Microfoons
















De microfoon is een belangrijk onderdeel in je opnameketen, waarop je eigenlijk nooit mag bezuinigen.
Versterker, mengtafel en randapparatuur geven signalen vrij 'recht' (ongekleurd) door, dus de microfoon is het onderdeel waar de (gewenste) kleuring bij akoestische instrumenten en stem plaatsvindt.
Hét onderdeel in de opnameketen dus, waar je accenten legt wat betreft klankleur en frequenties. Wil je een 'kleine of grote stem'? Een heldere of 'ingekapselde' gitaar? Compact geluid, of een groots geluid? Het is maar net wat je nodig hebt.
Het type microfoon, de plaatsing (hoek en afstand) en de akoestiek bepalen samen hoe het onderwerp uiteindelijk zal klinken.
Als de akoestiek van de opnameruimte niet geweldig is (te veel beton of glas) zal er een overdaad aan reflecties zijn, waardoor een te scherpe, holle klank ontstaat. Badkamereffect, ja.
De remedie is dan de microfoon dichter op het onderwerp te plaatsen.
Het directe geluid wordt dan sterker, en het indirecte geluid wordt zwakker. Zo bepaal je deels de klankkleur!
Mooier is het overigens om te spelen met de akoestiek van de ruimte.
Enige demping, of een andere soort wandbekleding doet wonderen, waardoor je meer met je microfoonplaatsing kunt experimenteren.
Een erg praktische oplossing is de volgende.
Plaats langs alle wanden gordijnrails, en gebruik vrij dikke gordijnen. Nu kun je, afhankelijk van je wensen, snel de akoestiek aanpassen door de gordijnen open of (iets) dicht te doen.

Kenmerken
Waaraan moet een goede microfoon voldoen?
Welke eisen mag je stellen aan een microfoon van tweeduizend euro?
En welke microfoon koop je voor honderd euro? Lastig!
Belangrijke uitgangspunten:
- gebruiksdoel
- werkingsprincipe
- richtingskarakteristiek
- frequentiekarakteristiek en
- S.P.L.
De meest gangbare types zijn:
- dynamische microfoon
- condensatormicrofoon
en verder
- electret microfoon
- microfoons PZM principe
- opnemers volgens 'C-ducer principe
Er bestaan overigens ook kristal-, piëzo-, elektrische- en bandmicrofoons, maar deze worden in studio's weinig gebruikt.


Werkingsprincipe
In feite is de microfoon een 'omgekeerde' luidspreker.
Ook de microfoon maakt gebruik van een membraan en een elektrisch gedeelte dat de bewegingen van dit membraan registreert en doorgeeft.
Het membraan hangt in een magnetisch veld en elke 'beweging' wordt geregistreerd en als een kleine spanning doorgegeven.
Dit is de werking van de dynamische microfoon. Een vrij eenvoudige, maar robuuste constructie, waarbij geen speciale voeding of pre-amp. nodig is.
Heel anders is de werking van de condensatormicrofoon.
Deze is voorzien van een zeer dun membraan dat is voorzien van een geleidend laagje en zich bevindt op zeer geringe afstand (0,0004 m.m.) van een eveneens geleidende achterplaat.
Doordat deze twee delen van elkaar gescheiden zijn, ontstaat een condensator, waarvan de capaciteit onder invloed van geluidsgolven verandert, doordat het membraan meetrilt en de afstand tussen beide elektroden aldus varieert. Door nu beide elektroden te polariseren, met behulp van wisselspanning wordt die wisselende capaciteit omgezet in een uitgangsspanning.
Dit alles gaat ook op voor de electret microfoon, echter, er is 'n belangrijk verschil.
Bij de condensator microfoon krijgt het membraan zijn spanning via een externe voedingsbron, de zogenaamde 'fantoomvoeding', terwijl het membraan van de electret een 'ingebakken' spanning heeft.
Bij oudere electret-types ging deze spanning dan ook geleidelijk aan verloren, zodat de microfoon na verloop van tijd 'op' was.
De nieuwere types, vooral de z.g. 'back electrets' kennen dit probleem niet.
De spanning zit niet ingebakken in het bewegende membraan, maar in de achterplaat.
Zowel de electret- als ook de condensatormicrofoon hebben een voorversterkertje (pré amp.) ingebouwd, nodig om een acceptabele uitgangsimpedantie en -sterkte te verkrijgen.
Voor- en nadelen van de verschillende types microfoons:
De condensatormicrofoon:
- lineaire en natuurgetrouwe weergave

