Richtcharakteristiken von Mikrofonen

Niere, Kugel oder Acht gehören zu den grundlegenden Eigenschaften eines jeden Mikrofons. Die sogenannte Richtcharakteristik oder im englischen „polar pattern“ gibt Auskunft über die Empfindlichkeit in Abhängigkeit der eintreffenden Schallrichtung und damit auch, welche Anwendung besonderes gut oder eher schlecht umgesetzt werden kann.

Polardiagramme

Um das Verhältnis von Einfallwinkel und Empfindlichkeit grafisch darzustellen, kommen zweidimensionale Polardiagramme zum Einsatz. In der Mitte befindet sich die Kapsel des Mikrofons als „Pol“ und zeitgleich die unempfindlichste Stelle. Der äußerste Kreis mit 0 dB markiert den Bereich der optimalen Schallaufnahme.

Zeichnet ein Mikrofon den Schall von allen Seiten gleich gut auf, entsteht das Bild eines Kreises, oder dreidimensional gedacht das einer Kugel. Die Messkurve verläuft konstant auf dem äußersten Kreis mit null Dezibel.

Gerichtete Mikrofone wie die Niere brechen hingegen zu den Seiten und vor allem im hinteren Bereich stark ein, die Dämpfung auf der Rückseite ist bei 180° nahezu vollkommen. Umgekehrt gedacht, zielen wir für das beste Ergebnis „On-Axis“ in null Grad Einsprechrichtung auf die gewünschte Schallquelle.

Vergleich Kugel Und Niere Mikrofon Polarpattern
Ein „ideales“ Polardiagramm von Kugel und Niere
Klangverhalten der verschiedenen Charakteristiken an einem umschaltbaren AKG C14
Bei Klick wird dieses Video von den YouTube Servern geladen. Details siehe Datenschutzerklärung.
Shure erklärt die einzelnen Charakteristiken
Bei Klick wird dieses Video von den YouTube Servern geladen. Details siehe Datenschutzerklärung.

Frequenzabhängigkeit

Ist die Kennlinie im Diagramm nicht näher spezifiziert, zeigt sie üblicherweise den Verlauf für 1 kHz. Andere Frequenzen weichen meist von diesem „Ideal“ ab und besitzen ihre eigene Form, die ebenfalls von Mikrofon zu Mikrofon variiert. Die tatsächliche Richtwirkung ist immer frequenzabhängig.

Richtcharakteristik Frequenzabhängig 1
Der genaue Verlauf der Richtcharakteristik wird von der Frequenz beeinflusst

Die Charakteristik ist keine Scheibe

Um weitere Verirrung zu stiften, ist die Richtcharakteristik nicht flach, sondern erstreckt sich dreidimensional in den Raum hinaus. In der praktischen Anwendung spielt damit auch das Oben und Unten eine wichtige Rolle, etwa unerwünschte Reflexionen vom Boden.

Nierencharakteristik in drei Dimensionen
Nierencharakteristik in drei Dimensionen

Kugel

Richtcharkateristik Kugel Mikrofon Omni

Die Kugel (englisch: omnidirectional) bildet zumindest aus technischer Sicht den „Idealzustand“ eines Schallwandlers. Unabhängig von Richtung und Frequenz wird das eintreffende Signal stets gleich laut und unverfälscht aufgefangen. Dies führt zu einer besonders natürlichen Abbildung der gewünschten Schallquelle, inkludiert aber auch ungedämpft alle vorhandenen Nebengeräusche und Reflexionen.

Optimale Anwendung: Am Headset oder Ansteckmikrofon, natürliche Instrumentalaufnahmen mit Raumanteil, Sprachaufnahmen in ruhiger Umgebung mit mehreren Personen

Nachteile: Die Kugel ist deutlich anfälliger für Feedback als alle anderen Charakteristiken und bietet keinerleiSignaltrennung“ zwischen gewollten und unerwünschten Audioquellen.

Niere

Richtcharkateristik Niere Mikrofon Chardioid

Mikrofone mit Nierencharakteristik (englisch: cardioid) sind dank ihrer praktischen Eigenschaften für nahezu alle Anwendungen optimal aufgestellt. Auf das Objekt der Begierde gerichtet, wird dieses „on-axis“ von vorne ohne Pegelverlust und Klangverfärbungen aufgezeichnet. Seitlich eintreffende Signale, etwa Reflexionen oder andere Instrumente werden hingegen zunehmend leiser erfasst und rückwärtiger Schall nahezu vollständig ausgelöscht. Dies macht die Niere besonders pegelfest und unempfindlich gegenüber Feedback. Der zwangsweise vorhandene Nahbesprechungseffekt (Abstandsabhängige Verstärkung des Bassbereiches) kann je nach Situation also Vor- oder Nachteil agieren.

