Eine Frage des Impulsverhaltens?

  • Ein alte Frage, die ich bis heute für mich nicht eindeutig klären konnte und die sich allein über Masseträgheit/Dämpfung allein nicht so recht erklären lässt, ist:


    Ein zwölfer Gitarrenlautsprecher ist ein sicher um mehrere Zehnerpotenzen trägeres System als ein davor gestelltes dynamisches Mikrofon. Ein dynamisches Mikrofon ist sicher etwas träger als ein Kondensatormikrofon.
    Wieso hört sich die träge Quelle Gitarrenlautsprecher über das Kondensatormikro trotzdem knackiger, also subjektiv impulstreuer an, als über ein dynamisches obwohl der Lautsprecher selbst der "Schrittmacher" für die Dynamik also die lahmste Ente in der Impulskette ist?

  • also, wenn man davon ausgeht, dass beide vergleichsmikrofone sich "nur" bis auf die bauart nicht weiter unterscheiden (exakt abgeglichene frequenzgänge, positionierungen, pegel usw.), dann kommen beispielsweise die resonatoren zur beeinflussung des richtverhaltens der mikrofone ursächlich in betracht.
    tatsächlich aber ist es sehr schwer, mit hoher wiederholgenauigkeit eine verlässliche identifikation der aufnahmen in standardisierten hörvergleichen hinzubekommen, wenn die oben genannten bedingungen tatsächlich umgesetzt werden.

  • Mit Trägheit, sprich einfachem Tiefpaßverhalten, läßt sich das sicher nicht erklären. Ich denke, daß ein gutes Mikro die in diesem Fall gewünschten Unarten des Lautsprechers besser wiedergeben kann, z.B. Partialschwingungen der Membran, Klirr usw.


    Gruß Jörg

  • [quote="Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik, 6. Auflage, Kapitel 4.2.2, Seite 190"]Die Ausgangsspannung an den Klemmen einer Schwingspule oder eines Bändchens ist der Bewegungsgeschwindigkeit der Spule bzw. des Bändchens proportional, während die Spannung, die eine Kondensatorkapsel abgibt, zur Auslenkung der Membran proportional ist. Damit muss die mechanische Konstruktion, vor allem die Lage der Membranresonanz und die Bedämpfung der Membranschwingungen bzw. deren Verstärkung durch Resonanzen des konstruktiven Aufbaus für dynamische und Kondensatormikrofone verschieden gestaltet werden.
    ...
    Dynamische Druckgradientenmikrofone hingegen erfahren eine mit der Frequenz ansteigende Krafteinwirkung; eine mit der Frequenz zunehmende Dämpfung würde die Ausgangsspannung zu gering werden lassen. Also wird die Membran tief abgestimmt; die Membranresonanz verstärkt die Bewegung im tiefen Bereich und nimmt mit der Frequenz ab, wieder entsteht eine frequenzunabhängige Ausgangsspannung. [/quote]
    Zum Kondensatormikrofon schreibt er:
    [quote="Michael Dickreiter, Handbuch der Tonstudiotechnik, 6. Auflage, Kapitel 4.2.2, Seite 180"]Da der Druckgradient bereits eine proportional zur Frequenz grösser werdende Antriebskraft darstellt, darf die Membran nicht wie beim Druckempfänger hoch abgestimmt sein. Sie soll im Übertragungsbereich nur eine frequenzunabhängig wirkende Reibungshemmung besitzen. Praktisch wird die Membranresonanz, die sich aus der Membranmasse und -rückstellkraft ergibt, in die Mitte des Frequenzbereichs gelegt, in dem das Mikrofon als Druckgradientenempfänger arbeiten soll. Die Resonanz wird durch die Luftreibung in den Vertiefungen und Durchbohrungen der Gegenelektrode so bedämpft, dass sie sich nicht mehr auswirkt.[/quote]

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  • Was mir zu dem Thema noch einfällt: Wenn Studioleute über Mikrofone ins schwärmen geraten, redet man auch meist ganz schnell über Bändchen und (Condenser-)Druckempfänger.