- heel gevoelig (door het flinterdunne membraan)
- uitstekende transiënt weergave
- hoge output
- duur in aanschaf
- kwetsbaar
- separate voeding nodig
De elektret microfoon :
- redelijke prestaties, klinkt als condensator
- relatief goedkoop
- pré-amp. voeding nodig (vaak batterij)

- redelijk goede weergave transiënten
- hogere output
De dynamische microfoon :
- relatief goedkoop
- redelijke tot zeer goede prestaties
- 'rond' geluid door het grote membraan
- robuust
- vrij ongevoelig, dus dichtbij het onderwerp gebruiken
- geen voeding nodig
- lage output

In elke opnamesituatie 'moet' je eigenlijk beschikken over tenminste één kwaliteitsmicrofoon.
Deze kan bij het multitracken steeds opnieuw worden ingezet (overdub), wat zeker zal bijdragen aan een hogere kwaliteit van de opnames.
Richtingskarakteristiek

Dat wil zeggen, dat hij niet selectief is voor de richting waaruit een geluid komt.
Maar, dit is meestal niet zo praktisch. Een rondom-gevoelige microfoon neemt ook ongewenste geluiden op; andere instrumenten, die je niet wilt opnemen, het gereflecteerde geluid van de ruimte, enz.
Daarom werden microfoons zo aangepast en ontworpen, dat ze selectief zijn voor de richting van een geluid.
Dit gaat met behulp van een 'kapsel' (ook wel pattern genoemd). De mate waarin en hoe sterk het kapsel selectief is laat zich weergeven in een richtingskarakteristiek (polar diagram, zie onder).
Overigens, een microfoon is in zekere zin ook selectief voor bepaalde frequenties, waar het de richtingsgevoeligheid betreft.
Voor het laag is hij nauwelijks, en voor het middengebied wat méér selectief.
Echt selectief is de microfoon voor frequenties boven 8 KHz.
Als je achter een luidspreker staat, hoor je wel de lage, maar nauwelijks de hoge frequenties. Hoge frequenties verspreiden zich gericht, lage 'waaien' 360 graden rond uit'. Dit principe geldt dus ook voor de microfoon.
De richtingsgevoeligheid kan worden weergegeven door middel van een zogenaamd 'polar-diagram' (zie onder).
Er zijn meerdere mogelijkheden:
-omni (rondom gevoelig)
-cardioïde (gemiddeld breed)

-8 (voor- en achterkant, of bi-directioneel)
-shot-gun (extreem gericht, film!)
De meest voorkomende versie is cardioïde of hartvormige (soms ook wel nier genoemd). Door een speciaal kapsel is de microfoon erg gevoelig aan de voorzijde (on-axis) en -veel- minder (off-axis) voor de andere richtingen.
Ook zijn er microfoons, die in extreme mate deze laatstgenoemde eigenschap hebben, die noemen we super-cardioïde. Zeer gericht gevoelig dus.
Ook is het mogelijk dat een microfoon zowel voor als achter gevoelig is: bi-directioneel, of ook wel '8-karakteristiek'.
'Omni-directioneel' noemen we tenslotte de al eerder genoemde 'rondom-gevoelige-of niet selectieve microfoon'. In principe het mooist qua klank, maar de ruimte en opnamesituatie moet het gebruik van dit type wel mogelijk maken, de akoestiek en galmtijden moeten op orde zijn.
Het spreekt voor zich, dat je de eigenschappen moet kennen van al deze microfoons. Sterker nog, als het goed is, maak je er voortdurend handig gebruik van!
Bij een opname kun je je afvragen of je een direct geluid wilt hebben, of een geluid waarin duidelijk de ruimte meeklinkt. De afstand van microfoon-bron is hiervoor bepalend.
De microfoonkeuze zal dit voor een belangrijk deel bepalen, in combinatie met de wijze waarop je de microfoons plaatst.
Bij de aanschaf van een microfoon krijgt je bij de betere types een serieus polar-diagram, waarop je vrij nauwkeurig de richtingskarakteristiek (en het frequentiebereik) kunt aflezen.


