Microfoons

Microfoons zijn er in veel soorten, maten en kwaliteiten, voor verschillende toepassingsgebieden. We bespreken hier alleen microfoons voor muziektoepassingen, niet die voor medische doeleinden, telefoon, onderwater-onderzoek, ultrageluid ed.

AKG C409 klemmicrofoonSpeciale inflatable microphone!AKG D112 basmicrofoon

Dynamic Ribbon Condensator Piëzo PZM Digital
Richtingsgevoeligheid Technische specificaties Tips Links

Typen microfoons

Meestal worden microfoons onderscheiden naar hun werkingsprincipe:

  1. Magneto-dynamische microfoons (Dynamic Microphones)
  2. Band-microfoons (=Ribbon Microphones)
  3. Condensator microfoons (=Condensor Microphones)
  4. Piëzo microfoons (=Piëzo Electric Microphones)
  5. Grensvlak microfoons (=Pressure Zone Microphones, PZM's, = boundary microphone)
  6. Stereo microfoon
  7. Digitale microfoon

Zie ook de uitgebreide pagina's over PA-techniek.

 Shute SM58b zangmicrofoonBeyer TGX 58 zangmicrofoonSennheiser MD421

1. Dynamische microfoons

Bij deze microfoons bestaat de kern uit een sterke magneet, waaromheen een spoel is opgehangen. De spoel zit vast aan het membraan, een héél dun vlies van kunststof, dat als een "trommelvlies" werkt. Het binnenkomende geluid brengt het membraan in trilling, daardoor gaat de spoel in hetzelfde tempo bewegen in het magneetveld. Daardoor wordt er een spanning geïnduceerd (in de grootte-orde van duizendste of zelfs miljoenste Volts). Dit is het "moving coil" principe. Door de massa van het membraan plus spoel is het met dit soort microfoons niet goed mogelijk om frequenties boven 15KHz weer te geven. Grote geluidsdrukken (tot zo'n 150dB!) zijn voor een goede dynamische microfoon meestal geen probleem. Die spanning gaat vervolgens via je microfoonsnoer naar mengpaneel/versterker/opname-apparaat. Dynamische microfoons zijn de meest gebruikte microfoons voor PA-toepassingen. Ze kunnen behoorlijk goed klinken en zijn minder kwetsbaar dan bijv. condensatormicrofoons. Sommige nieuwere typen microfoons hebben een magneet van Neodymium, dat een sterker magneetveld kan opwekken dan de gangbare magneet-materialen. Zodoende kan zo'n microfoon een hogere output hebben (meer signaal en dus een betere signaal/ruis verhouding).

Subkick microfoon  subkick microfoon

Een luidspreker heeft in feite dezelfde constructie als een dynamische microfoon: een spoel gekoppeld aan een membraan, die is opgehangen in een magneetveld. Een luidspreker aangesloten op de ingang van een mengpaneel werkt ook daadwerkelijk als microfoon. Doordat het membraan zo zwaar is en relatief stug is opgehangen worden alleen lage tonen goed weergegeven: tot maximaal zo'n 2KHz, maar boven de 300Hz wordt het al minder. Door het grote membraanoppervlak worden de lage frequenties wel erg efficiënt en sterk weergegeven. De Yamaha Subkick is in feite een luidspreker die in een soort trom is gemonteerd. Dit geheel wordt dan vóór de bassdrum geplaatst. In combinatie met een tweede microfoon, die de hogere frequenties (de tik van de klopper tegen het vel) opneemt, kan dit heel diepe bassdrumsound geven.

Naar boven

 Antieke RCA ribbon microfoon

2. Ribbon microfoons

Het werkingsprincipe is het zelfde als bij de dynamische microfoon. In plaats van membraan en spoel vangt een zeer dun metalen bandje de trillingen op. Dat bandje fungeert dus in feite als een spoel met één wikkeling. Een bandmicrofoon kan zeer lage frequenties, tot 30Hz, registreren. Erg kwetsbaar en zéér gevoelig voor windstoten/blazen. Wordt weinig meer gebruikt.