    Tatsächlich scheinen beide Typen, z.B. als Hauptmikrofon richtig eingesetzt, eine irrsinnige Aura der Natürlichkeit auf der Abhöre zu kreieren. Ich vermute mal, dass dies darauf zurückzuführen ist dass bei beiden Mikrofontypen quasi "natürliche" (also nicht irgendwie umgeformte) Richtcharakteristiken zum Zuge kommen und das jeweilige Empfänger- mit dem dazu passenderen Wandlerprinzip kombiniert werden. Was wiederum dazu führt, dass der Hersteller nicht "tricksen" muss, um sein Ziel des linearen Frequenzganges zu erreichen. Und natürlich aufgrund der geringen Membranmasse...

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  • Die Eigenschaften der verschiedenen Wandlerprinzipien sind mir völlig klar. Was mich eben verblüfft, ist, dass die unterschiedlichen Typen das "langsame" Prinzip 12" Gitarrenlautsprecher so unterschiedlich wahrnehmen und zwar so, dass, selbst wenn ich für das Kondensatormikro einen Hochpass bei 120 Hz und einen Tiefpass bei 7Khz setze und ein dynamisches Mikro ( Niere) ohne Präsenzanhebung nehme, das Kondensatormikro zuverlässig am besagten "knackigeren" Klang erkennen kann und das relativ unabhängig ob das nun Neuman oder Audio Technica oder Rode (ebenfalls Niere ) u.s.w. heißt.


    Meine Erklärung bisher: Obwohl die Quelle träge ist, ist deren Abbildung mit dem "schnelleren" Wandler vom Ohr detektierbar, was dadurch bedingt ist, dass das Ohr für Phänomene im zeitlichen Verlauf extrem sensibel ist und daher doch in der Lage ist den Unterschied zu erkennen.


    Alternativ welche andere Eigenschaft könnte es noch sein, die das heraushören lässt, wenn der Frequenzgang, wie beschrieben, beschnitten ist?

  • Hallo Guma,


    ich denke deine (bisherige) Erklärung trifft es genau. Und da scheint auch dein bisheriger "Denkfehler" begründet zu sein: Nur weil das Ereignis träge (verschwommen, verwaschen) ist, nimmst du (in deiner Ausgangsfrage) an, dass ein träges Detektor-System (=dynamisches Mikrofon) reicht. Aber dies folgt eben dem trägen Ereignis auch ungenauer. Das ist ähnlich, wie wenn man ein unscharfes Bild mit einer "unscharfen" Brille betrachtet. Das Ergebnis wird verschwommener sein, als mit einer scharfen Brille (diesem Vergleich hab ich mir aus dem Nachbarthema geklaut :D )


    Grüße
    David Kammerer

  • Nein, eben das erscheint mir unlogisch und schwer vorstellbar. Wäre das dynamische Mikro bei 1KHz angenommen um einen Faktor 1.000 schneller als der Lautsprecher und das Kondensatormikro un einen Faktor 10.000' würde ich erst mal denken, dass man den Unterschied nicht hört.

  • vielleicht kann das ja auch mit dem SPL pegel erklärt werden, der vor der membran des gitarrenamps ja durchaus einigermaßen hoch ausfallen kann. könnte es sein, dass dynamische mikrofone dem dabei notwendigen hohen hub durch ihr relativ träges massesystem eben noch etwas schlechter folgen können, als das eine kondensatorkapsel kann? bei letzteren wird ja wirklich nur die membran bewegt, die vermutlich gerade bei hohen hüben dem signal besser folgen kann?.
    alles in allem eine spannende frage.


    und deine erfahrung bestätigt meine erfahrung, ich nehme seit vielen jahren gitarrenamps ausschliesslich mit c-kapseln ab. und gerade im letzten jahr hat ein (profi)gitarrist bei mir ein solches mikrofon gekauft, weil er meinte bei meinen gigs die gitarre immer als besonders natürlich klingend zu empfinden (kein shice, ey ;) ). er nutzt es mittlerweile auch in seinem studio und ist sehr zufrieden. er sagt, dass man mit dem mikro nun den gitarrenamp so aufnehmen kann, wie er wirklich klingt. früher hatte er hier ebenfalls dynamische mikros am start (SM57 und e609).
    wie gesagt, diese erfahrungen decken sich durchaus mit meinen.
    es wäre interessant wenn wir eingrenzen könnten, woran das wirklich liegt.

