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24.10.2019

Tipps für den Umgang mit Polarität, Phase und Laufzeit bei der Multi-Mikrofoinierung

Wie du als FoH-Mann Laufzeitenunterschiede im Studio oder on-stage in den Griff bekommst

Priorität Polarität!

Wer öfter mal einen Blick in die einschlägigen Online-Foren und Facebook-Gruppen wagt erkennt schnell, dass es unzählige Möglichkeiten gibt, Instrumente mit Mikrofonen abzunehmen. Viele davon sind vom technischen Standpunkt gesehen legitim, andere eher „experimentell“. Manche Mikrofonierungen sind eher zweckmäßig denn akustisch sinnvoll. In diesem Workshop möchte ich traditionelle Vorgehensweisen bei der Mikrofonierung hinterfragen und alternative Techniken vorstellen. Let’s go!

GbF versus Sound

Einige Kollegen tauschen bei der Wahl der Mikrofone bewusst „Gain before Feedback“ gegen „Sound“ ein, während andere ein gesundes Verhältnis des Duos „Phase & Polarität“ bei der Mikrofonierung predigen. Die Kategorien „Richtig und Falsch“ sind hier relativ. Im Idealfall ergänzen sich der künstlerische Anspruch und der technische Einsatz bei der Ausrichtung der Schallwandler.

Brennpunkt Drumset

Die Mikrofonierung eines ausgewachsenen Schlagzeugs gilt immer noch als Königsdisziplin unter den Tontechnikern. Hier kommt zum einen eine ganze Armada an Mikrofonen zum Einsatz und zum anderen bietet ein Drum-Set Signale über das gesamte Frequenzspektrum hinaus.

Von der Bassdrum bis zu den Becken durchwandern wir den Frequenzwald in all seiner Pracht. Wie in jedem Urwald, so herrschen auch am Schlagzeug die Naturgesetze und diese sind im wörtlichen Sinne negativ und positiv. Je nachdem von welcher Seite man sie betrachtet.

Beispiel Snaredrum: Ein geschätzter Kollege meinte unlängst zu mir, dass es zwei Arten von Tontechnikern gibt. Einmal mit Snare Bottom-Mikrofon und einmal ohne. Betrachten wir eine Snare-Abnahme mit zwei Mikrofonen (Top & Bottom).

Sprechen wir in ein Gesangsmikrofon, entsteht ein positiver Druck auf die Mikrofonmembran, diese erzeugt eine positive Spannung am Pin 2 des XLR-Kabels, was am Ende der Signalkette „Mikrofon, Kabel, Mischpult, Endstufe“ die Lautsprechermembran der PA nach außen bewegt. Bei der Snare ist der Vorgang ähnlich, aber nicht gleich.

Schlägt der Knüppelknecht mit dem Stick auf das Snare-Fell, bewegt sich dieses zunächst weg von dem Snare Top-Mikrofon. Dabei entsteht am oberen Mikrofon ein negativer Druck, während dessen sich das Trommelfell in Richtung Snare Bottom-Mikrofon bewegt und dort einen positiven Druck erzeugt. Somit herrscht am Top-Mikrofon eine negative und am Bottom-Mikro eine positive Spannung. Was zählt ist, was am Ende rauskommt.

Die angeschlossene PA soll jetzt den Snare-Sound von beiden Mikrofonen wiedergeben. Dabei wird den Lautsprecherpappen befohlen, sich gleichzeitig nach außen und innen zu bewegen. Erfahrende Tonleute kennen das Ergebnis. Die Snare klingt platt, hohl und ohne Tiefgang. Direkte Abhilfe schafft der Polaritätstaster am Mischpult, den wir bei einem der beiden Snare-Mikrofone kurzerhand betätigen. Der Polaritätstaster tauscht im Grunde Pin 2 mit Pin 3 an der XLR-Buchse und sorgt dafür, dass beide Mikrofone in die gleiche Richtung arbeiten.

Positiver oder negativer Druck?

Jetzt stellt sich die Frage, bei welchem der beiden Snare-Mikrofone sollen wir den Polaritätstaster drücken? Akustisch funktioniert beides. Für gut gelaunte Gemüter bietet es sich an, „positiv“ zu bleiben. Positiver Druck erzeugt eine positive Spannung, die (wie wir bereits wissen) die Lautsprechermembranen nach außen bewegen.

Bleiben wir bei diesem Schema, haben wir bei der Bassdrum keine große Arbeit, egal ob wir ein oder zwei Mikrofone verwenden. Mit dem Tritt in die Fußpauke bewegt sich das Schlagfell in Richtung der Mikrofone und erzeugt somit eine positive Spannung. Aber was passiert, wenn Bassdrum und Snare gleichzeitig gespielt werden? 

