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TONTECHNIK

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by

Andreas Koch

on 3 June 2016

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Transcript of TONTECHNIK

MIKROFONAUSWAHL
SCHALLWANDLUNG
KRETERIEN: LAUT, LEISE, KLANGVERHALTEN DES SIGNALS, RÄUMLICHE ABBILDUNG, RAUMKLANG, MUSIKALISCHER STIL
MICTYPUS/BAUART: DYNAMISCH, KONDENSATOR, GROSSMEMBRAN, KLEINMEMBRAN, , GRENZFLÄCHE, LAVALIER
RICHTCHARAKTERISTIK: NIERE, KUGEL, ACHT, HYPERNIERE, SUPERNIERE, KEULE
RAUMKLANG/ BESCHAFFENHEIT
ERKENNTNISSE AUS EXPERIMENTEN
INDIVIDUELLE WAHRNEHMUNG
GRENZWISSENSCHAFT ZWISCHEN PSYCHOLOGIE & PHYSIK Gustav Theodor (1801-1887): systematische Psychoakustik
FUNKTIONSWEISE DER HÖRORGANE
TON-
TECHNIK
MIKROFONIE
AUSBREITUNG DES KLANGES IM RAUM

Schall: Geräusch, Klang, Ton, Knall, wie er von Menschen mit dem Gehör, also dem Ohr-Gehirn-System auditiv wahrgenommen wird

Ausbreitung von kleinsten Druck- und Dichteschwankungen in einem elastischen Medium (Gase, Flüssigkeiten, Festkörper)

Schall breitet sich mit einer für das Medium und dessen Zustand (Temperatur, Druck, usw.) charakteristischen und konstanten Schallgeschwindigkeit c aus. Bei einer Temperatur von 20 °C beträgt diese in Luft 343 m/s und in Wasser 1484 m/s
INSTRUMENT
KLANG-QUELLE
MIKROFON-
POSITIONIERUNG
MIKROFONPREAMP
KREATION EINES KLANGES
KABEL (?)
AUFNAHMEMEDIUM
WANDLER
COMPUTER
TECHNISCHES WISSEN
FREQUENZSPEKTRUM EINES KLANGES
GEHÖRBILDUNG/ WAHRNEHMUNG/ EMPFIMDUNG
PSYCHOAKUSTISCHE BEDEUTUNG VON KLANG
INSTRUMENTENKUNDE
ERFAHRUNGSWERTE = LERNEN AM HÖREN
BEWUSSTE WAHRNEHMUNG = GEHÖRBILDUNG UND TRAINING, ERKENNEN VON WERTIGKEITSKRETERIEN
KOMMUNIKATIVE FÄHIGKEIT IM UMGANG MIT PRODUZENTEN, MUSIKERN U.S.W.
1,2 SEC MINIMUM AUSKLANG
TONALITÄT
BEWERTETES FREQUENZSPEKTRUM
WOHLKLANG/ AUSGEWOGENER KLANG
BEZUGSSYSTEM SCHAFFEN
TON = FREQUENZ, TONDAUER, EINFALLSRICHTUNG, SCAHLLDRUCK
ZUSAMMENHANG ZWISCHE REIZ & EMPFINDUNG
SCHALLARTEN
Geräusch: unregelmäßig
(z. B. Motor)
Klang: periodisch
(z. B. Geigenklang)
HÖRWAHRNEHMUNG
DAS OHR
AUßENOHR: richtungsabhängiger Schallempfänger
MITTELOHR: zusammen mit (1) Schalldruckempfänger
INNENOHR: Wandlerwellentheorie & Salventheorie
1/2
2/3
UNTERSCHEIDUNG ZWISCHEN GERÄUSCH & TON
TONHÖHE & LAUTSTÄRKE
SINUS = REINES SIGNAL-WELLE
INSTRUMENT = SINUS+HARMONISCHE TEILTÖNE
GERÄUSCH = NICHT HARMONISCHE TEILTÖNE
TONHÖHE = IST FQ DES GRUNDTONS
TONHÖHENEMPFINDEN PROPORTIONAL ZU FREQUENZ
TONHÖHENEMPFINDEN ÄNDERT SICH MIT DEM LOGARITHMUS DER FREQUENZ
ÜBEGROSSE REINE INTERVALLE
GEGENBEISPIEL KLAVIER TEMPERIERTE STIMMUNG
TONHÖHE IST ABHÄNGIG VOM PEGEL: REINER TON HOHER TON LAUTER = TIEFER
TIEFER TON LAUTER = HÖHER
KURVEN GLEICHER LAUTSTÄRKEPEGEL
VERDECKUNGSEFFEKT (MASKING)