Frequentiekarakteristiek
Door middel van een grafiek kun je weergeven, hoe bepaalde frequenties zich onderling verhouden.
Dit zou je ook bij microfoons kunnen doen en het plaatje dat je aldus krijgt zal veel over een bepaalde microfoon vertellen.

De frequentie-karakteristiek van de AKG C414 (zie ook hieronder) is vrijwel 'recht'. Je zou het een 'referentie' microfoon kunnen noemen, zo recht is deze; 40 Hz - 20 Khz binnen 1,5 Db! Een meer dan uitstekende waarde.
Niet dat de frequentiecurve zaligmakend is, -er bestaan ook andere belangrijke specificaties-, maar het is een goede indicatie dat je te maken hebt met een kwaliteitsmicrofoon.
Wat maakt nu de frequentieweergave van een microfoon zo belangrijk? Laten we eens kijken naar de opname en weergave van een bassdrum.
Een belangrijk deel van dit geluid ligt rond de 50-150 Hz. Stel je voor dat je met een microfoon opneemt die bij 200 Hz langzaam afloopt, zeg tot -12 Db op 40 Hz. Je kunt je dan wel voorstellen dat er van enige natuurgetrouwe weergave geen sprake is.
In feite zegt de frequentiekarakteristiek iets over de kleuring, het ongewenst toevoegen of afzwakken van bepaalde frequenties.
In principe is dat natuurlijk ongewenst, maar de praktijk leert, dat vrijwel elke microfoon meer of minder 'kleurt'.
Soms echter kun je hier ook gebruik van maken, zodat je een kleuring krijgt die iets positiefs toevoegt aan een geluid.
Voorbeeld:
- AKG D12 (boost 100 HZ) - kick
- Shure SM 58 (boost 5000 Hz) -(blues)zang
- AKG 451 (boost 10 Khz) -spraak, akoestische instrumenten.
Let wel, dit zijn dus een aantal kleuringen die men min of meer opzettelijk heeft aangebracht.
Ook zijn er microfoons te koop, die een aantal filters ingebouwd hebben, waarmee ook dit soort kleuringen te 'maken' zijn.
Bijna zonder uitzondering klinken deze filters maar matig, m.u.v. het laag-af filter.
Proximity effect