Die Bassdrum erzeugt eine positive Spannung, während die Snare (falls wir wie üblich die Polarität beim Bottom-Mikro gedreht haben) eine negative Ausrichtung besitzt. Das Schlagfell bewegt sich vom Snare Top-Mikro weg. Theoretisch könnte es besser sein, statt bei dem unteren Snare-Mikro vorzugsweise bei dem Top-Mikro den Polaritätstaster zu verwenden.

Somit sind die Transienten (das erste Einschwingen einen Sounds) von Kick und Snare beide positiv. In der Praxis hören meine alten Ohren nicht wirklich eine dramatische Klangverbesserung. Schreibt gerne in die Kommentare, wer andere Erfahrungen gemacht hat. Dennoch habe ich es mir angewöhnt, bei allen Trommeln die Polaritätstaster zu drücken, die beim ersten Schlag eine negative Spannung erzeugen. Dazu zählen auch alle Tom-Mikrofone, die von oben montiert sind. Aber wie sieht es in der Blechabteilung aus?

Hier kommt es auf die Art der Mikrofonierung an. Die klassische Art stellt zwei Overhead-Mikrofone über dem Drum-Set, gepaart mit einem Hi-Hat-Mikrofon, dar. Diese drei Mikros befinden sich über den Becken, die sich bei einem Anschlag weg von den Mikros bewegen.

Durch die Prämisse „positiv“ zu bleiben, drücke ich hier ebenfalls die Polaritätstaster. Allerdings kommen bei der Becken-Mikrofonierung noch weitere Nebenkriegsschauplätze dazu, die je nach Klangvorstellung, Musik-Genre, Laufzeiten und raumakustische Voraussetzungen unsere Pläne ändern können. Die Grenzen zwischen technisch „richtig und falsch“ sind hier nicht mehr klar definiert. Besonders im Live-Geschäft besteht die Kunst oftmals darin, die richtigen Kompromisse einzugehen.

Problemfall Becken

Der Klassiker mit zwei Overheads auf Stativen in Kombination einem Hi-Hat-Mikro auf einem kleinen Stativ ist die Einstiegsklasse in der Becken-Mikrofonierung. Für gemäßigte Musikstile in kontrollierter Umgebung lassen sich damit durchaus gute Ergebnisse erzielen. Schwierig wird es im Rock-Bereich, vor allem mit lauten Bands.

Über die Overhead-Mikrofone fangen wir vor allem auf kleinen Bühnen nicht selten deutliches Übersprechen von der Backline und der Monitoranlage ein. Um mehr Kontrolle über den Sound zu erhalten, müssen wir die Strategie wechseln und das tun, was wir mit den restlichen Signalen in solch einer lauten Umgebung sowieso bevorzugen: Close Miking! Nach Möglichkeit nehmen wir jedes Becken einzeln ab, der Einfachheit halber von unten. Bis auf den Verlust von etwas „Stick Attack“ hat diese Methode, falls man genügend Mikrofone und Kanäle zur Verfügung hat, viele Vorteile.

Das Übersprechen ist deutlich kleiner. Außerdem lassen sich einzelne Becken gezielt mit EQ versehen. Man benötigt nur kleine Schraubklemmen für die Befestigung, der Stativwald lichtet sich merklich. In puncto Polarität bleibt auch alles positiv, beim Anschlag bewegen sich die Becken auf die Mikros zu. Was aber den größten Einfluss auf den Klang hat, ist die Tatsache, dass wir mit der nahen Mikrofonierung der Becken hörbare Interferenzen durch unterschiedliche Schalllaufzeiten minimieren.

Laufzeiten

Klassische Overhead- oder Raummikrofone sind weiter entfernt zur Schallquelle als Mikrofone zur Nahaufnahme. Logisch, denn sie sollen nicht einzelne Teile, sondern das Instrument Schlagzeug als Ganzes abbilden. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Schalllaufzeiten, die durch Interferenzen Klangverschlechterungen erzeugen können.

Nehmen wir die Becken einzeln ab, dann befinden sich diese Laufzeitenunterschiede aufgrund der kurzen Abstände fast immer in unkritischen Regionen. Bei klassischen Overheads können sich diese Verzögerungen allerdings bereits im hörbaren Bereich befinden. Der Gesamtklang eines Drum-Sets wird dadurch intransparenter und flacher, sobald wie die Overheads oder im Studio die Raummikrofone dazu schieben.

Die Kollegen im Tonstudio haben allerdings gleich zwei Vorteile, um dieses Problem zu lösen. Sie haben die Zeit und den Platz, mit der Aufstellung zu experimentieren und können die Mikrofone so lange verschieben, bis sie eine Position gefunden haben, wo die Interferenzen dem Gesamtklang im Idealfall sogar etwas Gutes hinzufügen.

