Schlagzeugaufnahmen: Mikrophonposition und Phasendrehung

[finerip]

Hallo Leute

mir ist da vorhin eine - aus meiner Sicht - durchaus berechtigte Frage in den Sinn gekommen.

Zuerst die Vorgeschichte:
Bei der Abnahme von Snare, Hängetoms und Standtoms sowie Overheads wird das Mikrophon meistens auf der Seite des Schlagfells / von oben auf die Becken positioniert. Dort wird dies entsprechend ausgerichtet und ohne jegliche Phasenänderung aufgenommen. Macht Sinn! Ausnahme bildet hier z.B. die zusätzliche Abnahme des Snareteppichs an der Snare. Diese Aufnahme wird phasengedreht aufgezeichnet. Logisch, da sonst durch den "gefürchteten" Kammfiltereffekt eine Auslöschung von Freuqenzen stattfinden könnte. Ebenso dreht man die Phase, wenn z.B. eine Hihat am unteren (Bottom) Becken aufgenommen werden soll. Dies erkläre ich (mir) dadurch, dass das aufgenommene Signal um 180° zum gehörten/natürlichen Signal liegt.

Die Frage:
Eine Bassdrum wird nun meist von der gegenüberliegenden Seite des Schlagfells aufgenommen. Wieso wird hier nicht die Phase gedreht? Es ist ja - wie bereits bei der "Hihat von untern"-Version kein weiteres Mikro dabei im Spiel und somit kein Kammfiltereffekt direkt möglich, und der Aufnahmewinkel ist gegenüber Snare, Toms etc. um 180° gedreht - hören wir Schlagzeuger etwa ständig die "falsche Bassdrum" aufgrund unserer Position zum Instrument Wir sitzen ja immer zur Schlagfläche hin (von wirklich hoch hängenden Becken mal abgesehen) - logisch, wir "schlagen" ja auch!

Die vertiefende Frage:
Wann wird eigentlich die Phase bei der Aufnahme via Kabel oder per Schalter am Mischpult o.ä. (oder danach - Cubase u.ä. Software kann das ja auch noch später drehen) gedreht?

Weitere Frage:
Müsste man, wenn man einen auf achtziger Jahre Old-School-Metal macht, die Toms ohne Resonanzfelle von unten (also im Kessel Richtung Schlagfell) abnehmen würde auch die Phase drehen?

Danke schonmal im Voraus an Euch Profis da draußen, ich bin mir sicher für diese (für mich sehr) konfuse Frage gibt es bestimmt eine ganz simple und einleuchtende Antwort.

 

[pico]

Phasen drehen muß man eigentlich nur dann, wenn man ein Instrument mit 2 Mikrofonen abnimmt und da dann die Schallwellen versetzt ankommen, d.h. wenn der Mikrofonabstand vor und hinter dem Fell gleich ist, dann bekommen die beiden Mikrofone ja einmal das Fell das nach oben schwingt und für das andere Mikro schwingt zum gleichen Zeitpunkt das Fell nach unten - was ein um 180° gedrehtes Signal ergibt - theoretisch würden sich die beiden Signale in der Summe damit auslöschen.

In der Praxis sieht das so aus, das man sich die betreffenden 2 Signale gleichzeitig anhört und dabei darauf achtet, ob es zu Auslöschungen kommt - meist dreht man dazu testweise mal eine Phase und wenn es dann lauter wird, ist es OK, wird es leiser, dann war es vorher richtig

 

[ThomasT]

Hier brauchts eine grundsätzlichere Betrachtungsweise:

Hat man ein Mikro ist die Phasenlage egal, logisch. Egal ob von oben, von unten, seitlich etc. Klar.

Hat man zwei Mikros so fangen beide den Schall einer angenommen punktförmigen Schallquelle zeitverzögert (und mit anderem Pegel) ein.
D.h. die Phasenlage der Schallwellen ist an beiden Mikros unterschiedlich. Mischt man beides mit ähnlichen Pegal zusammen hat man Überlagerung von beiden und es kommt - je nach Phasenlage - zur Auslöschung oder Verstärkung - kurz zu sog. Kammfiltereffekten.

Ist ein Mikro verkehrt herum aufgestellt oder seine Polarität (nicht Phase!) invertiert (nicht gedreht!) dann ist die Überlagerung anders. Dort wo es sich vorher verstärkt hat löscht es sich nun aus und umgekehrt. Auch klar, oder?