Ook wel 'nabijheidseffect' genoemd.
Het wil zeggen dat als je dichterbij een microfoon komt, vooral de laatste 10 - 15 cm, de lage tonen evenredig toenemen.
Omgekeerd ook, hoe verder je van de microfoon weggaat, hoe meer het laag afvalt.
De ene microfoon is hier erg gevoelig voor, de ander veel minder (nogal eens een condensatormicrofoon).
Het is een effect waar je rekening mee moet houden, of, beter nog, gebruik van kunt maken.
Het betekent dat je alleen al door de plaatsing van een microfoon, de frequentieweergave (en dus de klank) kunt beïnvloeden!
Wil je de snare vetter laten klinken, een stem warmer maken, meer lage frequenties voor de bas? Dichterbij dus met die (dynamische) microfoon!
Rommelt de stem, snare of toms in het laag, is de kick of bas té diep omdat je een ander instrument de laagste frequenties wilt laten weergeven? Microfoon verder af plaatsen. Is je akoestiek op orde? Dan kun je de microfoon wat verder wegplaatsen. Gemakkelijk hé.
SPL
(Sound pressure level) Iedereen kent wel het effect van een microfoon die 'dicht slaat'.
De ene microfoon is nu eenmaal gevoeliger voor een hoge geluidsdruk dan de ander.
Een bassdrum kan een geluidssterkte afgeven van maar liefst 135 Db, hetgeen eigenlijk al impliceert dat je hier geen goedkope of erg gevoelige microfoon in moet hangen. (Het impliceert trouwens ook dat je je hoofd niet in die kick moet steken als ie afgevuurd wordt -je hoort de rest van de dag niets meer!)
Over het algemeen kun je stellen, dat de meeste kwaliteitsmicrofoons met hoge geluidsniveaus geen problemen hebben, wel moet je opletten met electrets en condensators i.v.m. de hoge output naar vervolgapparatuur. Er bestaan diverse microfoons die speciaal gemaakt zijn om geluiden met veel dynamiek en lage frequenties door te geven. Voor kick bijvoorbeeld de AKG D110 of Sennheiser E602 (mooi!).
Soms zit er een verzwakker (pad -20 Db) op een microfoon, die kun je daar waar nodig (bassdrum, snare) gebruiken.

Groot of klein membraan?

Akoestische instrumenten vang je graag met een condensatormicrofoon en hier heb je dus de keuze tussen klein- en grootmembraan. Blazers, overhead, hihat, bekkens, strijkers, koorzang en akoestische gitaren zijn perfect te vangen met een kleinmembraan. Levendig, veel transiënten, helder en toch warm. Maar solozang, solo akoestische gitaar, bassen en drums (totaal) doe ik liever met een grootmembraan. Meer body, meer warmte, meer diepte.
Afhankelijk van je keuze voor de groot- of kleinmembraan plaats je accenten bij de stemmen of instrumenten die je opneemt.

Microfoonplaatsing: type van de array (=opstelling)
Er zijn verschillende manieren om je microfoons te gebruiken. Als je stereo, of semi-stereo wilt opnemen zijn de onderstaande opstellingen (array's) de moeite waard om mee te experimenteren. Ze werken voor stemmen én akoestische instrumenten. Ook voor koren en orkesten kan het perfect werken. Bedenk wel dat een redelijke akoestiek een vereiste is om hiermee te werken. Lange of harde reflecties dwingen je de microfoons dicht op de onderwerpen te plaatsen, en dat lukt niet altijd met deze array's.
Je hebt in alle gevallen twee klein-membraan condensators nodig, soms aangevuld met een condensator met 8-karakteristiek (voor MS).
Zo is er:
- a-b
- x-y
- ortf
- M-S
- odg (op de gok, wordt vaak gebruikt)
- plus de mogelijkheid meerdere paren in te zetten.
A-B
Als eerste de A-B. Twee microfoons die 'recht van voren' opnemen, en op 1/3 en 2/3 op mondhoogte voor het koor staan. Voordeel: mooie stereobalans, kan dicht op het onderwerp, maar werkt helaas niet bij grotere koren. Kans op fasefouten als de afstand te groot is. Nog een voordeel; dit werkt betrekkelijk eenvoudig, zeker voor opnames. Lekker breed, en een heel direct geluid.
Plaats de beide microfoons een kleine meter van het koor (als omgevingsgeluiden zoals een band dit toelaten). Richt de microfoons niet direct op een koorlid, maar probeer er 'tussenin' te richten. Zorg er ook voor dat koorleden niet achter elkaar staan, maar 'verspringen' in opstelling. Zo kan de A-B het beste de balans vangen in een koor.