    mit kollegialen Grüßen
    Wolfgang

  • Vielleicht hilft es ja, sich den 12"er nicht als Lautsprecher vorzustellen, sondern als das, was er in diesem speziellen Fall ist: Teil des Instrumentes 'E-Gitarre'.
    Die Decke eines Cellos oder der Resonanzboden eines Flügels hat mit Sicherheit im direkten Vergleich mit einer Mikrofonmembran (irgendeiner Mikrofonmembran) ebenfalls ein grausiges Ein- und Ausschwingverhalten. Trotzdem gibt es ja angeblich Tontechniker die heraushören, ob da ein SM57 oder ein KM184 vor steht. :D
    Davon abgesehen produziert ein aus dem Luftspalt getriebener Leichtmembran- Gitarrenzwölfzöller, der über einen im Sättigungsbereich japsenden Ausgangsübertrager an einem nahezu gegenkopplungslosen Röhrenverstärker mit rotglühenden Endpentoden- Anodenblechen bei unstabilisiert zusammenbrechender Versorgungsspannung hängt, mit Sicherheit Signale, die jedem tontechnisch denkenden Menschen die Haare zu Berge stehen lassen würden. Und die dabei vom Ideal 'Membran als impulstreuer Kolbenstrahler' so weit entfernt sind wie es bei einem Lautsprecher nur irgendwie vorstellbar ist. Trotzdem finden Gitarristen das 'geil', Tonler behelfen sich mit dem Spruch "der E-Gitarrenton MUSS ein Stück durch die Luft, bevor er ins Pult geht", und manche Hifidioten (?) und Musikliebhaber schwören auf Röhrenverstärker oder gar Vorkriegsradios, obwohl die modernen Gerätschaften messtechnisch in allen Belangen nachweislich und zigfach hoffnungslos unterlegen sind.


    Mit freundlichem Gruß
    BillBo

    "Okay. Wir machen das mit den Fähnchen."

  • Wenn ich über diese Frage nachdenke, fange ich an zu zweifeln, ob die hörbaren Unterschiede wirklich verallgemeinerbar sind. Haben die Unterschiede nicht mehr mit den verwendeten konkreten Mikrofonen zu tun als grundsätzlich mit der unterschiedlichen Technik Kondensator/Dynamisch?


    Würde z.B. ein MD441 sich genauso deutlich identifizieren lassen im Vergleich mit einem Kondensator-Mikro wie beispielsweise ein SM57? Das MD441 knickt nicht so früh im Frequenzgang ein wie das SM57, im Gegenteil, es legt nach oben hin sozusagen noch etwas drauf und überträgt ohne zu Schwächeln bis 20 KHz. Es wird nicht ohne Grund oft als das wahrscheinlich beste dynamische Mikrofon genannt, das jemals gebaut wurde.


    Dann stellt sich mir die Frage, ob der 12-"-Gitarrenlautsprecher wirklich so viel "langsamer" ist wie ein Mikrofon. Bei einem typischen Frequenzgang von 70-7.000 Hz ist er er "nur" um den Faktor 2,85 mal "langsamer" als ein Mikrofon mit einer oberen Übertragungsgrenze von 20.000 Hz. Dabei ist unüberhörbar, daß eine gute Gitarren-Box den knackigen Impulsen einer entsprechend perkussiv gespielten Gitarre gut folgen kann.


    Dennoch bleibt für mich nach wie vor die unvermeidbar größere Masse des Systems bei dynamischen Mikrofonen, zusammen mit der tiefen Abstimmung (bei dynamischen Druckgradientenempfängern, also Nieren) und den dadurch bedingten schwieriger zu dämpfenden Nachschwingungen bei impulshaften Signalen die nachvollziehbarste Begründung für unterschiedlichen Klang bei ansonsten - mehr oder weniger - den technischen Daten nach gleichartigen Mikrofonen.



