Was ist ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis für ein Mikrofon?

Rauschen ist ein inhärentes Problem in der Audiowelt. Die Aufrechterhaltung eines hohen Signal-Rausch-Verhältnisses ist entscheidend, um ein sauberes Audiosignal für Ihre Aufnahmen, Beschallung und Wiedergabe zu erhalten. Ein guter Signal-Rausch-Abstand beginnt beim Mikrofon.

Was ist ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis für ein Mikrofon?

Idealerweise möchten wir kein Rauschen im Mikrofonsignal und daher ein Signal-Rausch-Verhältnis(SNR) oder unendlich. Ein niedriges Eigenrauschen ist bei der Erfassung leiser Schallquellen(15 dBA oder weniger) unerlässlich, sodass ein «gutes» SNR 79 dB oder mehr betragen würde.

In diesem Artikel besprechen wir, was eine Spezifikation des Signal-Rausch-Verhältnisses eigentlich bedeutet, was „Rauschen“ ausmacht und wie Sie das SNR Ihrer Mikrofonsignale verbessern können.

Was bedeutet der Signal-Rausch-Abstand eines Mikrofons wirklich?

Das Signal-Rausch-Verhältnis(SNR) ist technisch gesehen das Verhältnis der Leistung des Signalpegels zur Leistung des Rauschens, das dieses Signal verfälscht.

Je höher also das Verhältnis, desto weniger Rauschen wird im gesamten Mikrofonsignal sichtbar.

Aber das Signal-Rausch-Verhältnis muss irgendwie gemessen werden, also was bedeutet SNR wirklich als Spezifikation?

Erstens gilt der Signal-Rausch-Abstand als Spezifikation nur für aktive Mikrofone. Dies liegt daran, dass aktive Mikrofone ein inhärentes «Eigenrauschen» haben, das ihre Signale unabhängig von externen Rauschfaktoren durchdringt.

Der SNR wird gegen einen Referenzschallpegel von 1 Pascal(94 dB SPL) berechnet. Dieser wird als 94 dB SPL 1 kHz Ton an der Mikrofonkapsel standardisiert.

Von diesem normierten Wert wird die Eigenrauschbewertung des Mikrofons abgezogen. Im Allgemeinen wird das Eigenrauschen in A-gewichteten Dezibel ausgedrückt(was ungefähr dem entspricht, wie wir Geräusche hören) und nicht in SPL-Dezibel(da das Eigenrauschen wirklich nur das Mikrofonsignal beeinflusst). Da wir jedoch die Tonhöhe von 1 kHz verwenden(für die unsere Ohren empfindlich sind), können wir die Subtraktion mit diesen verschiedenen Einheiten durchführen.

Wenn beispielsweise ein Mikrofon ein Eigenrauschen von 14 dBA hat, wäre das spezifizierte SNR dieses Mikrofons 80 dB(94 dB SPL minus 14 dBA).

Ein SNR von 80 dB wäre übrigens als gut anzusehen!

Ein Eigenrauschen von 14 dBA(80 dB SNR) ist in der natürlichen Umgebung der meisten Studioräume nicht wahrnehmbar und im Kontext einer vollständigen Mischung nicht wahrnehmbar.

Was ist ein guter SNR für ein Mikrofon?

Ich würde ein SNR von 74 dB und mehr als «gut» bezeichnen.

Bei der Aufnahme lauterer Schallquellen(Kickdrums, Hörner usw.) können wir möglicherweise kleinere SNR-Werte erzielen, da das Signal heißer ist.

Bei der Aufnahme leiserer Klangquellen(Ambiente, Gespräche usw.) möchten wir möglicherweise einen SNR von sogar noch mehr als 74 dB.

Idealerweise möchten wir kein Rauschen im Signal, es sei denn, es wird für Spezialeffekte verwendet. In diesem Fall würde das SNR mit 94 dB bewertet werden, aber dies ist selbst für passive Mikrofone nicht praktikabel.

Wenn ein aktives Mikrofon eine SNR-Spezifikation von 84 oder höher hat, können wir uns darauf verlassen, dass dieses Mikrofon ziemlich leise ist, selbst wenn leisere Schallquellen aufgenommen werden.

Aber der wahre Signal-Rausch-Abstand sind nicht die theoretischen 94 dB minus Eigenrauschen. True SNR ist das tatsächliche Verhältnis von Signalpegel zu Rauschpegel und betrifft alle Mikrofone.

Wie oben erwähnt, würde ein SNR von 74 dB und mehr als gut angesehen werden.

Mikrofone funktionieren in der realen Welt und die reale Welt hat Hintergrund- oder Umgebungsgeräusche. Was wir als Lärm betrachten, ist subjektiv, kann aber wie folgt zusammengefasst werden:

• Signal: Der Teil des elektrischen Signals, der die gewünschte Schallquelle darstellt.
• Rauschen: Der Teil des elektrischen Signals, der irgendein anderes Geräusch darstellt.

Wenn wir das Signal 74 dB(oder mehr) stärker als das Rauschen machen können, sind wir in ziemlich guter Verfassung!

Nachdem wir nun besprochen haben, was SNR ist und was ein gutes SNR in einem Mikrofon ist, wollen wir uns Rauschen und Signal genauer ansehen.

Mikrofongeräusche

Mikrofonrauschen wird, wie bereits erwähnt, als Eigenrauschen bezeichnet.

