Ich habe gerade ein paar hochwertige halbzöller Mikrofone mit Nierenrichtwirkung. Diese Mikrofonkapseln sind vom Hersteller von Hand selektiert und stimmen im Pegel um 0,5dB über ein. Mein Tascam zeigt auch perfekten Pegel......
Mit einer starken Leuchtlupe habe ich eine Mikrofonkapsel zerlegt und die mechanische Laufzeitkorrektur (Hülse) auf der Rückseite entfernt..... somit wird aus der Niere eine Kugel!
Der Hammer ist nun der um 6dB höhere Pegel und die völlige Windunempfindlichkeit! Ich dachte erst ich hätte die Kapsel (300 Euro Teil) beim umbauen beschädigt, aber beim zweiten Umbau kommt der selbe erhöhte Pegel raus. Also man kann nun 6dB leiser Pegeln bei gleichen Rauschabstand.
Was man auch sofort hört, endlich gibt es auch echten Tiefbass. Laut Spektralanalyse jetzt ab 5Hz, ideal für Kirchenorgeln und Bassinstrumente, vorher wurde zwar 20 Hz angegeben aber eine Niere verliert schon ab ca. 50Hz stetig an Pegel. Das ist ja das Prinzip, Richtwirkung auf kosten des Frequenzbandes und Phasenauslöschungen.
Was sehr dramatisch ist, die Unempfindlichkeit gegen Wind. Eine Kugel hat nun nur noch die Aufgabe den Schalldruck aufzunehmen, eine Niere ist vorne und hinten geöffnet (über einen Tunnel) und reagiert dadurch sehr empfindlich auf Luftdruckschwankungen.
Was mir auch aufgefallen ist, die angebliche Richtwirkung von Niere. Im Prinzip ist es auch wahr...im freien Feld. In der Wohnung konnte ich gar nix feststellen, die Niere nimmt dann die Reflexionen von den Wänden auf und die Richtwirkung ist verschwunden.
Die "gehackten" Kapseln kommen noch in eine neue Edelstahlkugel hinein. Das würde in der Theorie nochmals den Pegel um 6dB steigern (Kugelfläche).
Da das Mikrofon für Bühnenshows und Klassikkonzerte gedacht ist, muss ich noch einen Schallstopper entwickeln, also eine Dämpfung für das Publikum.... wer will schon das Husten und schniefen auf eine Klassikaufnahme bekommen ;-)
Das ist noch mit dem ersten Prototypen aufgenommen. Ich hoffe, ich konnte nun die Stereobasis nochmals erweitern bei 12dB besseren Rauschabstand.
Alles, was Du schreibst, ist vollkommen zutreffend. Kugeln haben immer eine weitaus geringere Windempfindlichkeit und der Übertragungsbereich beginnt (theoretisch) bei Null Hertz.
Das bedeutet allerdings auch, dass Du mit hochwertigen Kugeln, wo viel Pegel rauskommt, mit ganz einfachen Aufnahmegeräten nicht einfach in eine U-Bahn oder ein sonstiges Fahrzeug gehen kannst, um dort Atmo-Aufnahmen zu machen, weil die tiefen Frequenzen den Eingangsverstärker überfahren. Das Ergebnis ist eine vollkommen kaputte unrettbare Aufnahme. Da muss man also einen Bassabschwächer zwischenschalten. Hat man keinen, kann man gleich wieder nach Hause gehen.
Früher war es üblich, dass Hörfunkreporter mit einem MD 21 vollkommen ohne Windschutz draußen ihre Aufnahmen gemacht haben.
Mikrofone mit Nierencharakteristik basieren immer auf Druckgradientenempfängern. Durch Veränderungen am Laufzeitglied kannst du Charakteristiken zwischen einer Acht und einer breiten Niere erhalten, aber keine Kugel. Mikrofone mit Kugelcharakteristik sind immer Druckempfänger, die sich von der Bauform her grundsätzlich vom Druckgradientenempfänger unterscheiden, die man ohne weiteres auch nicht umbasteln kann.
Die umschaltbaren Mikros basieren auf einer Doppelmembrankapsel. Hier Hast du entweder eine Kugel (Druckempfänger) und eine Acht (Druckgradient) oder zwei gegeneinander gerichtete ideale Nieren, aus welchen die Kugelcharakteristik berechnet wird.
lg
“Der Amateur sorgt sich um die richtige Ausrüstung, der Profi sorgt sich ums Geld und der Meister sorgt sich ums Licht.”
Georg IR B
Durch Veränderungen am Laufzeitglied kannst du Charakteristiken zwischen einer Acht und einer breiten Niere erhalten, aber keine Kugel.
Aber ja doch...... es gibt einfach keinen Rückseitigen Schall mehr.
Was für mich neu war, ist die massive Pegelerhöhung, ich kann es mir auch nicht sofort erklären. Entfernung der Phasenauslöschung über den gesamten Frequenzband?