Die Phasenverschiebung (d.h zeitliche Verschiebung) ist aber kontinuierlich! Alles Werte sind denkbar. Die Hoffnung ist nun, durch Umkehren der Polarität eines Mikros die Auslöschungen und Verstärkungen so zu ändern dass es besser klingt. Das muss aber nicht sein. Es kann dadurch auch schlechter klingen. Pico hat genau genommen unrecht, denn Polaritätsänderung verhindert Phasenauslöschungen nicht generell, sondern nur für bestimmte Frequenzen. Wohingegen für andere Frequenzen nun eine Auslöschung stattfindet. Da die Abstände der Mirkros beim Drumset aber in Größenordnung der Wellenlänge der Mittenfrequenzen liegen klappt eine einfache Polaritätsumkehr recht gut. Denn die Höhen sind eh sowas wie statistisches Geräusch und Rauschen plus invertierten Rauschen bleibt Rauschen ...

Polaritätsänderung ist also eine Art Krücke.

Um unterschiedliche Phasenlagen wirklich auszugleichen müsste man genau das rückgängig machen, wodurch sie überhaupt passiert: die zeitliche Verzögerung.
In einem Online-Workshop zum Drumabmischen hatte ich genau das mal gelesen. Derjenige rückt alle Spuren, auch die Overheads getrennt so hin, dass die Phasenlage des Snareschlags auf allen Mikros in der Polarität (erst positiv, dann negativ z.B.) identisch und zeitlich genau übereinander ist. (natürlich mit anderen Pegel)
Die Kammfiltereffekte der Snare werden so wirklich gemindert, die Snare ist in der Mitte (weil die Laufzeiten der OH-Mikros, bzw. generell nun gleich sind).
Der Drumsound klingt tatsächlich anders, fetter aber auch weniger räumlich. Meine Freundin fand - ohne zu wissen was sie hört - die so korrigierte Variante sogar besser. Ich nicht. Klar ist, die Kammfiltereffkte der Toms etc. werden so mit geändert. Wiederum bei so einem Glücksspiel kann das gut sein, oder es kann schlechter werden.
Um Phasenverschiebungen auszugleichen ohne Laufzeiten zu ändern bräuchte man einen sog. Allpass. Also reine Phasenverschiebung. (frequenzabhängig oder nicht)
Wie gesagt Polaritätsänderung ist nur eine mögliche Änderung von unendlich möglichen, da es kontinuierlicher Effekt ist. Es gibt da kein richtig rum oder falsch rum. Sondern nur ein klingt besser oder schlechter, oder egal.

In der Realität haben die Schallquellen aber eine Ausdehnung. Das untere Snaremikro bekommt tatsächlich die Bässe invertiert (da es andersrum steht) die Höhen von oben aber, da deren Wellenlänge (10kHz = 3,4cm) kleiner ist als der Abstand der Mikros invertiert und zeitlich verzögert (also phasenverschoben) und das obere den Teppich von unten analog. Mischt man also mit dem unteren Mikro auch Bässe zu dann ist es sinnvoll die Polarität zu drehen. Mischt man nur den Teppichsound hinzu kann es auch besser sein, die Polarität nicht zu drehen. Je nach Abstand der Mikros und Tiefe der Snare. (meist in 8 von 10 Fällen, klingt es aber "phasengedreht" besser, in 2 von 10 Fällen ist es egal. Es schadet also selten.)

Bei der Bassdrum ist es bei einem Bassdrummikro so, dass die Bassdrum über die anderen Mikros nur vergleichsweise leise kommt. Daher kann man die Bassdrum oft so behandeln als wäre es ein unabhängiges Mikro.

Ob man die Tommikros bei Abnahme von unten drehen müsste ist eine gute Frage.

 

[ambee]

beim schlagzeug muss man genauso mikrophasing machen wie bei einem gitarrenamp, wer nur mikros hinstellt und schaut obs mit oder ohne phasendrehung besser klingt, hat nicht verstanden dass die phase frequenzabhängig ist

ich vesitze für solche fälle dieses spielzeug: http://www.littlelabs.com/ibp.html

 

[UranusEXP]

beim schlagzeug muss man genauso mikrophasing machen wie bei einem gitarrenamp, wer nur mikros hinstellt und schaut obs mit oder ohne phasendrehung besser klingt, hat nicht verstanden dass die phase frequenzabhängig ist

ich vesitze für solche fälle dieses spielzeug: http://www.littlelabs.com/ibp.html

Oder ihn hier:

http://www.voxengo.com/product/pha979/

 