RÄUMLICHES HÖHREN
LAUFZEIT & PEGELDIFFERENZEN
SCHALLZUGEWANDTES OHR DRUCKSTAU
SCHALLABGEWANDTES OHR SCHALLSCHATTEN
INTENSITÄTS STEREOFONIE
OPTIMALES ORIENTIERUNGSVERMÖGEN 1,6 - 2KHZ
GESETZ DER ERSTEN WELLENFRONT
ANLOGE TECHNIK - DIGITAL TECHNIK
WAHRNEHMUNG DER SIGNALE
LAUFZEITUNTERSCHIEDE
INTENSITÄTSUNTERSCHIEDE
KLANGFARBENUNTERSCHIEDE
KURVEN GLEICHER LAUTSTÄRKE
ABSTRAHLVERHALTEN DES SIGNALS
BEURTEILUNGSKRETERIEN SIEHE MIKROFONAUSWAHL & RAUMKLANG
EINSTREUNG VON ANDEREN SIGNALEN/ STÖRGERÄUSCHEN

WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN ABSTRAHLVERHALTEN DES SIGNALS UND RICHTCHARAKTERISTIK DES SIGNALS MIC
SCHALTUNGSDESIGN
KLANGEIGENSCHAFTEN
BEDIENUNG

- Longitudinalwelle (Schallausbreitung in Luft)
- Transversalwelle
(in Festkörpern)
- Kugelwelle (punktförmige Schallquelle)
340m/s (16 grad)

AUSBREITUNG DES SCHALLS
LONGITUDENAL WELLE
TRANSVERSALWELLE
SCHALLWANDLER
(elektro-akustische-Wandler)
Schallschwingung in elektr. Wechselspannung

2 Stufen Prinzip:
Empfängerprinzip (Richtcharakteristik)
bestimmt durch die Konstruktion & Einbau d. Kapsel & dem elektr. Zusammenwirken (bei Doppelmembran Mic's)
Wandlerprinzip
Wandlersystem in elektrische Spannung umgewandelt


Frequenzkurve eines Mikrofons
graphische Darstellung d. Übetragungsmaßes
senkrecht eintreffender Schall
anderer Winkel = andere Fq Kurve
Diffusschall von allen Seiten gleichzeitig
Höhenanhebung
Empfängerprinzip
Kontruktion d. Mikrofonkapsel
Art des Einbaues
Zusammenwirken d. Membranen (Doppelmembran Mic)
Richtwirkung von
Mikrofonen
Schall aus best. Richtung bevorzugt
Richtcharakteristik gibt an wie groß Dämpfung gegenüber 0 Grad
Abhängig vom Frequenzgang d. Mics
Unterschiedliche Ein und Ausblenden von Raumanteilen
Unterschiedliche Empfänger -prinzipien
Druckempfänger mit Kugelcharakteristik
Membran = akustisch dichte Mic Kapsel
Kapsel = gleicher Luftdruck
Druckausgleichsöffnungen sind sehr träge
Membran in Schwingung versetzt
bei hohen Fq Kugel = Niere / Keule
Druckempfänger mit Grenzflächen Charakteristik
besondere akustische edingungen vor Schallreflektierenden Flächen
Druckzonen von ankommenden & reflektierenden = Druckstau (Anhebung & Auslöschungen von Fq)
Druckgradienten
empfänger
Membran beidseitig dem Schalldruck ausgsetzt
einfachste Form 8 Charakteristik
seitlich eintreffender Schall gegeneinander wirkender Druck
Vorne & hinten Schall max Membrauslenkung
Die Acht ist eine stark Fq abhängige Charakteristik