Auf der Bühne kann man das ab und zu erkennen, wenn der Sänger das Mikrofon oben anfasst und die Schlitze des Mikrofons abdeckt. Er macht dann plötzlich die Niere zur Kugel und es gibt Rückkoppplung von der PA.....und der Tonmeister läuft rot an.
Soweit so gut, nur die Sache mit der unteren Grenzfrequenz verstehe ich nicht. Sicherlich ist es plausibel, dass es dem Frequenzumfang zugute kommt, wenn man nicht unnötig an der Richtwirkung "herumschraubt". Dass dynamische Mikros (nur da habe ich geschaut...) mit Kugelcharakteristik wesentlich niedrigere untere Grenzfrequenzen haben, sehe ich in der Praxis nicht. Das bereits genannte MD21 fängt bei 40 Hz an, das MD421 als Niere mit 30 Hz. Das MD42 geht auch bei 40 Hz los, das Rode Reporter-Mic sogar erst bei 60 Hz. Nun frage ich mich, ob die untere Grenzfrequenz womöglich kein "Abfallprodukt" der Richtwirkung ist, sondern sich aus ganz anderen physikalischen Gegebenheiten ergibt. Ist sie womöglich gewollt? Gerade bei dem Rode kann ich mir das gut vorstellen, denn 60 Hz sind kein Brüller, aber darunter braucht man ja auch nix, bei dem typischen Einsatzgebiet.
Bei Deinem Experiment hast Du eventuell Bauteile verändert, die sowohl die Grenzfrequenz als auch die Richtcharakteristik beeinflussen. Viel ist an so einer Kapsel nicht dran, da hat jedes Loch und jeder Spalt seine gewollte Funktion. Ich hab mal ein altes Sennheiser MD 402 zersägt, um eine kleine Kapsel zu gewinnen. War keine gute Idee, denn das ganze Mikro (kompakte Stabform) bestand quasi nur als Kapsel und ich habe mit dieser Aktion den Magneten gekillt. Nu kam nix mehr raus... Seitdem habe ich begriffen: An einer Mikrokapsel ist nix Zufall!
Ich habe mir allerdings auch noch nie Gedanken gemacht, wie die untere Grenzfrequenz von Mikros zustande kommt. Dass es überhaupt eine gibt, macht natürlich Sinn. Wenn einfache Kapselkonstruktionen untenherum zuviel übertragen würden, müsste man so oder so eingreifen. Ich bin bisher aber davon ausgegangen, dass es eher konstruktiven Aufwand braucht, diese untere Frequenz weiter nach unten zu verschieben.
Dass dynamische Mikros (nur da habe ich geschaut...) mit Kugelcharakteristik wesentlich niedrigere untere Grenzfrequenzen haben
Wenn es um die Aufnahme tiefster Frequenzen geht (50Hz und weit darunter), kommt praktisch nichts anderes in Frage als Kondensator-Kugeln. Das liegt daran, dass prinzipiell die Ausgangsspannung eines Kondensatormikrofons, anders als bei dynamischen Systemen, proportional zur Membranauslenkung ist, egal wie langsam diese erfolgt, also auch bei extrem tiefen Frequenzen. Ein dynamisches Mikrofon hingegen gibt nur bei Bewegung seiner Membran ein Signal ab, jedoch hat deren Auslenkbarkeit enge Grenzen.
Rode Reporter-Mic sogar erst bei 60 Hz
Das ist auch ein Dynamisches.
Kondensator-Niere mit 40-50Hz:
Bei einer Mikrofonkapsel mit Richtwirkung gelangt der Schall durch so genannte Laufzeitglieder auch von innen an die Membran. Ganz bildlich gesprochen: es werden in die “Kugel-Dose” an der Seite Löcher rein gebohrt. Somit kann der Schall nicht nur von außen auf die Membran gelangen – sondern durch die seitlichen Einlasslöcher auch von hinten auf die Membran. Ein gerichtetes Mikrofon “misst” also einen Druckunterschied” von vorne und hinten und nicht den tatsächlichen Luftdruck des Klangkörpers. (deshalb wurde der Umbau zur Kugel auch lauter) eine Kugel ist also eher ein idealer "Schalldruckmesser".
Bei einer Niere geht es nicht tiefer, unmöglich. Der Schalleinlass vorne und hinten bestimmt auch die untere Frequenz, Bei Nieren sind schon 100Hz die Tiefen Frequenzen. Der Druckgradient Niere nimmt mit der Frequenz ab und verschwindet schließlich bei dem Grenzfall, wo die Frequenz Null ist, also nur noch ein Gleichdruck vorliegt. Es gibt dann überhaupt keinen Druckunterschied zwischen den beiden Membranseiten und folglich auch keine Membranbewegung und keine Ausgangsspannung obwohl die Bassseite noch laut schwingt.