[ambee]

verschiebt das plugin tatsächlich die phase oder verzögert es das signal nur wie ein sample-delay?

das IBP von little labs funktioniert nämlich irgendwie anders, keine ahnung wie, aber es funktioniert:

Phase center lo/hi selects between a higher bandwidth phase adjust (button out)and a primarily lower frequency phase adjust (button in). This and the phase adjust button create the phase curve. It is important to note phase is frequency dependent and is different than time. For example depending on the two sources you are combining, and whether one source is direct and one is miked- between room reflections distance from the cabinet etc. determines what the curve would need to be. (e.g. you need to get the G note in phase as well the A note).

bei dem gerät war noch eine mehrseitige 'dissertation' des entwicklers auf englisch über phasenlage und sowas, ich musste mich aber nach einer seite geschlagen geben

 

[UranusEXP]

verschiebt das plugin tatsächlich die phase oder verzögert es das signal nur wie ein sample-delay?

Das Teil macht schon Phasenverschiebungen, man kann aber keinen "Frequenzschwerpunkt" setzen. Es kann auch positive und negative, zeitliche Verzögerung.

das IBP von little labs funktioniert nämlich irgendwie anders, keine ahnung wie, aber es funktioniert:

bei dem gerät war noch eine mehrseitige 'dissertation' des entwicklers auf englisch über phasenlage und sowas, ich musste mich aber nach einer seite geschlagen geben

Das Thema ist auch nicht ganz einfach zu verstehen. Ist glaube ich auch nur wichtig zu verstehen, dass eine zeitliche Verzögerung eine frequenzabhängige Phasenverschiebung gibt und zwar, je höher die Frequenz, desto größer der Phasenwinkel. Diese Teile wie der IPB oder PHA979 lassen einen den Phasenwinkel beliebig bzw. von 0° bis 360° über das ganze Frequenzspektrum konstant verändern, was wiederum einem frequenzabhängigem Delay mit unendlich vielen Bändern entspricht. Was besser funktioniert, frequenzabhängige (=simples Delay), -unabhängige Phasenverschiebung oder Verpolung hängt vom Einzelfall ab.

Derjenige rückt alle Spuren, auch die Overheads getrennt so hin, dass die Phasenlage des...

Derjenige hat dann aber wohl überhaupt nicht verstanden, was Sinn und Zweck der Laufzeitstereofonie ist und zaubert sich damit sicher ein äusserst stranges Stereobild auf seinen OHs. Was die Leute oft nicht verstehen, weil sie bei dem Wort Phasen- oder Laufzeitunterschiede gleich Panik bekommen: Laufzeit- und Phasendifferenzen sind der WITZ, sprich das zugrunde liegende Funktionsprinzip der Laufzeitstereofonie (=AB). It's not a bug, it's THE feature...

Lol, will man die Snare (auf den OHs) in der Mitte dann muss man halt die OH-Mikros so positionieren, dass die Snare gleich ohne Laufzeitunterschiede ankommt. Was man machen kann, ist die OHs als Referenz zu nehmen und die Close-Mics anzupassen. Geht bei AB-Overhead natürlich prinzipbedingt nicht perfekt, ausser man "pannt" das Close-Mic auch (zusätzlich) via Laufzeit, was u.U. eh' sehr gut kommen kann. Hieße konkret: Snare-Spur kopieren, hart links und rechts pannen und beide Spuren getrennt an den entsprechenden Kanal des OHs anpassen, also quasi die Laufzeit- und auch Pegeldifferenzen des OHs auf den Close-Mic-Kanälen imitieren.

Hier übrigens eine Hardcore-Seite zum Thema von Tonmeister-Überguru Eberhard Sengpiel:

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-LaufzeitPhase.htm

 

[ThomasT]

Derjenige hat dann aber wohl überhaupt nicht verstanden, was Sinn und Zweck der Laufzeitstereofonie ist und zaubert sich damit sicher ein äusserst stranges Stereobild auf seinen OHs.

Ja, das hatte ich auch schon im Tonthemen-Forum thematisiert (wo auch Eberhard Sengpiel regelmässig schreibt).

Aber ich hab's tatsächlich ausprobiert. Und es funktioniert, es klingt anders aber nicht unbedingt schlecht. Die Laufzeitunterschiede der Becken bleiben natürlich - in veränderter Form - erhalten. Es werden ja nur die Laufzeitunterschiede der Snare ausgemerzt.

