Wie funktionieren Mikrofone und der Klark Teknik Mic Booster CT1 im Test

Der Klark Teknik Mic Booster CT1 hebt den Pegel von ausgangsschwachen Mikrofonen wie dem Shure SM7. Eine gute Gelegenheit die Funktionsweise von Mikrofonen zu erklären.

Klark Teknik Mic Booster CT1 TEst

Mit dem Podcast-Hype kamen auch wieder Mikrofone zum Einsatz, die Nicht-Musiker vorher kaum auf dem Schirm hatten. Noch bevor das Thema des zukünftigen Podcasts feststeht, muss erst einmal ein Shure SM7 her, da man ohne das keinen Podcast machen kann. Ironie off.

Hintergrund: Shure SM7, Rode ProCaster und der schwache Pegel

Das Problem mit einem Shure SM7, aber auch dem Rode ProCaster ist, dass sie sehr unempfindlich sind. Das bedeutet, dass die Spannung, welche durch Luftdruckänderung, die durch das Sprechen entsteht und durch die Tauchspule und den Magneten im Mikrofon erzeugt wird, sehr klein ist. Durch den Vorverstärker (Preamp) im Audio-Interface, muss diese sehr kleine Spannung auf einen Pegel verstärkt werden, der auch für Aufnahmen nutzbar ist.

Der Ausgangspegel eines Shure SM7 ist aber so gering, dass der Vorverstärker eine sehr hohe Verstärkung liefern muss und das ist bei den meisten Audiointerfaces und auch externen Vorverstärkern selten der Fall. Meist liefern diese eine Verstärkung, die auch Gain genannt wird, im Bereich von 50-60 dB. Das ist für die meisten Anwendungen auch vollkommen ausreichend. Kondensatormikrofone wie das Rode NT1, ein Neumann TLM 103 und viele andere haben einen so hohen Ausgangspegel, dass man hier mit sehr viel geringeren Verstärkungen auskommt.

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Rode ProCaster Mikrofon

Auch das billige Shure SM57, das grundsätzlich nichts anderes als ein SM7 ist, da die Mikrofonkapsel auf dem Unidyne III Modell basiert und damit klanglich fast nicht zu unterscheiden ist (bis auf den etwas erweiterten Bass-Bereich des SM7), hat einen relativ unproblematischen Ausgangspegel. Im Vergleich zum SM7 hat man dem „Bühnenmikrofon“ SM57 einen Übertrager am Ausgang spendiert, der die Ausgangsspannung erhöht. Damit ist weniger Gain beim Vorverstärker erforderlich.

Man kann ein SM7 auch an einem Preamp mit „nur“ 50-60 dB Verstärkung betreiben, allerdings muss man den Gain-Regler dann bis zum Anschlag aufreißen. Dadurch steigt aber auch das Rauschen des Vorverstärkers und das ist natürlich unerwünscht.

Wie funktioniert ein Mikrofon?

Mikrofone sind nichts anderes als Geräte, die Luftdruckänderungen in Spannung übersetzen. Wenn wir sprechen, wenn ein Drum Stick auf ein Schlagzeugfell trifft, wenn ein Motor brummt, wenn eine Saite schwingt, können wir das nur hören, weil damit die Luft zu Schwingungen angeregt wird. Diese Schwingungen treffen als Luftdruckänderung auf unser Ohr. Das Trommelfell im Ohr und der ganze Apparat dahinter (Hörknöchelchen, Flimmerhärchen etc.) wandelt es auch bei uns in Nervenimpulse und damit in eine Spannung um.

Auch ein Mikrofon hat zunächst eine Art Trommelfell, die Membran. Diese beginnt zu schwingen, sobald sich der Luftdruck ändert, also Schallwellen auf sie treffen. Diese Schwingung der Membran muss irgendwie in Spannung umgewandelt werden. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten. Wir beschränken uns auf 2 davon:

Das Tauchspulenmikrofon, darunter fallen z. B. das Shure SM7 oder das SM57 und viele Handmikrofone und es gibt das Kondensatormikrofon wie das Neumann U87, Rode NT1, aber auch die meisten Mikrofone in Smartphones, Headset, USB-Mikrofone etc. sind Kondensatormikrofone, wobei es hier wiederum unterschiedliche Technologien gibt. Das würde hier aber zu weit führen.

Tauchspulenmikrofon Prinzip (Quelle: Wikipedia)

Beim Tauchspulenmikrofon wird einfach eine Spule mit Kupferdraht an die Membran geklebt und diese Spule bewegt sich in einem Magneten. Trifft Schall auf die Membran, taucht die Spule in den Magneten ein und deshalb nennt man dieses Prinzip Tauchspulenmikrofon oder auch „dynamisches Mikrofon„. Dabei entsteht durch Induktion eine ganz kleine Spannung, die in der Höhe dem Verlauf der Luftdruckschwankung folgt.

Beim Kondensatormikrofon wird die Membran aus einer Kunststofffolie mit einer leitfähigen Metallschicht (meist Gold) beschichtet. Ganz dicht dahinter befindet sich eine weitere Metallfläche. Zwischen den beiden Flächen entsteht ein winziger Zwischenraum. Die beiden Flächen berühren sich nicht, sind aber elektrisch mit einer nachfolgenden Schaltung verbunden. Damit bilden sie einen Kondensator.

Elektronik in einem Kondensatormikrofon

Trifft nun Schall auf die Membran, verändert sich der Abstand zwischen den beiden Flächen und damit die Kapazität des Kondensators. Diese Veränderungen der Kapazität sind so gering, dass danach sofort eine spezielle Schaltung dafür sorgen muss, dass diese in eine nutzbare Spannung umgewandelt wird. Im Mikrofon ist also bereits ein Vorverstärker eingebaut, weshalb Kondensatormikrofone immer mit einer Betriebsspannung versorgt werden müssen (Phantomspeisung oder eigenes Netzteil).