Druckgradienten Empfänger mit Nierencharakteristik
Mic Kapsel mit Laufzeitglied
Hinten eintreffender Schall = großer Umweg
Schall trifft hinten und vorne gleichzeitig auf
Schall von vorne & Seite = Phasenver - schiebungen
alternative Charakteristiken
Kombination von Kugel & Acht = Niere (Zusammenschalten des Drukgradienten & Druckempfängers)
Druckgradient mit Super- & Hyperniere = konstruktive Veränderungen am Laufzeitglied (große Ausblendung=Drums)
Doppelmembran Mics = keine Schallschatten für Kugel = hochwertige Studio Mics
Rohrmics/ Interferenzempfänger
Keulenförmige Richtcharakteristik
Druckgradientenempfänger / Superniere mit geschlitztem Rohr
Verstärkung der Richtwirkung oberhalb 1 KHz
Haupteinsatz Film & Fernsehen
Nachteil permanente Klangfarbenänderung für bewegte Klangquellen
Lavalier Mics
Ansteck Mics für Fersehen & Theater
spezielle Frequenzgang Entzerrung
Meist Kugel und stark Körperschallunempfimdlich (neuerlich auch Niere)
Artefakte & Eigenschaften der Druckgradientenempfänger
Der Nahbesprechungs Effekt - bei geringem Abstand zur Schallquelle Anhebung in den tiefen Fq.
Mic Abstand kleiner als die Wellenlänge
tiefe Fq Laufzeit länger
Schalldruck nimmt zuerst schnell dann langsam ab = starke Druckdifferenz
Schall doppelt - 3-fachen Weg zu Membran Rückseite
Höhen egal, aber Bässe
Schalldruck ist nicht proportional zu Entfernung = Phasenauslöschungen (Membranvorderseite)
Aufgrund der komplexen Verhältnisse des Schallfelds weicht der reale Richtcharakter in der Praxis von diesen theoretischen Mustern individuell ab. Starke Abweichungen der Muster wenn die Wellenlänge der Signalfrequenz sich im Bereich des Kapseldurchmessers bewegt. Daher sind diese Musterverzerrungen desto geringer, je kleiner der Membrandurchmesser ist.
EMPFÄNGER PRINZIPIEN

Das Wandlerprinzip hat großen Einfluß auf:

Frequenzgang
Impulsverhalten
Dynamik
Höhe der abgegebenen Spannung
Dynamische Mics
Spule wird im homogenen Magnetfeld von Membran bewegt
die induzierte Wechselspannung entspricht den Schallwellen (=dynamisch)
Spannung ist proportional zu Geschwindigkeit der Membran
Großer Nachteil = Massenträgheit, langsame Anstiegsrate
Tauchspulen Mic
Dünne Spule taucht in Luftspalt eines Topfmagneten
Einstreuungen in d Spule werden verhindert durch entgegengesetzt gewickelte Kompensations Spule
meist verbreitet aber nicht linear
Bändchen Mic
Leiterstück = Membran wird im Magnetfeld bewegt
Zieharmonika förmiges Alluminium Bändchen
Weich aufgehängt wegen hoher Elastizität
Bändchen = zwischen 2 Polplatten eines Magneten
Bändchen lose aufgehängt
Folgt direkt den Luftteilchen (Schnell -empfänger)
Ausgewogenes Widergabe, Trittschall & empfindlich gegen Pop & Windgeräusch
Kondensator Mics
elektrostatische Mics
Membran = elektr leitendes Material + feste Gegen -elektrode = Kondensator
Kapazität ändert sich durch die Membranschwingung