Naar boven

 Neumann U87 studio-microfoonSennheiser ME64 condensatormicrofoon

3. Condensator microfoons

Deze bestaan uit een flexibel membraan en een metalen plaat (backplate). Op beide staat een elektrische spanning. Door de kleine onderlinge afstand (ongeveer 1/100mm!) vormen ze een condensator. Als het flexibele membraan gaat bewegen, onstaat een spanningsfluctuatie, die door een ingebouwd versterkertje wordt versterkt vóórdat het via de kabel wordt doorgegeven. Sennheiser heeft voor zijn MKH-serie een variant op dit principe bedacht, waarbij er een hoogfrequente elektrische spanning op de condensatorplaten staat. Geluidstrillingen brengen op deze manier fluctuaties in de frequentie teweeg. Deze worden dan vervolgens gedetecteerd en versterkt.

Uit bovenstaande volgt dat een condensatormicrofoon dus altijd een voedingsspanning nodig heeft, voor het onder spanning houden van het membraan én voor de ingebouwde versterker. Die voeding kan bestaan uit een ingebouwde batterij, of gebeurt via de aansluitkabel. De spanning komt dan vanuit het mengpaneel. Dit wordt "fantoomvoeding" of "zwevende voeding" genoemd. Vroeger was de ingebouwde versterker een buizenversterker. Ook nu nog zijn deze "buizen-microfoons" populair (en erg duur!). De grote microfoons die je in een "spin" opgehangen ziet in de studio zijn meestal "grootmembraan-condensatormicrofoons". Door het grotere membraan-oppervlak kunnen ze ook zeer lage frequenties opnemen. Het grotere membraan dempt ook wat hoog. deze microfoons klinken daarom "warm". Klein-membraan condensatormicrofoons klinken meestal neutraler. Condensatormicrofoons kunnen zeer hoge frequenties weergeven en hebben weinig ruis en door de ingebouwde versterker een hoge output. Ze worden vooral in studio's gebruikt. Sommige wat steviger uitgevoerde modellen zijn ook geschikt voor live gebruik. Live worden ze vooral gebruikt als overhead microfoons voor de drums (hoge frequenties van mn. de bekkens!), voor het versterken van akoestische instrumenten, als overhead voor een koor ed. Er zijn nu ook speciale modellen voor lead-zang, vooral geschikt voor professionele zangers/zangeressen: je hoort namelijk ALLES... Nadelen zijn hoge prijs en kwetsbaarheid.

Een elektret microfoon is een goedkopere constructie van een condensatormicrofoon met een vaste "ingebakken" polarisatie van de backplate. De kwaliteit ligt meestal tussen die van de dynamische en die van de echte condensatormicrofoon in. Nieuwere typen evenaren echter de kwaliteit van een "echte" condensatormicrofoon.

Naar boven

 Antieke piëzo microfoonHohner piëzo mondharmonica-microfoon

4. Piëzo microfoons

De kern bestaat uit een speciaal materiaal, dat onder invloed van druk een spanning produceert: het piëzo-elektrisch effect. Hetzelfde effect wordt overigens in piëzo gas-aanstekers gebruikt. Piëzo microfoons worden vooral gebruikt in akoestische gitaren. De piëzo-elementjes zitten dan op de brug, onder de snaren geklemd. Als de er over lopende snaar trilt, vervormt het piëzo-meteriaal en komt er een spanning uit. Meestal versterkt een ingebouwde voorversterker het geluid nog eerst. Handmicrofoons met piëzo techniek worden al tientallen jaren niet meer gebruikt, vanwege het abominable ("low-fi") geluid, behalve soms nog door mondharmonica-spelers die op zoek zijn naar de authentieke sound van oude opnames: de "fietslamp"-microfoons, aangesloten op buizen-gitaarversterkers. Oorspronkelijk waren dit overigens oude microfoons uit taxi's!