X-Y
Dan de X-Y. Sinds mensenheugenis gebruikt voor de (radio)registratie van grotere koren en orkesten. Werkt perfect, maar de akoestiek moet goed zijn. Geschikt dus voor studio, theater en oefenzaal, maar meestal niet voor kerk en sporthal. Tenzij je meerdere paren gebruikt en ze dicht op de koorleden gebruikt.
De membranen staan precies 90 graden haaks op elkaar, en wijzen uit elkaar, daardoor zal de luisteraar een redelijk breed en natuurgetrouw stereobeeld ervaren. Voor stemmen heb je niet persé topmicrofoons nodig, omdat de menselijke stem beperkt is qua omvang van de frequenties. Echt laag danwel hoog zit er niet in. Neem je met een X-Y een orkest op, dan kom je alleen weg met de betere condensatoren van Shoeps, B&K en AKG. Calrec mag ook, als je er nog aan kunt komen? Røde is low-budget, maar komt wel in de buurt.



ORTF
Dan is er nog de ortf-array, waarvan de afkorting staat voor 'Office de Radiodiffusion Télévision Francaise'. Een variant op de X-Y. De kapsels staan 17 cm uit elkaar, in een hoek van 110 graden. Is allemaal gemeten, afgestemd op ons hoofd en werkt uitstekend. Ook hier een heel breed stereobeeld, erg geschikt voor piano, drums, gitaar en... koor!
Die 17 cm komt overeen met de afstand tussen je oren. Daarom vooral is het stereobeeld heel natuurlijk. Bovendien zijn fasefouten niet of nauwelijks aan de orde bij deze opstelling.


M-S array (Mid Side array)
Een microfoon met een nier-karakteristiek wordt recht voor een instrument geplaatst, bijvoorbeeld het klankgat van een gitaar, en deze

Omdat de kanalen uit verschillende richtingen klinken heffen ze elkaars geluid niet op ondanks het feit dat beide signalen in tegenfase staan. Vervolgens wordt kanaal A toegevoegd aan het geluid waardoor het gitaargeluid links verschillend klinkt van rechts en er een heel breed geluid ontstaat. Hierdoor kan bijvoorbeeld een akoestische gitaar in de mix een duidelijk eigen klank houden met veel karakter en transparantie.

Overig
Verder zijn er nog wat exotische vormen, zoals de dubbel 8 of ook wel 'Blumlein' genaamd. Variant op de X-Y. Een 'figure 8' karakteristiek (voor links en rechts) keer twee. Ieder zijn plezier, maar ik ben er nooit echt goed uitgekomen met deze opstelling, live al helemaal niet.
Ik vind het stereobeeld rommelig, te ruimtelijk, en het is me al helemaal niet duidelijk welke microfoons ik moet gebruiken om het goed te laten klinken. Misschien dat er bij een zaal met perfecte akoestiek en zonder publiek eer valt te behalen?

Tip
Het dichtbij-gebruik van een microfoon voor spraak of zang is mooi i.v.m. de proximity; de lage, warme stem. Maar vooral bij dynamische microfoons is het vele 'ploppen' het gevolg; de wind/plop-geluiden die door de P's en andere harde klanken veroorzaakt worden.
Remedie, hang de microfoon nét boven je mond, zodat je er 'onderdoor' zingt. Geen plop, maar wel een warm en dynamisch geluid.
Na de microfoon een laag-af filter (12 Db afval onder de 110 Hz), dan een compressor (treshold op -4 Db, ratio 4:1).
Succes verzekerd !


Invloed van de ruimte, reflecties
De ruimte bepaalt net als de microfoon en het stemgeluid zelf de klank en kwaliteit van de opname. Vaak is het lastig om een ruimte voldoende 'stil' te krijgen omdat reflecties van muren, plafond en studioruit het geluid maar blijven rondpompen. Badkamereffect. Door gebruik van natuurlijke materialen (hout en stof=absorptie) kun je dat beperken, maar er zijn ook andere goede oplossingen die een bijdrage kunnen leveren aan een goed zang/spraak geluid.
Zie hier de oplossing van onder andere Fame en SE: het reflectiescherm. Veegt alle storende reflecties weg die van achteren, onderen en boven aanvallen. Kost weinig, levert veel op.