Eigenrauschen gilt eigentlich nur für aktive Mikrofone. Die mit Strom versorgten Komponenten dieser Mikrofone erzeugen Rauschen.

Dies kann Rauschen sein, das direkt in das Mikrofonsignal eingebracht wird, wenn es durch die aktive Komponente(Transistoren, Vakuumröhren und Leiterplatten) geht. Es kann auch der Schall sein, den diese Bauteile abgeben, der dann wiederum von der Mikrofonkapsel eingefangen wird.

Beachten Sie, dass Eigenrauschen auch zufälligen Luftmolekülen zugeschrieben werden kann, die auf das Zwerchfell und die Brownsche Bewegung treffen.

Ungeachtet dessen ist dieses Eigenrauschen ein wesentlicher Beitragsfaktor zum Mikrofonrauschen im Signal-Rausch-Verhältnis.

Umgebungslärm

Ein weiterer Faktor, der zum Signalrauschen eines Mikrofons beiträgt, sind Umgebungs- oder Umgebungsgeräusche.

Umgebungslärm tritt in vielen Formen auf:

• Fremdgeräusche – Fremdgeräusche sind eigentlich alle Schallquellen, die nicht beabsichtigt sind. In Isolierschränken wird dies weitgehend eliminiert. Bei Off-Floor-Aufnahmen könnte dies der Klang anderer Instrumente sein. In nicht schallisolierten Umgebungen ist wahrscheinlich mehr Lärm als akzeptabel(Lüfter, Verkehr, Gespräche, Wechselstrombrummen usw.).
• Raumreflexionen – Raumreflexionen werden von der gewünschten Schallquelle erzeugt, verursachen jedoch häufig Rausch- und Phasenprobleme im Mikrofonsignal. Dies ist in kleinen Räumen ohne Schalldämmung sehr laut.
• Elektromagnetische Störungen: Elektromagnetische Störungen, einschließlich Hochfrequenzstörungen, werden durch das Stromnetz(Breitbandstörungen) und andere elektromagnetische Quellen wie Radio- und Fernsehsender, Mobiltelefone usw. verursacht.(Schmalbandstörung).
• Mechanisches Rauschen – Mechanisches Rauschen entsteht durch physische Vibrationen, die das Mikrofon erreichen. Dies kann die Geräuschbehandlung(im Fall von Handmikrofonen) oder einfach Vibrationen von der Bühne oder dem Boden sein, die das Mikrofon durch den Mikrofonständer vibrieren lassen.

Die Stärke der Schallquelle

Ein wichtiger Faktor für das Signal-Rausch-Verhältnis eines Mikrofons ist natürlich die Stärke oder «Lautstärke» der gewünschten Schallquelle(und wie nahe das Mikrofon an dieser Schallquelle platziert ist).

Bei der Aufnahme lauter Schallquellen(Kickdrums, Bläser etc.) können wir mit einem lauteren Mikrofon davonkommen. Dies liegt daran, dass die laute Schallquelle am Mikrofon ein sehr starkes Signal erzeugt.

Da das Mikrofon weniger Verstärkung benötigt, um den gleichen Signalpegel zu erreichen, wird der Rauschpegel auch weniger für die Verstärkung ansteigen. Daher ist ein besseres SNR machbar.

Bei der Aufnahme leiser Schallquellen(z. B. eines Gesprächs) ist ein leises Mikrofon mit möglichst wenig Umgebungsgeräuschen fast schon ein Muss.

Das Signal des Gesprächsmikrofons(häufig im Bereich von 60–70 dB SPL) erfordert viel Verstärkung(um es für die Verwendung in Audiogeräten auf Line-Pegel umzuwandeln). Diese Verstärkung erhöht auch das inhärente Mikrofonrauschen und Umgebungsgeräusche. Ein guter SNR ist also ein Muss, wenn wir eine saubere Aufzeichnung des Gesprächs wünschen!

Beachten Sie auch, dass das SNR des Mikrofons verbessert wird, wenn Sie das Mikrofon näher an der gewünschten Schallquelle platzieren. Diese Tatsache führt uns zu unserem nächsten Abschnitt:

Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses Ihrer Audiosignale

Obwohl wir die inhärente SNR-Bewertung unserer Mikrofone nicht einfach ändern können, können wir möglicherweise das Rauschen in unseren Audiosignalen reduzieren.

Um das SNR des Mikrofonsignals zu verbessern, müssen wir uns ansehen, wie Rauschen in das Signal eingeführt wird. Es sind noch einmal:

• Eigenes Mikrofonrauschen.
• Komisches Geräusch.
• Raumreflexionen.
• Elektromagnetische Interferenz.
• mechanische Geräusche.

Hier ist eine Liste mit Tipps und Tricks, um das Signal-Rausch-Verhältnis der Audiosignale Ihres Mikrofons zu verbessern:

1. Wählen Sie ein Kondensator- oder Aktivmikrofon mit geringem Eigenrauschen.
2. Nehmen Sie in ruhigen, schalldichten Umgebungen auf.
3. Platzieren Sie die Mikrofone in der Nähe der Schallquelle.
4. Verlegen Sie Mikrofonkabel nicht neben Netzkabeln.
5. Verwenden Sie einen HF-Filter.
6. Wählen Sie ein dynamisches Mikrofon mit einer Humbucker-Spule.
7. Verwenden Sie eine Stoßdämpferhalterung.
8. Das Signal vom Mikrofon.
9. Verwenden Sie saubere Vorverstärker.

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