Naar boven

 Crown PZM microfoon

5. PZM's

Een Pressure Zone Microfoon, of boundary microfoon, bestaat uit een plaat met op het grensvlak ervan een microfoontje, vaak een elektret. Hoe groter het oppervlak, hoe beter de bas weergave. Geschikt voor het opnemen in de studio van akoestische instrumenten en voor het opnemen van de ruimte-akoestiek, evt. op een afstand van de geluidsbron. Zachte signalen opnemen is meestal ivm. de slechte signaal/ruisverhouding af te raden. Dit type microfoons wordt ook oa. gebruikt voor bijv. conferenties en in de beveiligingstechniek, ook wel in de opnamestudio, in het theater en soms als bassdrum microfoon binnen in de bassdrum. In dat laatste geval moet je er wel een hebben die bestand is tegen de grote geluidsdrukken in het inwendige van een bassdrumketel!

Naar boven

stereo microfoon X-YStereo microfoonstereo microfoon X-Y

Naar boven

6. Stereo microfoon

DIt is een setje aan elkaar vastgemaakte microfoons met, als het goed is, exact dezelfde specificaties. Een zogenaamd "matched pair". Ze zitten soms samen in één behuizing, zodat de microfoon er van buiten als een vrij normale mic uitziet. Soms zie je ook de twee microfoons, meestal onder een rechte hoek met elkaar gemonteerd, in de zogeheten x-y opstelling. Aansluiten gaat via een speciale stereo kabel: stereo jack (TRS) of een 5-polige stereo XLR plug. Je gebruikt ze meestal voor (locatie-) opname met een draagbare recorder. Ook voor video opnames worden ze gebruikt. Soms ook als overhead microfoon voor drums, percussie of koor. Qua type zijn het vrijwel altijd elektret of condensator microfoons met een klein membraan.

 

Beyer MCD100 digitale microfoonNeumann D01 digitale microfoon

Naar boven

7. Digitale microfoon

Dit is meestal een condensatormicrofoon, maar met een ingebouwde Analoog-Digitaal (AD-) converter. Zo'n microfoon kan rechtstreeks op digitale opname-apparatuur (AES/EBU) worden aangesloten. Verlies aan geluidskwaliteit door kabels speelt dan geen rol meer. Zo'n microfoon kan via de bijgeleverde software vaak op afstand worden "bestuurd": richtingkarakteristiek, gevoeligheid ed. zijn in te stellen via een computerprogramma (Neumann Solution D). Op termijn is het misschien mogelijk om de membraantrillingen rechstreeks in digitale informatie om te zetten.

Naar boven


Sennheiser E604 drummicrofoonSennheiser E609 gitaarmicrofoon

 Richtingsgevoeligheid

Bij opnames worden soms rondom gevoelige microfoons gebruikt, dat wil zeggen microfoons die elk geluid, van welke richtig het ook komt, even hard opnemen. Voor live-gebruik zijn deze microfoons door de sterke neiging tot rondzingen (feedback) ongeschikt. Hier worden richtiggevoelige microfoons gebruikt, met bijvoorbeeld een cardioïde (hartvormige) gevoeligheids-karakteristiek. Ze zijn aan de voorkant veel gevoeliger dan aan de achterkant. Een zgn. hypercardioïde microfoon heeft dat nóg sterker. Technisch is het moeilijker (dus duurder) om een goed klinkende richtinggevoelige microfoon te maken dan een even goede rondom gevoelige mic. Bij sommige studio microfoons is de richting-gevoeligheidskarakteristiek in te stellen.

Microfoon richtkarakteristieken

De 5 basistypen microfoons qua richtinggevoeligheid:

  1. Rondom gevoelig (omni directional)
  2. Cardioide (cardioid)
  3. Super cardioide (super cardioid)
  4. Hyper cardioide (hyper cardioid)
  5. Bidirectioneel, achtvormig (bidirectional, figure of 8)