Kondensatormikrofon Prinzip (Quelle: Wikipedia)

Weil diese beschichtete Membran aus einer sehr leichten und dünnen Kunststofffolie besteht und damit sehr schnell und gleichmäßig auf Luftdruckänderungen reagieren kann, haben Kondensatormikrofone meist bessere klangliche Eigenschaften als Tauchspulenmikrofone. Diese müssen ja die relativ schwere Kupferspule bewegen und das auch noch gegen das Feld des Magneten arbeiten, in die sie eintaucht.

Kondensatormikrofon-Kapsel mit Elektronik
Kondensatormikrofon-Kapsel mit Elektronik

Es ist aber nicht so, dass ein Kondensatormikrofon per se besser klingen würde, als ein dynamisches Mikrofon. Ein dynamische Beyerdynamic M201 lässt die meisten günstigeren und auch mittelpreisigen Großmembran-Kondensatormikrofone alt aussehen.

Was ist die Empfindlichkeit bei einem Mikrofon?

Die Empfindlichkeit sagt aus, welche Spannung oder welchen Pegel ein Mikrofon bei einem Pascal Luftdruckänderung liefert. Dazu gibt es leider unterschiedliche Einheiten. Entweder wird sie in dB angegeben oder in Millivolt (mV). Das Shure SM7 hat laut Datenblatt eine Empfindlichkeit von -59 dB oder 1,12 mV. Die Bezugsgröße ist dabei 0 dB = 1 Volt pro Pascal.

Dezibel, der sog. Leistungspegel mit der Einheit dB ist eine logarithmische Größe:

-10 dB sind 0,1
-20 dB sind 0,01
-30 dB sind 0,001

Mit seinen -59 dB ist das Shure SM7 ein Mikrofon mit einer sehr geringen Empfindlichkeit. Das bedeutet, das selbst starke Schallpegel in eine ziemlich geringe Spannung umgesetzt werden und es darum einer hohen Verstärkung bedarf, um das Signal verwenden zu können.

Klark Teknik Mic Booster CT1
Klark Teknik Mic Booster CT1 und das Beyerdynamic M201

Nicht viel besser sieht es beim Rode ProCaster mit -56 dB und 1,60 mV/Pascal aus. Im Vergleich dazu hat ein Rode NT1a Kondensatormikrofon eine Empfindlichkeit von -31,9 dB oder 25 mV/Pascal.

Warum muss das Signal eines Shure SM7 sehr viel höher verstärkt werden, also etwa das des Rode NT1a. Damit man nicht gleich ein neues Audiointerface benötigt, helfen Mikrofon-Booster

Was macht ein Mikrofon-Booster eigentlich?

Abhilfe schaffen sog. Mikrofon-Booster. Das sind zusätzliche Vorverstärker, die einfach zwischen Mikrofon und Audiointerface gesteckt werden. Durch die 48 Volt Phantomspeisung, die heutzutage praktisch jedes Audiointerface mit Mikrofoneingang mitbringt, wird der Mikrofon-Booster mit Strom versorgt. Der Booster verstärkt also das Signal aus dem Mikrofon bereits auf einen so hohen Pegel, dass auch nachfolgende Preamps problemlos damit umgehen können. Damit dadurch nicht zusätzliche Nebengeräusche hinzugefügt werden, muss ein Mikrofon-Booster sehr rauschfrei arbeiten.

Klark Teknik Mic Booster CT1 TEst
Klark Teknik Mic Booster am Beyerdynamic M201

Der bekannteste Mikrofon-Booster, ist der TritonAudio FetHead. Dieser kostet jedoch um die 70 Euro. Mit seinen 27 dB Verstärkung hievt er ein Shure SM7 hinsichtlich des Ausgangspegels auf das Niveau von Kondensatormikrofonen und damit kommt jedes Audiointerface zurecht.

Klark Teknik Mic Booster CT1

Eine Alternative zum TritonAudio FetHead ist der Klark Teknik Mic Booster CT1. Auch dieser wird einfach dem Mikrofon nachgeschaltet und verstärkt dessen Signal um 25 dB. Dabei ist der CT1 mit -120 dB Eigenrauschen auch noch extrem Nebengeräuschfrei. Der wichtigste Unterschied zum TritonAudio FetHead ist allerdings der Preis. Den Mic Booster CT1 gibt es für extrem preiswerte 22 €.

Klark Teknik Mic Booster CT1
Klark Teknik Mic Booster CT1

Im Praxistest zeigt sich, dass der Klark Teknik Mic Booster CT1 den Ausgangspegel eines Rode ProCaster Mikrofons so gut anhebt, dass man mit dem Preamp-Gain am Audiointerface deutlich zurückgehen kann. Gleichzeitig verringert sich das Rauschen sehr deutlich, da der Preamp des Audiointerface nun nicht mehr an seiner Leistungsgrenze arbeiten muss.

Der Klang wird dabei nicht verschlechtert, denn der Klark Teknik Mic Booster CT1 arbeitet sehr neutral.

Fazit

Wer ein Shure SM7, ein Rode ProCaster oder auch Bändchenmikrofone problemlos und ohne zusätzliches Rauschen einsetzen will, kommt um einen Mikrofon-Booster nicht herum. Mit 22 € ist der Klark Teknik Mic Booster CT1 sehr preiswert und deutlich günstiger, als ein neue Audiointerface oder ein kompletter Mikrofonvorverstärker, der 75 dB oder mehr Verstärkung leisten kann.

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