 

[finerip]

Hi

ich fasse das mal mit meinen laienhaften Worten kurz zusammen (und bitte um Berichtigung bei Fehlern meinerseits):

Bei der Abnahme eines Instrumentes (z.B. am Schlagzeug) mit einem Mikrophon braucht man sich keinen Kopf über Phasenverschiebung oder Laufzeitänderungen zu machen. Kommen mehrere Mikros für ein und das selbe Instrument der gleichen Aufnahmezeit (z.B. Snare --> oben und unten abgenommen oder --> Schlagfell und via OH) zum Einsatz, dann sollte man - abgesehen vom persönlichen Ziel der Aufnahme - Phasendrehung und vor allen Dingen Laufzeiten (hinsichtlich Stereofonie u.ä.) berücksichtigen und ggf. korrigieren.

Danke für die Auskunft

P.S.: Für meinen simplen Verstand war das (http://www.sengpielaudio.com/Rechner-LaufzeitPhase.htm) in Summe schon ein harter Brocken - ich werde mich nun mehr aufs Üben meines Instrumentes konzentrieren und das Aufnehmen den Leuten überlassen, die es können

 

[MatthiasT]

Das Thema ist auch nicht ganz einfach zu verstehen. Ist glaube ich auch nur wichtig zu verstehen, dass eine zeitliche Verzögerung eine frequenzabhängige Phasenverschiebung gibt und zwar, je höher die Frequenz, desto größer der Phasenwinkel. Diese Teile wie der IPB oder PHA979 lassen einen den Phasenwinkel beliebig bzw. von 0° bis 360° über das ganze Frequenzspektrum konstant verändern, was wiederum einem frequenzabhängigem Delay mit unendlich vielen Bändern entspricht.

Ohne das gelesen zu haben dürfte das wohl ein simpler Allpass sein.

Allgemein erschließen sich die grundlegenden Zusammenhänge wenn man sich nur mal anschaut was Phase, Totzeit usw. überhaupt ist. Es ist ja eigentlich trivial dass ein Zeitunterschied für eine höhere Frequenz eine größere Phase bedeutet. Man ganz einfach gesprochen: Es passen mehr Wellen in den Zeitabschnitt.


Wobei man sich da nicht so einen Kopf machen sollte. Phasenverschiebungen kommen überall vor, an jedem Filter (egal ob akustisch, elektrisch oder mechanisch) und an jeder Laufzeit. Und weil wir das so gewohnt sind gehört es eben auch zum Klangbild.

Laufzeit- und Positionsunterschiede zwischen Mikrophonen kann man halt in der DAW durch Verschieben und Invertieren der Spuren ausgleichen. Aber ansonsten würde ich mir da wenig Gedanken drum machen, ein kleiner Kammfilter hier und da ist ja wirklich nicht so schlimm wie vielfach angenommen.
Deswegen mach ich das auch nur wenn ich zwei Mikrophone für eine Quelle hab die offensichtlich nicht in Phase sind, Manchmal verschiebe ich auch noch die Close-Mics relativ zu den Overheads, aber ich finde die Klangunterschiede da meistens eh nicht so gewaltig. Es ist eh unmöglich alles in Phase zu bekommen.

 

[finerip]

Es ist eh unmöglich alles in Phase zu bekommen.

Wofür auch - ich bin da ganz Deiner Meinung!

 

[pico]

wenn man eine Schallquell mit 2 Mikrofonen aufnimmt und dann beide Signale absolut Phasengleich wären, dann hätte man in der Summe einfach nur einen höheren Pegel - völlig Sinnlos, das schafft man auch mit einem Fader

Nur nocheinmal zur Begriffsklarstellung - auch wenn man bei Mikros von 'Phase drehen' spricht, dann ist damit eigentlich das invertieren des Signals gemeint, das ist ein kleiner Unterschied - bei der Phasendrehung wird das Signal zeitlich verschoben, beim invertieren wird nur die Polarität umgedreht.

 

[finerip]

Nur nocheinmal zur Begriffsklarstellung - auch wenn man bei Mikros von 'Phase drehen' spricht, dann ist damit eigentlich das invertieren des Signals gemeint, das ist ein kleiner Unterschied - bei der Phasendrehung wird das Signal zeitlich verschoben, beim invertieren wird nur die Polarität umgedreht.

Ist eine 180° Phasendrehung und zeitlich auf t=0 (zurück-)gesetzte Phase nicht das Gleiche wie ein invertiertes Signal? Doch umgangssprachlich hat sich wohl "Phasendrehung" einfach so eingeschlichen.