Naar boven

 Technische specificaties

  • Maximale geluidsdruk. Is vooral van belang voor het van dichtbij opnemen ("close miking") van luide geluidsbronnen: drums of basgitaarspeakers bijvoorbeeld. De waarde die wordt opgegeven is meestal het aantal dB waarbij de vervorming (THD, Total Harmonic Distortion) 1% bedraagt. De waarde is meestal tussen de 110-150dB.
  • Gevoeligheid. Dit is de spanning die de microfoon bij een bepaalde geluidsdruk afgeeft. Meestal aangegeven in mV bij 1 Pascal geluidsdruk (=94dBA). Condensatormicrofoons met een hoge uitgangsspanning hebben vaak nog een verzwakker-schakelaar om bij hoge geluidsdrukken oversturen van de mengpaneel-ingang te voorkomen.
  • Ruis. Een goede microfoon voorversterker heeft tegenwoordig een signaal-ruisverhouding van zo'n 130dB. Hoe lager het ruisniveau van de microfoon zélf, hoe beter hij geschikt is voor het opnemen van zachte geluidsbronnen.
  • Impedantie. Dit is de wisselstroomweerstand van de mic. Hoe lager de impedantie, hoe langer het microfoon snoer kan zijn zonder verliezen te krijgen. Een waarde van enkele honderden Ohms is gangbaar. De ingangsimpedantie van het mengpaneel dient minstens 10x zo hoog te zijn als de microfoon-impedantie.
  • Frequentiebereik. Het menselijk gehoor kan trillingen waarnemen van zo'n 20-20.000Hz. Slechts enkele zeer dure studiomicrofoons kunnen al deze frequenties even duidelijk in de goede onderlinge verhoudingen weergeven. Bij sommige microfoons is de frequentiekarakteristiek met opzet niet lineair gemaakt, om het geluid "bij te kleuren". Bij veel zangmicrofoons worden lage frequenties sterker weergegeven (klinkt "voller") en middenfrequenties ook (betere verstaanbaarheid).
  • Proximity-effect. Microfoons met een cardioïde gevoeligheidskarakteristiek, of in het algemeen: microfoons die niet rondom gevoelig zijn, hebben de eigenschap lage tonen in verhouding harder weer te geven als de geluidsbron dichtbij de microfoon is (0-5 cm). Dit wordt proximity-effect genoemd. Zangers/zangeressen gebruiken het om hun stem bij bepaalde passages meer "body" te geven.
  • Filters. Om het proximity-ffect te temperen zit er op sommige microfoons een lage tonen-filter. Dat wordt dan High Pass filter of Bass Roll Off filter genoemd.
  • Off-axis frequentiekarakteristiek. Als bij een richtmicrofoon het geluid schuin van voren komt, is de frequentiekarakteristiek meestal niet meer recht. Vooral hoge tonen worden dan zwakker opgepikt. Bij opnames kan een slechte off-axis reactie ten koste gaan van de ruimtelijkheid, omdat ons gehoor de richting-informatie vooral uit de hoge tonen haalt.
  • Phantom power (zwevende voeding). Een condensator microfoon wordt vaak van de noodzakelijke voeding te voorzien door vanuit het mengpaneel of vanuit de voorversterkermodule de spanning via de microfoonkabel zélf te sturen. Meestal is dat een spanning van 48V. Dynamische microfoons hebben geen spanning nodig, maar hebben er ook geen last van als ze op een ingang met fantoomvoeding worden aangesloten. Als je met fantoomvoeding werkt, sluit dan eerst alle mic-ingangen aan, schakel dán de fantoomvoeding in en zet als laatste de faders open. Anders hoor je gigantische knallen via de speakers, die dan een grote kans lopen beschadigd te raken, evenals je versterker-eindtrap!
  • Handgevoeligheid. Vooral van belang bij zangmicrofoons, hiermee wordt bedoeld hoe sterk de geluiden van het bewegen van de microfoon in je hand worden doorgegeven.
  • Plopgevoeligheid, vooral bij richtmicrofoons. Bij dichtbij spreken of zingen worden dan "p"- en "b"- geluiden en evt. ook f, h, t en w te hard weergegeven. Een plopfilter monteren brengt meestal uitkomst. Vaak is het intern aangebrachte schuimplastic kapje al voldoende.
  • Windkap: als een microfoon buiten wordt gebruikt krijg je soms veel bijgeluiden van de wind in de microfoon. Een windkap (schuimplastic of in de vorm van een "dode kat") dempt de windgeluiden, maar laat andere geluiden door.