    Hier habe ich noch eine Passage dazu, die ich in dem Buch "Mikrophone für Studio- und Heimstudio-Anwendungen"
    von Dr.-Ing. Gerhart Boré und Dipl.-Ing. Stephan Peus gefunden habe (S. 67/68 - Das Buch ist frei herunter zu laden bei Neumann, die erwähnte Grafik konnte ich hier leider nicht einfügen):


    Abb. 41 zeigt die Ausgangsspannung zweier Cardioid-Mikrophone, die in
    20 cm Abstand vor einer Funkenstrecke aufgestellt wurden. Eine Kondensatorentladung
    über die Funkenstrecke ruft einen extrem kurzen Druckimpuls
    hervor. Die dabei von den Mikrophonen abgegebene Spannung zeigt in
    ihrem Verlauf große Unterschiede.
    Selbst wenn man berücksichtigt, daß das menschliche Gehör Phasenverschiebungen
    einzelner Komponenten des Impulsspektrums nicht wahr
    nimmt, fällt auf, daß die vom Tauchspulmikrophon abgegebene Spannung
    gedämpft abklingende, in den Hörbereich fallende Schwingungen enthält,
    die zweifellos „färbend“ auf den Klang wirken und unmittelbar nachfolgende
    Schallsignale verdecken können.

  • Jawoll, guter Punkt! Das Bildchen zeigt, wenn man über die angegebene Schreibgeschwindigkeit nachdenkt, tatsächlich ein hörbares Phänomen. Handelt es sich nicht nur um ein minimal langsameres Rückstellen der Membran, sondern um ein echtes "Nachschwingen" des dynamischen Wandlers, das länger dauert als sagen wir mal lambda 1/4 der oberen Grenzfrequenz des Gitarrenlautsprechers, würde man diese "Modulation" hören, auch wenn die Amplitude klein ist und die gleiche Art Modulation im Impulsverhalten des Lautsprechers eine viel größere Rolle spielt.
    Das erklärt auch, warum Instrumente, deren "Ausschingverhalten" egal wie "schlecht" ja Bestandteil der Klangerzeugung ist, wie z.B. die Resonanzdecke eines Saiteninstruments über Kondensatormikros anders/natürlicher klingen, weil sie dem weniger hinzufügen. Klar ist der Lautsprecher Bestandteil der Signalerzeugung und gehört zum Instrument E-Gitarre. Wir wissen natürlich nicht, welches Mikro im Experiment im Neumann-Buch verwendet wurde und ob ein MD441 viel besser aussieht. Ob aber das SM57 tatsächlich unabdingbarer Bestandteil der 'Art'-Seite sein muß, darüber streiten sich eben auch Gitarristen. :wink:

  • Zitat von "guma"

    Jawoll, guter Punkt! Das Bildchen zeigt, wenn man über die angegebene Schreibgeschwindigkeit nachdenkt, tatsächlich ein hörbares Phänomen.



    hier werden die impulsantworten von mikrofonen mit nicht exakt abgeglichenem frequenzgang verglichen. nicht umsonst habe ich oben einige bedingungen genannt, die für einen sinvollen vergleich umgesetzt werden müssen.
    natürlich kann es darüberhinaus auch verzögerungen im ausschwingverhalten geben, die deutlich hörbar sein können - aber das kaffeesatzlesen in impulsantworten hilft an dieser stelle tatsächlich nicht weiter.


    nochmal und in aller deutlichkeit:
    die fraglichen mikrofone müssen in den linearen parametern exakt abgeglichen werden und einer hörprüfung zugeführt werden, welche (auch) die wiederholgenauigkeit der subjektiven eindrücke überprüft. das gilt übrigens auch für das richtverhalten der zu vergleichenden mikrofone.
    eine einfache bandpassbegrenzung zweier mikrofone (wie von dir beschrieben) reicht für einen vergleich nicht aus.