Symmetrie auf der Bühne?

Wichtig dabei ist, dass man mit den Ohren und nicht mit den Augen positioniert/mikrofoniert. Auf Live-Bühnen sieht man oft das Bild, dass die Overhead-Mikrofone schön symmetrisch links/rechts über dem Drumset angeordnet sind. Das sieht sauber und ordentlich aus ... für das Auge des Betrachters. Für die Ohren ist eine solche Aufstellung eher kritisch. Warum?

Schaut man aus Sicht des Publikums auf das Drumset, dann ist die Entfernung von der Snare zum rechten Overhead-Mikrofon sichtbar kürzer als zum linken. Hat man nun vor, die Overheads mit den Panorama-Potis hart links/rechts zu verteilen, zieht man die Snare auf den Overheads aus der Stereomitte. Die Snare ist im rechten Mike lauter als im linken.

Beim Live-Gig kann man sich einfach behelfen, indem man die Overheads einfach nicht hart links/rechts fährt. Generell sollte man mit breiten Stereo-Panoramen im Live-Betrieb vorsichtig sein, dann bis auf der Publikum in der Saalmitte, haben alle anderen Zuhörer so gut wie kein Stereobild zur Verfügung. Schlimmer noch, wer ganz rechts oder links im Venue steht, dem fehlen mitunter ganze Kanalinformation, je nachdem, wie hart der Tonkollege seine Stereosignale mit den Pan-Potis bearbeitet. Wer auf Stereo nicht verzichten möchte oder im Tonstudio arbeitet, der kann auf mehrere Arten die Laufzeiten korrigieren. Dazu später mehr.

Ein Drum-Set ist aufgrund der vielen Mikrofone generell ein „Laufzeiten-Ungetüm“. Aber es gibt noch andere Instrumente, wo man mit ähnlichen Problemen zu kämpfen hat. Generell gilt, wird eine Schallquelle von mehreren Mikrofonen abgenommen, können Klangverschlechterungen durch Laufzeitenunterschiede auftreten.

Bass- und Gitarren-Amp

Ein weiteres Beispiel ist der Laufzeitenunterschied zwischen DI und Mikrofonsignal bei einem Bass- oder Gitarren-Amp. Das DI-Signal ist stets etwas „schneller“ am Mischpult als das Mikrofonsignal. Daher bietet es sich an, das DI-Signal entsprechend auf das Mikrofonsignal zu verzögern, um Auslöschungen zu vermeiden. Dazu rufen wir uns den Physikunterricht in Erinnerung.

Die Schallgeschwindigkeit beträgt 343 Meter pro Sekunde bei einer Temperatur von 20° Celsius. Dividieren wir die 343 Meter durch die Zahl 1000, erhalten wir die Umrechnung, dass der Schall 0,343 Meter pro Millisekunde zurücklegt (34,3 cm pro Millisekunde). Die Faustregel lautet: „1 Meter = 3 Millisekunden“. Damit lassen sich beispielsweise einfach Raummikrofone oder Overheads mit einem Zollstock auf ihre Laufzeit hin ausrechnen und mittels Channel-Delay im Mischpult anpassen.

VST-Plug-in zur Interferenzkorrektur

Bei der Kombination Bass-DI & Bass-Mikro funktioniert eine einfache Entfernungsmessung nicht mehr. Hier verzögern wir das Signal entweder nach Gehör oder nutzen neuste Plug-in-Technologie. Im Tonstudio verwende ich gerne das das VST-Plug-in „MAutoAlign“ von MeldaProduction. Das Plug-in sitzt bei mir in jedem Schlagzeugkanal inklusive Overheads und Raum-Mikrofone. Ist die Aufnahme beendet, öffnet eine Instanz von MAutoAlign, drückt auf „Analyse“ und nach 30 Sekunden ist der Schlagzeug-Sound frei von Interferenzen.

Egal wie sehr ich mir beim Mikrofonieren Mühe gebe, das Plug-in erzeugt immer einen besseren Sound, indem es gezielt die Laufzeiten der Mikrofone korrigiert und bei Bedarf bei einzelnen Kanälen die Polarität invertiert.

Live lässt sich das Plug-in nur beschränkt einsetzen, da es eine Latenz erzeugt. Wer allerdings mit einen Waves Soundgrid-System unterwegs ist, der kann alternativ für eine genaue Laufzeitenkorrektur das Waves-Plug-in InPhase in der latenzarmen Live-Variante verwenden.

Für unserer Bass-Amp-Problem ist das eine elegante und sehr genaue Lösung. Wir halten fest: Immer stets positiv bleiben und wenn es einmal hohl und flach klingt, einfach mal die Polaritätstaster an den problematischen Quellen ausprobieren. Mehr Tiefgang ist gut für alle.

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