12.09.2021

sE Electronics Wechselkapseln für das sE8 Kleinmembran-Mikrofon mit Kugel- oder Nieren-Charakeristik

sE8 Kugelmikrofone:
Das sE8 Kondensatormikrofon ist auch als Stereopaar mit Kugel- oder Nierencharakteristik lieferbar. Praktisch sind auch die separat erhältlichen Wechselkapseln. 

Doch was mache ich mit den Kugel-Mikrofonen und wo liegen die Vorteile der sE8 mit omnidirektionaler Charakteristik?
Wir sprechen erst über den Aufbau des Mikrofons und dann über unterschiedliche Anwendungsgebiete:

Das Wandlerprinzip:
Kugelmikrofone heißen nicht ohne Grund auch Druckmikrofone. Hier ist die schallaufnehmende Membran vor einem nach hinten geschlossenem Hohlraum angebracht. Einfallender Schall wird damit überwiegend unabhängig von der Einfallsrichtung mit gleicher Polarität und Intensität wiedergegeben.
Vergleichen lässt sich das Druckmikrofon mit einem Barometer das auf Luftdruckschwankungen reagiert.  Druckmikrofone eignen sich sehr gut zur Aufnahme sehr tiefer Frequenzen bis in den Infraschallbereich. In der Messtechnik werden daher übrigens zumeist Druckmikrofone verwendet.




Typische Anwendungen:

1.) Close-Up-Micing für Einzelinstrumente:

Hier sitzt das Mikrofon möglichst nah an der Klangquelle oder am Instrument. 



Vorteile der Kugelkapseln: 

+ Kein Nahbesprechungseffekt 

+ Weniger Windanfällig als gerichtete Mikrofone

+ Sehr gute und korrekte Tieftonwiedergabe

+ Kann auch mehrere Quellen in der näheren Umgebung gleichzeitig aufnehmen


Nachteile: 

- Möglicherweise auch Störschall aus anderen Richtungen hörbar.



2.) Raumaufnahmen


Da Kugelmikrofone (theoretisch) keine Intensitätsunterschiede bei verschiedenen Schalleinfallswinkeln produzieren, wird die Kugel-Charakteristik eher für Laufzeitstereofonie genutzt.


Übliche Kugelmikrofone sind jedoch verglichen mit der Wellenlänge hoher Töne nicht genügend klein, um einen absolut linearen Frequenzgang zu gewährleisten. Für den reflektierten Schall, der aus allen Richtungen kommen kann, ergibt sich ein Frequenzgang, der bei hohen
Frequenzen schwächer ist als im Datenblatt ausgewiesen.
 Deswegen richtet man auch Kugelmikrofone auf die Klangquelle aus.
Bei der Laufzeitstereofonie oder AB-Aufnahme werden 2 Kugelmikrofone auf einer Achse angeordnet. Der Mikrofonabstand beträgt bei “Klein-AB” 40 - 80cm und bei “Groß-AB” bis zu einigen Metern. 
Nach unserer Erfahrung sind 50cm ein häufig passender Abstand



Vorteile der Kugelkapseln: 

+ Voluminöseres Klangbild

+ Besonders gute Tiefenwiedergabe

+ Ideal auch für Chor- oder Orgelaufnahmen


Nachteile:
- Lokalisation einzelner Schallquellen oft unpräzise
 (oft gewünschter Effekt z.B. bei Orgel oder Chorabnahme, Sie möchten ja nicht jede Pfeife der Orgel einzeln hören…)




Für Experten:
Wer es ganz genau wissen will stellt fest, dass die Richtcharakteristik einer idealen Kugelform aber aus verschiedenen akustischen Gründen nur bei tiefen Frequenzen präzise zutreffen kann.
Für hohe Frequenzen, bei denen die Mikrofonabmessungen größer als die halbe Wellenlänge sind, weicht die Richtcharakteristik unter anderem wegen der Schallabschattung durch die Kapsel von der idealen Kugelform ab; Die Richtcharakteristik gleicht dann eher der einer Niere. Bei der sE 8 Mikrofonkapsel passiert dieses etwa ab 8,5 kHz. Wir haben das in der Bedienungsanleitung auch entsprechend dargestellt:



Eine weitere bauartbedingte Eigenart aller Kugelmikrofone ist der Druckstaueffekt, eine deutlich wahrnehmbare Höhenanhebung um 6 dB (Schalldruckverdopplung) bei annähernd senkrechter Beschallung der Membran. Die Ursache für diesen Effekt liegt in der Überlagerung von einfallendem Direktschall mit von der Membran reflektiertem Schall. Bei 0° Schall-Einfallsrichtung liegt das Maximum des Druckstaus, dessen Überhöhung bei schrägem Schalleinfall langsam abnimmt, bis sie bei seitlichem 90°-Einfall auf die Membran nicht mehr vorhanden ist. Dabei ist die Grenzfrequenz der Höhenanhebung vom Kapseldurchmesser abhängig; Die Wellenlänge des maximalen Druckstaueffekts von 6 dB liegt in der Größenordnung des akustisch wirksamen Mikrofonkapseldurchmessers. Je größer der Kapseldurchmesser, desto tiefer liegt diese Frequenzüberhöhung [1]. Der Effekt tritt natürlich auch bei der sE 8 Omni Mikrofonkapsel auf und ist in der Anleitung näher beschrieben.

Das sE8 Omni und andere „normale“ Mikrofone mit Kugelcharakteristik werden mit diffusfeld-entzerrt bezeichnet. Wenn der Druckstaueffekt akustisch oder elektrisch für den Schalleinfallswinkel von 0° im Mikrofon beseitigt wird, dann nennt man das Mikrofon freifeld- entzerrt [1]. Druckmikrofone sind in der Regel als Kleinmembran ausgeführt (< 25 mm). Prinzipiell ist auch unser Ohr mit dem Trommelfell ein Druckempfänger. Unsere Ohren haben aber keine Kugelcharakteristik, schon allein wegen der größeren Schallabschattung durch den Kopf. Das Gehör mit dem Gehirn verarbeitet den Schall zudem anders – es setzt die Ereignisse beider Ohren in Beziehung. Mikrofone „hören“ nicht wie Ohren.


Quellen:
[1] Thomas Görne: Mikrofone in Theorie und Praxis, 2. Auflage 1996

Jörg Rader, September 2021