Wie Du die M-S Technik im Studio einsetzt
Apr 15, 2018
Die Stereofonie ist die am meist verbreitete Form der Musikreproduktion. Dabei wird die Musik auf zwei Lautsprechern, die links und rechts vorne vor dem Zuhörer aufgestellt werden, oder einem Paar Kopfhörern, wiedergegeben. Sie basiert auf der Physik unserer Klangwahrnehmung, welche zwei Sensoren braucht, um ein Schallereignis zu orten: unsere Ohren. Lassen wir die Erfahrung des Schalls, den wir durch unseren Körper anhand von Vibrationen wahrnehmen ausser acht.
Es werden verschiedene Techniken angewendet, um ein Stereosignal aufzuzeichnen. Dabei wird zwischen der Intensitäts- und der Laufzeitstereofonie unterschieden. (Der genaue Unterschied ist im Tutorial Stereomikrofonierung nachzulesen.)
Eine Schallquelle, die von einem einzelnen Punkt vor den Zuhörer ausgeht (eine Mono Schallquelle, wie beispielsweise eine Stimme), wird im Stereobetrieb so abgebildet, dass beide Lautsprecher (oder Kopfhörermuscheln) die identischen Signale abgeben. Das heisst, beide Membranen der Lautsprecher bewegen sich genau gleich. Der Schalldruck kommt also vertikal genau auf den Zuhörer zu. Da unser Gehirn keinen Unterschied zwischen den beiden Signalen feststellen kann, wird das Schallereignis als ein mittiges Mono Ereignis erkannt
Wird eine Schallquelle seitlich vom Zuhörer positioniert, kommt der Schalldruck lateral auf den Zuhörer zu. Im Stereobetrieb bewegt sich nun nur eine Membran des Lautsprechers und somit entsteht eine Differenz zwischen den beiden Boxen. Unser Gehirn erkennt das und positioniert das Signal je nach Lautstärke und Laufzeit, seitlich des Zuhörers. Noch extremer ist die Situation, wenn sich die eine Membran genau gegengleich zur anderen bewegt. Das heisst, wenn sich eine Membran nach vorne bewegt, bewegt sich die Andere nach hinten und vice versa. So entsteht eine starke seitliche Luftbewegung. Würde man nun eine Monosumme dieser Signale machen, würden sich die Signale auslöschen. (Hier nachzulesen)
Wie setzt Du das nun ein?
Die M-S Technik wurde als erstes in der Rundfunktechnik eingesetzt. Dabei sendet man auf zwei Kanälen. Jedoch nicht wie gewohnt mit Links und Rechts, sondern die eine Spur ist das Mittensignal, die andere das Seitensignal. Das hat verschiedene Vorteile.
- Bei schlechter Übertragung wird lediglich das Mittensignal empfangen, das heisst, man hört trotzdem noch alle Schallereignisse der Aufnahme. (Eine hart rechts platzierte Gitarre würdest Du trotzdem noch hören. Wenn nur der linke Kanal gesendet würde, hörte man die Gitarre gar nicht mehr.)
- Bei einer Monoabhörsituation (z. B. Küchenradio) wird das Seitensignal ausgeblendet, da sich dieses bei einer Summierung auslöscht.
Was bringt Dir die M-S Technik in deinem Studio?
Nehmen wir mal an, Du musst einen Chor aufnehmen. Die Sänger stehen auf einer Bühne und Du hast zwei Spuren, um sie aufzunehmen. Du kannst nun zwei identisch klingende Mikrofone benutzen, die das linke und das rechte Segment des Chores aufnehmen (A-B). Diese Technik wiederspiegelt die Aufstellung der Lautsprecher. Oder Du nimmst mit einem Mikrofon das Mittensignal auf und mit dem anderen den seitlichen Schall. Für das Mittensignal benutzt Du ein Mikrofon mit Nierencharakteristik, für das Seitensignal brauchst Du ein Mikrofon mit einer 8er-Charakteristik. (M-S)
A-B Mikrofonie
M-S Mikrofonie
Ein Mikrofon mit einer Nierencharakteristik nimmt den Schall vorwiegend von vorne auf, gegen die Seite wird es immer leiser, bis es an der Rückseite ganz verschwindet.