Optimale Anwendung: Live für geringes Übersprechen und Feedback, trockene Instrumentalaufnahmen, Sprache und Gesang.

Nachteile: Das Mikrofon muss auf die gewünschte Klangquellen zielen. Liegen diese außerhalb des idealen Einfallwinkels sind klangliche Verfärbungen und verringerte Pegel möglich.

Acht

Richtcharkateristik Acht Mikrofon Figure Eight

Eine eher für spezielle Gelegenheiten geeignete Richtcharakteristik ist die Acht (englisch: figure eight oder bi-directional). Diese glänzt durch eine besonders gute Dämpfung bei seitlichen eintreffenden Signalen, während frontaler sowie rückwärtiger Schall unbeeinflusst bleibt.

In der Praxis nutzen wir die Acht bei Stereo-Aufnahmeverfahren wie Blumlein und MS oder wenn mit einem Mikrofon zwei sich gegenüber befindende Personen aufgezeichnet werden sollen. Bändchenmikrofone bilden technisch bedingt immer eine Acht.

Anwendung: Stereo-Aufnahmen, Reportagen, Gesangsduo, spezielle Situationen in denen eine starke Dämpfung bei 0° benötigt wird.

Anwendung Richtcharakteristik Acht Interview
Mit der Acht lassen sich Interviews mit nur einem Mikrofon durchführen

Super- und Hyperniere

Als Variation der normalen Niere finden wir diese auch mit einer verstärkten Richtwirkung in Form der Super- und Hypernieren. Seitlich einfallender Schall wird hier noch besser gedämpft, jedoch auf Kosten einer zeitgleich gesteigerten rückwärtigen Empfindlichkeit.

Anwendung: Als Alternative zu normalen Nieren zur gezielten Nutzung der seitlichen Dämpfung.

Keule

Mikrofone mit Keulencharakteristik sind vor allem beim Film und Fernsehen beliebt, wenn Sprache unter akustisch schwierigen Umständen oder aus größerer Entfernung aufgezeichnet werden muss.

Die auch als Richtrohr- oder Interferenz-Mikrofone bekannten Geräte verwenden hierfür einen sehr stark nach vorne und hinten ausgeprägten Empfindlichkeitsverlauf. Damit lässt sich Klangquellen zwar nicht wie bei einem Zoomobjektiv näher heranholen, jedoch Ungewolltes gut ausblenden. Durch den sehr schmalen Erfassungsbereich ist dabei ein gutes Zielvermögen notwendig.

Anwendung: Kameramikrofone, an der Tonangel.

Aufnahmewinkel

Um Klangverfärbungen vorzubeugen, richten wir Mikrofone möglichst direkt auf die Signalquelle. Der tatsächlich nutzbare Bereich variiert dabei zwischen etwa 90° bei einer Acht und 130° bei einer Niere. Technisch gesehen ist dies der Bereich, bevor das Signal entgegen dem Optimum um 3 dB abgeschwächt wird.

Vergleich Einsprechrichtung Niere Acht Mikrofon
Vergleich der optimalen Abdeckung unterschiedlicher Richtcharakteristiken

Off-Axis nutzen

Die Stellen der maximalen Dämpfung können wir in der Praxis vielfältig nutzen, etwa live auf der Bühne, um mögliches Feedback der Monitorlautsprecher zu verringern.

Möchte der Sänger seinen Lautsprecher direkt vor sich, setzen wir eine Niere mit rückwärtiger Dämpfung ein, bei zwei seitlich versetzen Boxen ist hingegen eine Super- oder Hyperniere die geeignete Wahl.

Feedback vom Monitor oder Übersprechen anderer Instrumente  mit gezielter Off-Axis-Positionierung optimieren.
Je nach Monitorsetup kommt eine andere Richtcharakteristik zum Einsatz

Dasselbe Prinzip können wir ebenfalls bei möglichem Übersprechen anderer Instrumente nutzen. Die Frage, ob Super-, Hyper- oder normale Niere bestimmt damit nicht immer das aufzunehmende Instrument, sondern manchmal auch das umgebende Setup.

KugelNiereSuperniereHyperniereAcht
Abdeckung360°131°115°105°90°
Maximale Dämpfung180°126°110°90°
Raumanteil100%33%27%25%33%
Übersicht der Charakteristika. Quelle: Shure
Code Snippet ma-gdpr-youtube 1.5.0