  • fabian, das verstehe ich nicht ganz.
    mikrofone haben ja auch im frequenzgang und in der richtwirkung ihre frequenzabhängigen eigenarten. vor allem letzteres kann man ja gar nicht abstellen bzw. angleichen.
    somit unterscheiden sich die impulsantworten eben von mikrofon zu mikrofon durch die summe ihrer eigenschaften. und genau darum geht es doch eigentlich, oder nicht?

    mit kollegialen Grüßen
    Wolfgang

  • @ Fabian


    Ich glaube, wir haben ein einfaches Missverständnis:


    Meine Frage ist nicht ob es den Unterschied gibt b.z.w. ob er hörbar ist. Ich verstehe Deine Argumentation, dass man, um Ursache A zu beweisen alle anderen Begleitumstände n-A herausnullen müsste. Das zweifle ich nicht an.
    Ich weiß aber schon, dass es nicht am Frequenzgang liegt. Man kann das Phänomen einfach besser hören, wenn man die oben genannte simple Einschränkung durch die o.g. Filterung macht.
    Die Frage ist, warum es ihn gibt. Dafür genügt mir für das Impulsverhalten zunächst eigentlich ein Plausibilitätsnachweis. In der Grafik ist die Zeitachse identisch. Die Angleichung auf der Amplitudenachse ist plausibel und entspricht einer sinnvollen "Normalisierung" der Wirkungsgrade der unterschiedlichen Wandler.

  • Zitat von "wora"

    fabian, das verstehe ich nicht ganz.
    mikrofone haben ja auch im frequenzgang und in der richtwirkung ihre frequenzabhängigen eigenarten. vor allem letzteres kann man ja gar nicht abstellen bzw. angleichen.
    somit unterscheiden sich die impulsantworten eben von mikrofon zu mikrofon durch die summe ihrer eigenschaften. und genau darum geht es doch eigentlich, oder nicht?


    es ging um die frage, ob mikrofone, welche sich "nur" durch die bauart unterscheiden, tatsächlich auch klanglich unterscheiden.
    das lässt sich nur beantworten, wenn man zumindest alle linearen parameter wirklich exakt abgleicht und vernünftige hörprüfungen durchführt. das schreibe ich jetzt zum dritten mal ;-).
    da sich die richtcharakteristiken natürlich erstmal nicht verändern lassen (also zumindest nicht so einfach wie pegel, f-gang usw.), so müsste man für einen vergleich zumindest zwei mikrofone nehmen, die praktisch sehr ähnliche richteigenschaften haben - sonst würde man bei der aufzeichnung der hörbeispiele immer einen unterschied hören, auch wenn der f-gang auf achse (innerhalb des festzulegenden bandpasses) perfekt glatt gezogen würde.


    oben werden impulsantworten von mikrofonen verglichen, welche die für die durchführung eines hörvergleichs notwendigen bedingungen eben nicht erfüllen. das kondensatormikrofon erreicht hier beispielsweise eine wesentlich höhere obere grenzfrequenz, weshalb der impuls dort "schneller" aussieht.
    die interpretation von impulsantworten halte ich für den gedanklichen holzweg.

  • Zitat von "guma"

    @ Fabian


    Ich glaube, wir haben ein einfaches Missverständnis:


    Meine Frage ist nicht ob es den Unterschied gibt b.z.w. ob er hörbar ist. Ich verstehe Deine Argumentation, dass man, um Ursache A zu beweisen alle anderen Begleitumstände n-A herausnullen müsste. Das zweifle ich nicht an.
    Ich weiß aber schon, dass es nicht am Frequenzgang liegt. Man kann das Phänomen einfach besser hören, wenn man die oben genannte simple Einschränkung durch die o.g. Filterung macht.
    Die Frage ist, warum es ihn gibt. Dafür genügt mir für das Impulsverhalten zunächst eigentlich ein Plausibilitätsnachweis. In der Grafik ist die Zeitachse identisch. Die Angleichung auf der Amplitudenachse ist plausibel und entspricht einer sinnvollen "Normalisierung" der Wirkungsgrade der unterschiedlichen Wandler.