Bei billigen Nieren (meist unter 500 Euro) gibt es auch noch andere Nachteile, sie haben in den mittleren Bereich 2-4 KHz durch Phasenauslöschungen am Gehäuse oft noch viele "Nebenkeulen", besonders schlecht bei bewegten Schallquellen. Auch ist der Klang nicht konstant, je nach Entfernung ändert sich das Frequenzspektrum - gerade im unteren Bereich (extrem dicht = Nahbesprechungseffekt)
Weil die Membranantriebskraft durch die beiden Öffnungen also mit sinkender Frequenz abnimmt, muss konstruktiv dafür gesorgt werden, dass die Membran bei tiefen Frequenzen sehr leicht beweglich ist. Darauf ist es zurückzuführen, dass andere Anregungen der Membran als Schall zu großen Bewegungen führen können. Nieren sind daher viel empfindlicher gegen Luftbewegungen (Wind) und Körperschall (Vibrationen) als Druck-Empfänger (Kugel).
Kugeln haben aus meiner Sicht viele Vorteile, besserer Klang (Entfernungsunabhängig), linear bis tief in den Keller - und kann sogar leicht bis in den Infraschallbereich (16Hz lange Kirchorgelpfeife) gehen. Sollte ein Tiefbass nicht gewünscht sein, einfach abschneiden - jeder halbwegs guter Rekorder kann den Tiefbass sanft ab 60-80Hz abblenden oder sogar abschneiden, macht sogar mein 90 Euro SD-Rekorder.
Durchgesetzt haben sie sich auf der Bühne nicht, da ja meist noch eine PA läuft und es dann zur Rückkopplung kommt (Pfeifen), wir die den Ton meist ohne PA aufnehmen haben das Problem nicht und dürfen mit voller Qualität aufzeichnen. ;-)
Ich dachte, bevor ich gleich das fertige Kugelmodul mit Kupferfolie HF dicht verlöte, mache ich noch schnell ein Foto. (siehe Anlage)
Oben die aufmontierte Kapsel (Goldmembran) auf das Versorgungsmodul. Hier benutze ich ein fertiges Modul eines bekannten Herstellers aus dem High-End Bereich, es benötigte kaum eine Anpassung - kein Wunder beides kommt aus dem selben Haus.
Darunter die aufgeschäumte Edelstahlkugel (Akustikschaum), hier kommen zwei von den Modulen rein (Stereo). Wird noch eine mechanische Fummelei. Wenn ich jetzt in die offene geschäumte Kugel brülle klingt es so dumpf wie in einer Telefonzelle (wer so etwas noch kennt).
Bin gespannt wie das Endgültige Ergebnis klingt. Ist mit Abstand die technisch beste und auch teuerste Kugel die ich je gebaut habe.
ruessel hat geschrieben: eine Mikrofonkapsel zerlegt und die mechanische Laufzeitkorrektur (Hülse) auf der Rückseite entfernt..... somit wird aus der Niere eine Kugel!
Der Hammer ist nun der um 6dB höhere Pegel und die völlige Windunempfindlichkeit!
Da ich den technischen Hintergrund nur bedingt verstehe, bin ich immer fasziniert von solchen Ergebnissen.
Seit einiger Zeit besitze ich ein t.bone EM-800, mit dem ich für meine Zwecke recht zufrieden bin. Besonders die Rauscharmut finde ich faszinierend, weil da andere Mikrofone aus meiner Sammlung weit schlechter abschneiden.
Ich habe auch schon mal versucht, das Mikro vorsichtig zu zerlegen. Das scheiterte an verklebten Komponenten. Aber immerhin habe ich sehen können, dass sich die Mikrofonkapsel (hier übrigens einzeln zu sehen) ganz vorn am Mikrofon befindet, und dahinter ist viel Hohlraum mit seitlichen Fliegengitter-Öffnungen.
Nun habe ich, das Experiment von ruessel im Hinterkopf, einfach mal die hinteren Fliegengitter abgedeckt. Und siehe da: Tatsächlich steigt der Pegel und die Richtcharakteristik ändert sich. Ob es jetzt eine vollständige Kugel ist, kann ich nicht sagen, aber der Großteil der Richtwirkung ist auf jeden Fall weg. Geringere Windempfindlichkeit stelle ich, zumindest von vorn reingeblasen, nicht fest.
Habe ich damit eine billige Möglichkeit entdeckt, ein Kondensator-Kugelmikrofon zu bekommen?
ruessel hat geschrieben: besser wäre es wohl den ganzen "Laufzeitkram" hinter der Kapsel zu entfernen. Der Mikrofonkapselboden muss am besten akustisch tot sein.
Ein reiner Druckempfänger darf keinen Schall auf die Rückseite der Membran kommen lassen, soweit klar. Für optimale Ergebnisse sollte der Luftdruck hinter der Membran dem gleichen wie vor der Membran herrschen. Dafür haben Druckemfänger Kapseln für gewöhnlich ein kleines Loch für den Druckausgleich.
@matchframe: Bei Mikrofonen mit umschaltbarer Charakteristik und Doppelmembran entsteht die "Kugel" durch zwei gegenübergestellte "Nieren". Dort befindet sich kein reiner Druckempfänger.
Ein Druckgradientemfänger ohne Laufzeitglieder ergibt eine "Acht".
Die 6db mehr kommen übrigens (Wie schon richtig erwähnt) durch die Beugung des Schalls um die Kapsel.
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