 

[MatthiasT]

Ist eine 180° Phasendrehung und zeitlich auf t=0 (zurück-)gesetzte Phase nicht das Gleiche wie ein invertiertes Signal? Doch umgangssprachlich hat sich wohl "Phasendrehung" einfach so eingeschlichen.

Bei einem reinen Sinus wäre das nicht voneinander zu unterscheiden. Nur solche Signale haben wir nicht.

Betrachte doch mal einen Impuls und schau was passiert wenn du ihn verschiebst, ihn in jeder Frequenz konstant in der Phase verschiebst oder ob du ihn invertierst. Dann sollte klar sein dass dies bei typischen Audiosignalen nicht das gleiche ist.


Dass sich die falschen Begrifflichkeiten eingeschlichen haben zeigt eigentlich eher dass die meisten Tontechniker von der eigentlichen Nachrichtentechnik nicht mehr viel Ahnung haben. Müssen sie im Grunde auch nicht.

 

[ThomasT]

Der Begriff "Phasendrehung" für "Signal invertieren" finde ich so schlimm nicht, wenn man weiss was es bedeutet und wenn es eindeutig ist.

Viel schlimmer finde ich die oft gehörte Begründung für alles mögliche: "Phasenschweinereien". Denn genau das zeigt, dass der Tonmensch keine Ahnung hat.

 

[pico]

die oft gehörte Begründung für alles mögliche: "Phasenschweinereien"

irgendwas muß ja dran schuld sein... gerne höre ich dann auch 'Kammfilter-Effekte', dass klingt gleich noch 'ne Ecke seriöser

Aber eine gute Lavalampe regelt das schon Lavalampen für den guten Ton <-<-Geheimer Link

 

[ebs]

Ist eine 180° Phasendrehung und zeitlich auf t=0 (zurück-)gesetzte Phase nicht das Gleiche wie ein invertiertes Signal? Doch umgangssprachlich hat sich wohl "Phasendrehung" einfach so eingeschlichen.

1. Verpolen oder invertieren heißt einfach die a/b-Adern eines Kabels auf b/a vertauschen. Dabei passiert mit der Phase überhaupt nichts und eine Zeitverschiebung ist auch absolut nicht vorhanden. Das Signal wird nur an der y-Zeitachse gespiegelt und nichts wird verschoben. Das ist recht primitiv und dabei völlig frequenzunabhängig.

2. Phase drehen, Phase verschieben, auch 180° Phase schieben, heißt ein Signal (gegen ein anderes) auf der Zeitachse verschieben. Da passiert etwas mit der Phase und mit der Zeit (Delay) und das auch noch unterschiedlich je nach Frequenz. Das ist schon etwas kompliziert und auch noch kompliziert frequenzabhängig.

Wer darüber Genaueres wissen will, der kann doch hier etwas finden, worauf schon von anderer Seite hingewiesen wurde:
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-LaufzeitPhase.htm

Zwei Sägezahnschwingungen

oben: Das originale Signal a/b (Sägezahn)
mitte: Das phasenverschobene Signal (180°)
als um T/2 zeitlich verschobener Sägezahn
unten: Das verpolte (invertierte) Signal b/a,
an der Zeitachse gespiegelt

Deutlich ist doch hier zu erkennen, dass verpolt nicht phasenverschoben sein kann.

Dass viele Tontechniker die Ø-Taste nicht richtig Verpoler nennen, sondern unrichtig Phasenverschieber, verursacht falsches Denken, weil damit überwiegend das Verpolen eines Signals mit Phasenverschiebung gleichgesetzt wird.
Eine genauere und richtige Bezeichnung was die Ø-Taste beim Einschalten tut, ist jedoch ganz schlicht und einfach "Verpolung" oder "Polaritätswechsel" +/- engl. = pol-rev = Polarity reversal.
Phase shift ist dagegen physikalisch deutlich etwas ganz anderes. Denn nur das hat nämlich mit "Timing" zu tun.

Viele Grüße ebs

PS: Verpolung ist das Vertauschen der Adern a/b in b/a
Das hat nichts mit einer 180° Phasenverschiebung zu tun.
http://www.sengpielaudio.com/VerpolungIstDasVertauschenDerAdern.pdf

Phasenverschiebung im Gegensatz zur Verpolung
Zeitliche Verschiebung beim Sinus - Zeitliche Verschiebung beim Sägezahn
http://www.sengpielaudio.com/PhasenverschiebungGegensatzVerpolung.pdf