Windkap "dode kat"Windkap, schuimplastic

Naar boven

Nady UHF wireless set

 Tips:

  • Bezuinig niet op microfoons. Wil je een goede weergave en/of weinig kans op rondzingen en oversturing, dan kost je dat een paar duiten. Helaas is het met microfoons grofweg zo dat kwaliteit en prijs hand in hand gaan...
  • Koop geen microfoon met aan/uit schakelaar. Die staat altijd op een ongelegen moment uit. Als tijdens de soundcheck de geluidtechnicus het volume hoger en hoger zet en nog steeds niets hoort, zet jij de schakelaar aan: de fluittoon die je dan hoort... Als je tijdens je stageshow met je hand over de schakelaar glijdt, valt plotseling het geluid uit, enz. Vastlijmen dus! In- en uitschakelen van microfoonkanalen ("muten") is de taak van de technicus.
  • Gebruik goede kabels en dito pluggen. Professionele systemen werken allemaal symmetrisch, dwz. met een 3-polige kabel met XLR-pluggen. Goedkopere mengpanelen hebben alleen jack-ingangen, zodat je verloopkabels XLR-jack nodig hebt. Omdat het systeem dan niet meer symmetrisch werkt, heb je meer last van bromstoringen. Fantoomvoeding is onmogelijk met (mono) jack-aansluitingen.
XLR pluggen Jack pluggen
XLR pluggen Jack pluggen
Speakon pluggen RCA Phono (tulp-) pluggen
Speakon pluggen RCA phono- of tulp-pluggen
  • Pas op met een mengpaneel met fantoomvoeding in combinatie met verlooppluggen XLR-jack: de fantoomvoeding kan door deze verlooppluggen worden kortgesloten! Niet elk mengpaneel kan daar tegen...
  • Inregelen tegen rondzingen: probeer tijdens de soundcheck uit hoe gevoelig je microfoon is als je hem in die of die richting houdt, of als je je hand er gedeeltelijk om heen houdt (dan gaat hij namelijk eerder rondzingen!). Loop evt. met je microfoon en onthoud de plek(ken) met rondzing-gevaar. Wijs nooit het de kop van de microfoon richting monitor of richting PA box! Leg de monitor zó neer dat hij op de oren gericht staat, niet op je knieën of een meter boven je hoofd.
  • Zet de microfoon terug op het statief, leg hem niet ergens neer als je hem niet meer nodig hebt.
  • Voorkomen van overspraak. Overspraak wil zeggen dat een deel van het geluid dat bijv. voor de gitaarmicrofoon bedoeld was, in je zangmicrofoon komt. Als je de volgende regels in acht neemt is de kans daarop minder groot: de afstand tussen de microfoons onderling moet op zijn minst 3x de afstand zijn die zit tussen de microfoon en de geluidsbron. Als dus een microfoon op 15 cm voor de gitaarspeaker staat, moet een volgende microfoon verder dan 45 cm weg staan. Overspraak kan ook ontstaan doordat een zangmicrofoon in een rechte lijn voor bijvoorbeeld een gitaarspeaker, keyboards monitor oid. staat. Dan "straalt" het geluid van die speaker recht in de zangmicrofoon, wat vooral storend kan zijn op het moment dat er niet wordt gezongen. Draai in zo'n geval de speaker een beetje van de microfoon af of verplaats de microfoon.
  • Houding voor de microfoon. Als je gebogen gaat staan zingen zal het slecht lukken om je longen optimaal te gebruiken. Ga dus recht staan. Zit je gitaar je in de weg, neem dan een microfoon met hengel, zodat je recht kunt staan.
  • Gemiddeld genomen krijg je met de meeste zangmicrofoons het beste geluid door de microfoon ter hoogte van je kin te houden, iets schuin omlaag gericht. Wil je meer bas, houd hem dan wat dichter bij je mond.
  • Oefen om te zingen met microfoon, het is je instrument! Als je een ervaren zanger/es live ziet zingen, dan zie je dat die bij bepaalde passages de microfoon verder weg houdt, bij andere dichterbij, enz. Alleen door te proberen kun je ontdekken hoe voor jou, met jouw stem en jouw microfoon dat samenspel werkt.