AKG C414

De op afstand bestuurbare versie (met remote SE42E1, schakelt in 9 stappen tussen rondom- en acht-karakteristiek!) werd als C414 E1 op de markt gezet. In 1980 kwam als kompaan van de digitale revolutie de C414 B-P 48 uit, die door de lage (eigen) ruis, het brede frequentiebereik en hoge dynamiekweergave een van de eerste microfoons werd die perfect ingezet kon worden bij de toen opkomende digitale registraties.
In 1986 werd de -nog steeds leverbare- C414 B-ULS gepresenteerd. Nieuwe kapseltechniek (4 richtingskarakteristieken), zeer lineaire weergave en een uitmuntend uitgevoerd signaalproces (met fantoom) leverde onder meer een 'TEC award' op. De eveneens in 1986 ontwikkelde C414 B-TL is een trafoloze uitvoering van deze ULS.

In 2016 zijn er twee versies van de C414 leverbaar: de AKG C414 XLS en de C414 XLII. De laatste is vooral voor zang bedoeld, maar ook soloinstrumenten leven er van op.
Mijn voorkeur gaat nog altijd uit naar de B-ULS versie, voor mij de topper uit de serie. Maar probeer er maar eens aan te komen...
Wat maakt nu die C414 zo onvergelijkbaar? Het is een echte groot-membraan voorzien van een eenzijdig goud-opgedampte kunststoffolie, met een doorsnee van 29mm. Deze microfoon levert maar liefst 4 instelbare richtingskarakteristieken, een volle, heldere klank, met -indien gewenst- échte lage frequenties. De C414 staat ook bekend om de zeer lineaire weergave, kortom een natuurgetrouw geluid voor stem en vrijwel alle instrumenten. Een werkpaard pur sang. En, redelijk allergisch voor een slechte akoestiek. Alle vervelende reflecties worden door elke C414 'genadeloos' doorgegeven. Gevoelig typje dus.

Richtingskarakteristiek instelbaar
De richtingskarakteristiek kan bij de C414 heel slim geschakeld worden door met een schakelaartje de gewenste karakteristiek te kiezen. Maar hoe werkt dat nou?
De C414 heeft twee onafhankelijke diafragma's aan voor- en achterzijde.
De gewenste richtingskarakteristiek schakel je als volgt:
- Voorzijde en achterzijde +60V geeft een omni
- Voorzijde +60V, achterzijde -60V geeft 8-karakteristiek
- Voorzijde +60V en achterzijde aan aarde geeft (super)cardioïde
Toelichting: in de AKG C414 zijn twee diafragma’s aanwezig die tegengesteld zijn geplaatst, één naar voren gericht en één naar achter. Beide hebben een cardioïde polar patroon. Wanneer er een cardioïde patroon is geselecteerd op de microfoon is dus alleen het voorste diafragma actief, het achterste diafragma niet. Wanneer het achterste diafragma wordt toegevoegd in fase, vind er een optelling van energie plaats en ontstaat er een omnidirectioneel polar patroon. Wanneer het achterste diafragma wordt toegevoegd 180 graden uit fase ontstaat er een figure-of-eight polar patroon, een signaal opgevangen vanaf de zijkant staat immer uit fase. Dit zijn de drie primaire patronen die worden gecreëerd. De tussenliggen patronen worden hieruit samengesteld door meer of minder van één van de diafragma’s aan het totaal toe te voegen.

Door deze slimme constructie kun je de richtingskarakteristiek zelfs op afstand (vanaf je mengtafel) schakelen bij sommige C414's. (Met dank aan AKG, Michael Amon en Thijs Dullaart)
Nog een tip: Nooit laten vallen en altijd (zei ik 'altijd'?) een spuugkapje of plopfilter gebruiken, want anders moet je na een jaar al de eerste roest van je dure microfoon krabben.
- manual C414 B-ULS
- factsheet C414 B-ULS