Mikrofon mit Nierencharakteristik
Ein Mikrofon mit einer 8er-Charakteristik nimmt vorne und hinten gleich laut auf. Je mehr das Signal jedoch von der Seite kommt, desto leiser wird es, bis es ganz verschwindet, wenn es 90° zur Aufnahmekapsel steht.
Mikrofon mit 8er Charakteristik
Wie bearbeite ich nun diese Signale?
Die einfachste Variante ist, Du nimmst mit der ersten Technik auf und stellst das links aufgenommene Signal nach links, das rechts aufgenommene Signal nach rechts. Die Stereobreite bestimmst Du mit der Position der Panoramaregler am Mischpult oder Deiner DAW. Je weiter Du die aufgenommenen Spuren nach links und rechts im Panorama verteilst, desto breiter wird das Signal und umso mehr verschwindet die Mitte. Je mehr Du aber beide aufgenommenen Signale in die Mitte setzt, desto mehr Frequenzen löschen sich aus und es fehlen Dir am Ende etwaige Stereoinformationen.
Du kannst aber diese beiden Signale in ein Mitten und in ein Seitensignal konvertieren. Um das Mittensignal zu bekommen, addierst Du das linke und das rechte Signal. Alle Schallwellen, die identisch sind, addieren sich, alle die gegenläufig sind, löschen sich aus.
Um das Seitensignal zu bekommen, subtrahierst du den rechten vom linken Kanal. Das machst Du, in dem Du die rechte Spur um 180° phasendrehst. Alle Signalanteile die vorher identisch waren, sind nun gegenläufig und Dir bleibt nur noch der Signalanteil, der vorher die Differenz der beiden Spuren war. Um diese beiden Signale in Dein Projekt einfügen zu können, benötigst Du 3 Spuren.
- Auf die erste Spur kommt das Mittensignal (L+R).
- Auf die zweite Spur lädst Du das Seitensignal (L-R ) und platzierst es ganz links ins Panorama.
- Auf die dritte Spur kopierst Du ebenfalls das Seitensignal, drehst aber die Phase um 180° und stellst den Panoramaregler ganz auf rechts.
Das Mittensignal auf der ersten Spur beschreibt das mittige Monosignal (Fig1). Die zweite und dritte Spur bewirken eine seitliche Luftbewegung, da sie 100% gegenläufig sind (Fig2). Du kannst jetzt mit der Lautstärke der Seitensignale (Spuren 2 + 3) die Stereobreite bestimmen. Der Vorteil ist, dass im Gegensatz zur L/R Positionierung, alle Stereoinformationen immer vorhanden bleiben, auch wenn diese sehr leise gemischt werden. Du hörst also auch bei einem sehr mittig gemischtem Signal alle Stereoinformationen.
M-S Encoding
Das Ganze funktioniert natürlich auch umgekehrt. Du kannst ein M- und ein S-Signal zu einer L-R Stereospur konvertieren. Dazu brauchst Du folgende Formel:
Die Schaltung in deinem Mixer sieht dann einfacher aus
Es gibt auch Plug-ins, die sich auf die M-S Technik spezialisiert haben. Marktleader auf diesem Gebiet ist die Firma Brainworx, dessen Software alle möglichen M-S/L-R-Codierungen und -Decodierungen ausführen und bearbeiten kann.
Es wurde aber auch schon früher Hardware gebaut, die eine M-S Matrix besass. Der bekannteste Vertreter dieser Gattung wird wohl der «Fairchild 670 Tube Compressor» der 60-er Jahre sein, von dem es heute viele digitale Emulationen von verschiedenen renommierten Plug-in Herstellern gibt.
Früher, als es noch Schallplatten gab, war die Bearbeitung des Seitensignals sehr wichtig. Die Nadel der Schallplatte beschreibt nämlich genau diese zwei Bewegungen. Das Mittensignal bewegt die Nadel nach oben und nach unten, das Seitensignal bewegt sie seitwärts. Wenn die Aufnahme eine laute, einseitige und basslastige Passage hat, kann es sein, dass die Nadel aus der Rille springt, da sie grosse Seitwärtsbewegungen machen muss. Deshalb hat man die Stereobreite mit dem Kompressor in der Dynamik eingeschränkt. Somit wurden die Seitwärtsbewegungen abgeschwächt.
Fairchild 670 -Quelle: Universal Audio
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