Das Rauschen Als Physikalisches Phänomen; Der Begriff Der Dynamik; Die Röhre Im Ultragain Pro; Die Geschichte Der Röhre - Behringer ultragain pro mic2200 Bedienungsanleitung

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ULTRAGAIN PRO MIC2200 Bedienungsanleitung
1.2.1 Das rauschen als physikalisches phänomen
Alle elektrischen Bauteile weisen ein gewisses Eigenrauschen auf.
Das Durchfließen des Leiters mit Strom führt zu unkontrollierten und zufälligen
Elektronenbewegungen. Aus statistischen Gründen treten dabei Frequenzen
des gesamten Spektrums auf. Werden diese schwachen Ströme hoch verstärkt,
führt dies zum Phänomen des Rauschens. Aufgrund des gleichmäßigen
Auftretens aller Frequenzen spricht man in diesem Zusammenhang von
weißem Rauschen.
Aus verständlichen Gründen ist es in der Elektronik nicht möglich, auf Bauteile
prinzipiell zu verzichten. Trotz des Einsatzes speziell rauscharmer Komponenten,
lässt sich ein bestimmtes Maß an Grundrauschen nicht vermeiden.
Ähnlich verhält es sich mit dem Rauschen, das beim Wiedergabevorgang eines
Tonbandes hörbar wird. Die am Wiedergabekopf vorbeiziehenden ungerichteten
Magnetpartikel verursachen ebenfalls unkontrollierte Ströme und Spannungen.
Die dabei entstehenden Tonfrequenzen werden als Rauschen wahrgenommen.
Selbst bei bestmöglicher Magnetisierung des Bandes sind Rauschabstände von
„nur" ca. 70 dB möglich, die bei den mittlerweile gestiegenen Höransprüchen
als unzureichend anzusehen sind. Aus physikalischen Gründen sind prinzipielle
Verbesserungen des Magnetträgers mit herkömmlichen Mitteln nicht möglich.

1.2.2 Der begriff der dynamik

Das menschliche Ohr zeichnet sich dadurch aus, dass es die unterschiedlichsten
Lautstärken wahrnehmen kann - vom leisesten Flüstern bis zum
ohrenbetäubenden Lärm eines Düsenflugzeuges. Versucht man dieses breite
Spektrum an Lautstärken mit Hilfe von Verstärkern, Cassetten-Recordern,
Schallplatten, ja selbst digitalen Speichermedien (CD, DAT etc.) aufzunehmen
bzw. wiederzugeben, stößt man schnell an die physikalischen Grenzen der
elektronischen und akustischen Wiedergabemöglichkeiten.
Der nutzbare Dynamikbereich für elektroakustische Anlagen ist sowohl nach
unten, als auch nach oben hin begrenzt. Das Rauschen der Elektronen in den
Bauteilen führt zu einem hörbaren Grundrauschen und stellt damit die untere
Grenze des Übertragungsbereiches dar. Die obere Grenze ergibt sich durch die Höhe
der internen Betriebsspannungen des Gerätes, deren Überschreiten zu hörbaren
Signalverzerrungen führt. Obwohl der nutzbare Dynamikumfang theoretisch
bis an diese beiden Grenzen reicht, weist er in der Praxis einen bedeutend
geringeren Wert auf, da eine bestimmte Aussteuerungsreserve eingehalten
werden muss, um ein Verzerren des Audiosignals bei plötzlich auftretenden
Pegelspitzen zu vermeiden. Diese Aussteuerungs-Reserve wird im Fachjargon als
„Headroom" bezeichnet und beträgt in der Praxis ca. 10 bis 20 dB. Ein Absenken
des durchschnittlichen Arbeitspegels würde zwar zu einem größeren Headroom
führen, also die Gefahr vor Verzerrungen durch Signalspitzen verringern,
gleichzeitig würde aber auch der Geräuschspannungsabstand herabgesetzt,
was eine Erhöhung des Grundrauschens im Programmmaterial zur Folge hätte.
P/dB
140
120
100
80
60
40
Abb. 1.1: Dynamikbereiche üblicher Geräte
Um eine optimale Übertragungsqualität zu erreichen, erscheint es daher sinnvoll,
den Arbeitspegel so hoch wie möglich anzusetzen, ohne aber dabei Gefahr zu
laufen, das Signal zu verzerren.
P/dB
+20
Headroom
0
-20
-40
-60
-80
Abb. 1.2: Zusammenhang von Arbeitspegel und Headroom
1.3 Die röhre im ULTRAGAIN PRO
Wenn man die Entwicklung und die Trends im Bereich der Tontechnik
beobachtet, wird man feststellen, dass die Röhre eine wahre Renaissance erlebt.
Und das, wo heute Hobbymusiker wie selbstverständlich digitale Effektgeräte
und Aufnahmemedien einsetzen und immer erschwinglicher werdende
Digitalpulte Einzug in den Gerätepark vieler semiprofessioneller Studios halten.
Die Hersteller versuchen ständig, mit neuen Algorithmen das Maximum aus den
DSPs (Digitale Signalprozessoren), den Herzstücken eines digitalen Systems,
zu holen.
Trotzdem benutzen viele, speziell sehr erfahrene Toningenieure, oftmals
noch Röhrengeräte sowohl älteren als auch jüngeren Datums. Häufig wird
von diesen Leuten die höhere Rauschentwicklung der „alten Schätzchen" im
Vergleich zu Transistor basierten Geräten in Kauf genommen, um die Eigenheit,
sprich den warmen Klangcharakter dieser Geräte für ihre Produktionen zu
nutzen. So findet man heute sowohl im Recording- als auch im Masteringbereich
wieder eine Reihe von Mikrofonen, Equalizern, Vorstufen und Kompressoren in
Röhrentechnik. Durch die Kombination von Halbleiter- mit Röhrentechnik wird
zudem die Möglichkeit geschaffen, die Vorteile beider Welten zu nutzen und ihre
spezifischen Nachteile zu kompensieren.
1.3.1 Die geschichte der röhre
Ein genaues Geburtsjahr der Röhre ist wegen vieler patentrechtlicher
Streitigkeiten nicht zu ermitteln. In den Jahren 1904 bis 1906 wird von den
ersten Entwicklungen in der Röhrentechnik berichtet. Damals war es eine
Forschungsaufgabe, eine geeignete Methode für den Empfang und die
Gleichrichtung von Hochfrequenzen zu finden. Am 12.04.1905 ließ ein Herr
Fleming sein „Glühkathoden-Ventil", das auf Edisons Glühlampe basierte,
patentieren. Dieses Ventil wurde als Gleichrichter für hochfrequente Signale
eingesetzt. Erst Robert von Lieben bemerkte wohl eher durch Zufall die
Steuerbarkeit des Anodenstromes durch eine gelochte Metallplatte (Gitter) und
setzte damit Akzente in der Entwickung einer zur Verstärkung verwendbaren
Röhre. Schließlich entwickelte Robert von Lieben 1912 die erste Röhre zur
Verstärkung von niederfrequenten Signalen. Anfangs war das größte Problem,
eine ausreichende Lautstärke zu produzieren. Deshalb hat man zu Ungunsten des
Frequenzgangs Resonanzüberhöhungen bei der Verstärkung benutzt, um so die
erreichbare Lautstärke zu maximieren. Später wurde es zum Ziel, die Aufnahme-
und Wiedergabewandler von Verstärkern so zu optimieren, dass möglichst
verzerrungsarm ein breites Frequenzband übertragen werden konnte.
Clipping
Operating level
E ective SNR
Noise oor
t