinfallswinkels und wird in einem Polar-Diagramm eingetragen. Je nach den Figuren, die die Empfindlichkeitsbereiche im Diagramm darstellen, bezeichnet man die Richtcharakteristik mit Kugel, Keule, Acht, Niere oder Superniere (siehe auch Grafik auf Seite 470).

Die Richtwirkung wird durch die Bauform des Mikrofonkörpers, nicht durch das Schallwandelprinzip bestimmt. Bei manchen Kondensatormikrofonsystemen kann man durch den Wechsel der Mikrofonkapsel unterschiedliche Richtcharakteristiken erzielen. Hohe Richtwirkung hat eine Mikrofonkapsel mit einem sogenannten vorgesetzten Interferenzrohr, was zu einer langen, seitlich geschlitzten Bauform führt und auch als Shotgun-Mikrofon bezeichnet wird (etwa Sennheiser MKH 816).

Symmetrischer Mikrofon-Ausgang

 Mikrofone für den professionellen Gebrauch haben symmetrische Ausgänge. Das Nutzsignal wird auf den Adern A und B in gleicher Stärke, aber mit umgekehrten Vorzeichen übertragen. Induktiv auf die Leitung ein wirkende Fremdspannungen löschen sich im Eingangsübertrager aus (»Gleichtakt-Unterdrückung«). Die Adern sind abgeschirmt auf Masse und dürfen mit dem Schirm keinen Kontakt haben.

Bei unsymmetrischer Kabelführung gibt es nur eine abgeschirmte Signal-Ader. Eingestreute Fremdspannung wird nicht kompensiert. Kurze Kabelwege sind jedoch nicht problematisch.

Stereoaufnahme

 Der Raumeindruck einer Stereoaufnahme wird aus der Differenz zweier Signale gewonnen. Im Groben unterscheidet man die Signaldifferenz nach Intensität, Laufzeit und Trennkörper.

Die AB-Laufzeit-Stereofonie verwendet zwei gleiche Mikrofone, die durch einen Abstand von 40 bis 80 Zentimeter und somit unter schiedliche Signallaufzeit den Raumklang erzeugen können.

Bei der XY-Intensitäts-Stereofonie sind die beiden Mikrofone (Nieren- oder Supernieren-, keine Kugel-Charakteristik) ohne Abstand meist übereinander, aber achsenmäßig im Winkel von 45 bis 90 Grad angeordnet und erzeugen den Raumklang durch unterschiedliche Signalintensität.

Bei der MS-Intensitäts-Stereofonie sind zwei Mikrofone im 90-Grad-Winkel übereinander angeordnet. Das eine Mikrofon nimmt die Mittentöne (M) auf während das zweite mit bidirektionaler Charakteristik die Seitentöne (S) aufnimmt. MS-Mikrofonanordnungen lassen sich günstig in Windkörben für die Filmtonaufnahme unterbringen.

Außerdem:

Dynamisches und Kondensatormikrofon sind die wichtigsten Mikrofontypen. Während das dynamische Mikrofon wie ein umgekehrter Lautsprecher arbeitet und mittels Induktion die Schallwellen in Spannungsimpulse umwandelt, nutzt das Kondensatormikrofon das Potentialgefälle zwischen Kondensatorplatten, wozu eine »Phantomspeisung« notwendig ist.

Interne und Externe Tonaufnahme:

Die separate Aufzeichnung des Tons auf einem eigenen, unabhängigen Gerät ist mit der digitalen Aufnahmetechnik zwar relativ einfach zu realisieren, bedeutet aber zusätzlichen Aufwand in der Nachbearbeitung und ist deshalb oft nicht gewünscht. Ein Kameramikrofon, auch wenn man später den damit aufgenommenen Ton nur für Synchonisationszwecke braucht, ist unabdingbar und braucht eine körperschall-entkoppelnde Halterung.

Bei EB-Camcordern war das Bestandteil des Grundsets; bei Kameras mit großem Sensor sind zum Teil Mikrofonhalterungen nicht vorgesehen und müssen als Zubehör erworben und montiert werden. Die einfachste Form ist eine Mikrofonhalterung mit integriertem Blitzschuhadapter, die sich auf jedem Zubehörschuh auf – stecken und festschrauben lässt.

Wichtig bei einer externen Mikrofon - halterung ist, dass sie körperschallentkoppelt ist.
Wichtig bei einer externen Mikrofon – halterung ist, dass sie körperschallentkoppelt ist.

Alle EB-Camcorder der letzten Jahre hatten im hinteren Gehäusebereich ein Fach zum Einschieben eines Audiofunkempfängers. Auch dieses Features ist von den Entwicklern der Großsensor-Kameras unter Annahme der separaten Tonaufzeichnung auf – gegeben worden. Mehrere Zubehörlieferanten bauen diese Einschubfächer mit interner Stromversorgung als V-Mount-Zwischenstück, das sich zwischen Kameragehäuse und Akku einfügen lässt.

Audiofunkempfänger, so klein sie auch sein mögen, lassen sich ansonsten nicht so einfach an einem Kameragehäuse befestigen. Hersteller haben für ihre Funkempfänger Adapterplatten im Angebot, die in den Cold-Zubehörschuh passen. Der Zubehörschuh lässt sich einfach an Top-Platten und Cagesystemen mit ¼”-Schrauben befestigen. Eine Universal-Wireless-Sandwichplatte kann man zum Beispiel zwischen Kamera und V-Mount-Adapterplatte schrauben, und sie bietet einem über einen Winkel eine seitliche Befestigungsmöglichkeit für Drahtlosempfänger. Wenn der Ton mit der Kamera aufgezeichnet wird, dann bietet der Drahtlosempfänger die Möglichkeit, Mischer und Kamera ohne Kabelverbindung zu betreiben.

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