NF-Kondensator Mic
Kondensator wird auf eine konstante Gleichspannung aufgeladen
Änderung der Kapazität durch Membranschwingung = Strom
Der Widerstand = Mega Ohm Bereich = Vorverstärker
Vorverstärker + Kondensator brauchen Spannung = 48V
Meist verbreitete Schaltung

HF Kondensator Mics
Kondensator = Teil eines Hochfrequenz Oscilator
Durch Kapazitäts Änderung (8 MHz) = Modulation der FQ oder Phase
Wechselspannung wird herausgefiltert
Hier wird externe Spannungs Versorgung
kaum noch Verbreitung (außer Sennheiser)
Elektret Kondensator Mic
ähnlich wie NF aber Kondensatorspannung eingefroren
schlechte Klangeigenschaften
kaum verbreitet außer Grenzflächen Mic
= beste Übertragungseigenschaften
dynamischen weit überlegen
annähernd lineare Fqgang
geringe membran Masse Ein- und Auschwing Verhalten
geringerer Grenz Schalldruck deswegen Vordämpfung -20dB
Nicht relevante Wandlertpen
Kohle Mic (Widerstandsänderung im Kohle -grieß=Wechselspannungserzeugung
Elektromagnetisches Mic
Nachteil große Verzerrungen / schlechter Fq gang

Haupt Mic Techniken
Stereoaufnahme
natürliches Hören - Phantommitte
Laufzeit & Intensitätsunterschiede
Richtungshören - Laufzeitunterschiede
Abschattungseffekt bei hohen Fq
(Kopfdurchmesser 17cm)
geringste Zeitunterschied = 0,03msec 3-5 Grad
Entfernungshören (Erfahrung, Erinnerung)
Anteil von Diffus und Direktschall


Laufzeitunterschiede
AB Technik - A links, B rechts (nicht monokompatibel)
Charakteristik Niere oder Kugel
Voraussetzung: optimaler Raumklang

Vorteile
große Abbildungsbreite
gute Tiefenstaffelung
gute Raumillusion
Nachteile
Spreizung der Mitte
Verdichtung der Randzonen
Mittenloch
kaum Monokompatibel

Laufzeitunterschiede
Decca Tree, Decca Dreieck (Skizze)
Charakteristik Niere oder Kugel
Mitte vorher da
bis zu 30 Grad Winkel der Seiten
bei Kugel linerarer Fq Gang

Vorteile

große Abbildungsbreite
gute Tiefenstaffelung
gute Raumillusion
Monokompatibel
klare Mitte
Intensitätsmikrofonie
XY - 90 Grad Öffnungswinkel
Charakteristik - Niere oder Acht
"Wenn der Raum nicht funktioniert"

Vorteile
monokompatibel
klare deffinierte Mitte

Nachteile
schlechte Raumabbildung
geringe Tiefenstaffelung




Intensitätsmikrofonie
Blümlein
wie XY nur auf einer Achse
Skizze

Vorteile

mehr Räumlichkeit

Äquivalenzstereofonie
ORTF - französischer Rundfunk
110 Grad Öffnungswinkel, 17cm Abstand
Charakteristik = Niere oder Acht

Vorteile

monokompatibel
klare deffinierte Mitte

Nachteile

schlechte Raumabbildung
geringe Tiefenstaffelung



Intensitätsmikrofonie
MS - Mitte Seite
1 Mic auf Schallquelle Niere (Acht?)
1 Mic 90 Grad Acht - 2 Signale

mehrere Optionen - kopieren 180 Grad Phase drehen oder MS Encoder

Vorteile
Mitte
Raumanteil zumischbar
Basisbreite frei nachträglich bestimmbar
monokopatibel
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