    Ich kann Impulsantworten graphisch nur sehr eingeschränkt interpretieren. Ich schaue mir das praktischerweise am liebsten im Frequenzbereich an.
    Die Unterschiede der hier gezeigten Impulsantworten zeigen vor allem, dass das Kondensatormikrofon die höhere Grenzfrequenz hat. Das "Nachwabbern" beim dynamischen Mikrofon muss nicht unbedingt eine störende Resonanz sein. Insgesamt wäre ich, was die Erkenntniskraft dieser Abbildung angeht, sehr vorsichtig.
    Und nochmal: Der simple Abgleich des Frequenzgangs ist mit Sicherheit nicht ausreichend, um über die "ob"-Frage sicher hinauszukommen.

  • Mittlerweile dreht sich die Diskussion leider etwas im Kreis. Die angesprochenen Klangunterschiede würden sich sicher schlüssig aus den technischen Daten der konkret verwendeten Mikrofone erklären lassen.
    Ob es sich die beschriebenen Klangunterschiede aber mit jeder beliebigen Zusammenstellung aus einem Kondensator- und einem dynamischen Mikrofon genauso reproduzieren lassen, wage ich wie schon gesagt zu bezweifeln.
    Eine objektive Messreihe dazu wäre jedoch ein sehr aufwändiges Unterfangen.


    So bleibt es wohl bei einer interessanten Diskussion mit nachdenkenswerten Thesen, aber ohne abschließendes Ergebnis - was ich aber persönlich nicht so schlimm finde.


    Gruß, Jürgen

  • Wir sind jetzt m. E. auch von der Ausgangsfrage weg, oder ich habe sie nicht richtig verstanden.
    Dass ein impulsgenau wandelndes Mikro anders klingt/ genauer abbildet als ein weniger genaues ist ja eher unstrittig. Die Frage war aber, ob bzw. warum sich das bei einem vorgeblich 'langsamen' abzubildenden System ("Schrittmacher") ebenfalls bemerkbar macht. Und die einzig richtige Antwort darauf, bereits erwähnt/ angedeutet von djvomght, muss sein: weil die Quelle eben nur vorgeblich langsam ist. Sie ist zwar ihrerseits nicht in der Lage, ein ihr zugeführtes elektrisches Signal 'richtig' bzw. detailgenau (also incl. aller im elektrischen Signal vorhandenen Obertöne) 1:1 in Schall umzuwandeln. Statt dessen macht sie daraus ein erheblich verfälschtes akustisches Signal, welches seinerseits dann wiederum über sein ganz eigenes Obertonspektrum verfügt und mit dem des Eingangssignals nicht zwingend mehr viel zu tun haben muss.
    M. a. W.: das 'Problem' ist nicht das Mikro; der Ansatz, den 12"er als schlichten Tiefpass anzusehen, ist nicht richtig. Vielmehr ist auch der mit all seinem Klirr und insbesondere all seinen Partialschwingungen 'nach oben offen'; was ganz nebenbei auch eine Erklärung für den bekannten Effekt ist, dass bei der für gewöhnlich auf der Bühne praktizierten Extremnahmikrofonierung schon wenige Zentimeter Positionsänderung des Mikros vor der Membran drastische Klangänderungen zur Folge haben.


    Mit freundlichem Gruß
    BillBo

    "Okay. Wir machen das mit den Fähnchen."

  • Ja, genau das war die Ausgangsfrage und ja es sicher so, dass höherfrequente Anteile egal ob nun Original, Klirr, Anteile, die von der 12" Membran nicht mehr als Ganzes abgestrahlt werden, mehr zum hörbaren Unterschied Kondensator versus Dynamisch beitragen.


    Hat jemand der hier Mitdiskutierenden ausser mir eine regelmäßige Hörerfahrung mit einer Kondensator/Dynamisch Doppelmikrofonie am Gitarrenlautsprecher, die er in der Praxis regelmäßig A/B-en kann. Äh ja, mir ist bekannt, dass das kein Messaubau ist, verblüffend finde ich jedoch weiter, dass ich unter gewohnten Hörbedingungen aber selbst mit unterschiedlichen Typen beider Gattungen und mit auf beiden Kanälen angeschalteten 48V :D recht zuverlässig sagen kann, wo das Kondensatormikro steht.