  • Vergeet de batterijen niet! Bij condensatormicrofoons zonder fantoomvoeding en bij zendmicrofoons is een batterij nodig. Zorg dat je altijd een reservebatterij bij je hebt!
  • Controleer als je met een kabelmicrofoon werkt hoe ver je kunt lopen, maak de kabel vrij, of prik er een extra kabel aan om te verlengen. Check ook of de plug goed aan de microfoon vast zit geklikt.
  • Statief. Blijkt een ongelooflijk gecompliceerd apparaat te zijn voor sommige zangers/zangeressen... Bekijk eens goed hoe hij werkt, waar alle schroeven voor zijn. Check of je de microfoon er gemakkelijk in- en uit kunt krijgen en of hij veilig vast zit als je met het statief mocht gaan zwaaien... Zie ook de speciale pagina: Microfoonstatieven
  • Laat je microfoon niet vallen. Het is een kwetsbaar precisie-instrument. Vaak werkt de microfoon nog wel na een val, maar is de klank veranderd en dat meestal niet in de goede zin!
  • Om het risico van struikelen over microfoon kabels te verkleinen, leg je ze zó neer, dat ze langs de randen van het podium liggen, evt. nog vastgeplakt met gaffa tape. Verleng kabels die te kort zijn met een extra kabel. Een strak gespannen kabel heeft veel te lijden en er struikelt vroeg of laat gegarandeerd iemand over! Als je microfoon van driehonderd €uri tegen de vloer knalt sla je je voor je kop, dat je niet één tiende van dat bedrag aan een extra kabeltje had uitgegeven!
  • Bescherm je microfoons tijdens vervoer door ze in een goed passend met schuimplastic bekleed koffertje te bewaren.
  • Microfoons zijn vatbaar voor vocht. Sla ze dus niet op een vochtige plaats op, laat ze niet 's nachts in je auto liggen en stop er een zakje silica-gel bij in het koffer.
  • Door een plotselinge temperatuur-overgang van koud naar warm kan er condens in je microfoon neerslaan, vooral als je er meteen in gaat zingen (vochtige adem). Laat de microfoon dus even een uurtje opwarmen.
  • In de kap van je microfoon komt vuil. Als je dat wilt verwijderen, draai dan de kap er voorzichtig af en blaas hem schoon. Doe dat NIET als de kap nog op de microfoon zit! Je kunt evt. het gaasje ook met water en shampoo oid. wassen, daarna erg goed uitspoelen en laten drogen! Het binnenwerk en kapsel kun je evt. door iemand met verstand van zaken laten reinigen. Dat zal normaal niet snel nodig zijn.
  • Voor veel microfoons kun je een plopfilter krijgen. Dat is een kapje van een speciaal soort geluidsdoorlatend schuimplastic, dat oa. "p"-klanken dempt. Bijkomend voordeel: er komt geen speeksel ed. in je microfoon.
  • Rook is slecht voor je longen en óók voor je microfoon. Er komt een laagje aanslag op het membraan, dat dempt met name de hoge tonen.
  • Ga niet staan blazen in je microfoon en ga er niet op slaan, bij wijze van "one two test", zéker niet bij een dure en gevoelige condensator microfoon! Zo kun je het membraan beschadigen.
  • Na afloop van een concert: PA en monitors uitschakelen en als eerste de microfoons in veiligheid brengen. Zo worden ze niet omver gelopen tijdens het sjouwen met andere spullen en komen gasten met criminele bedoelingen niet op een idee...

Naar boven

©Sander Sanders


 Links

Hier onder staan links naar microfoonfabrikanten en naar interessante artikelen over dit onderwerp.

Naar boven

Donatie

Dit is een gratis site, die al sinds 2003 voortdurend wordt uitgebreid en geactualiseerd. Als jij ook wilt dat dat zo blijft, doe dan een donatie aan Popschool Maastricht >>

QR code https://www.popschoolmaastricht.nl:443/college_microfoons.php

Bijgewerkt op: 22 April, 2017