Dieser einzige uns in Deutsch vorliegende Prospekt des Herstellers "dbx" bewirbt zwei solcher Kompander/Expander Modelle und versucht, die Hintergründe plausibel zu erklären. Die Erklärungen sind gut formuliert und einleuchtend und vor allem (nach meiner Kenntnis) physikalisch wahr. Nicht erwähnt wird natürlich, daß das dbx System unter bestimmten Bedingungen zum "Pumpen" neigt.
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Was aus der Dynamik wurde und wie man sie zurückerhält
Der Schalldruck eines Symphonieorchesters erreicht an den lautesten Fortissimo-Passagen 105dB* (s. Seite 4) mit Spitzenwerten, die noch darüber liegen können. Rockgruppen verursachen sogar unter Umständen (gehörschädigende) 115dB und mehr. Im Gegensatz dazu enthält Live-Musik Obertöne bis hinab zu 0dB, die trotzdem wahrgenommen und als wesentlicher Bestandteil aufgefaßt werden. Den Bereich zwischen den leisesten noch hörbaren und den lautesten Tönen nennt man Dynamik.
Live-Musik
Um Live-Musik unverfälscht - ohne Rauschen oder Verzerrungen hinzuzufügen - aufnehmen zu können, müßte das Aufnahmemedium über einen Dynamikbereich zwischen Eigenrauschen und hörbaren Verzerrungen von mindestens 100dB verfügen, mit einem zusätzlichen Sicherheitsbereich für die Dynamikspitzen. Dies wäre jedoch der Idealfall.
Die besten Studio-Tonbandmaschinen
- Beispiel : TASCAM ATR-60-4-HS
De facto weisen selbst die besten Studio-Tonbandmaschinen bei 38cm/s (und Halbspur) nur 68dB auf, und dies bei einem (hörbaren) Klirrfaktor von 3%.
Um unterhalb der hörbaren Verzerrungen zu bleiben, sollte bei der
Aussteuerung der Bandmaschinen ein Sicherheitsbereich von 5 bis 10dB verbleiben. Dies bedeutet aber, daß der nutzbare Dynamikbereich auf ca. 58dB reduziert wird.
Das Tonbandgerät soll also einen Dynamikbereich verarbeiten, der seine Möglichkeiten beinahe um das Doppelte überschreitet. Im Fall eines 60dB-Tonbandgeräts würden von einem 100dB umfassenden Musikprogramm entweder die unteren 40dB im Grundrauschen verschwinden, oder die obersten 40dB würden das Aufnahmegerät hoffnungslos übersteuern. Kompromisse sind allerdings denkbar.
Verschlechtern der Dynamik mit "Vorsatz"
- Hier arbeitet der Tonmeister bzw. Toningenieur
Die traditionelle Lösung dieses Problems, derer sich die Musikindustrie bedient, besteht nun darin, bei der Aufnahme den Dynamikgehalt eines Musikstücks vorsätzlich (also gezielt) zu verringern. Die leisen Passagen werden soweit angehoben, daß sie oberhalb des Rauschpegels der Bandmaschine zu liegen kommen, laute Stellen dagegen im Pegel soweit reduziert, daß das Gerät nicht übersteuert wird.
Um dies zu erreichen, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. So kann der Dirigent die Musiker anweisen, Pianissimo lauter und Fortissimo leiser zu nehmen, eine Praxis, die fast immer geübt wird.
40dB sind allerdings auf diese Weise nicht zu gewinnen, ohne die Musiker und damit die Musik zu stark einzuschränken. Eine gängigere Methode besteht darin, den Aufnahmepegel von Hand (also per Regler am Mischpult) oder automatisch zu überwachen.
Der Toningenieur (oder Tonmeister) machts .....
Wenn der Toningenieur aus seinen Unterlagen weiß, daß eine leise Passage zu erwarten ist, wird er durch kontinuierliches langsames Verstellen des Pegelreglers zu größeren Werten hin die Verstärkung erhöhen oder umgekehrt bei Fortissimo-Stellen zurücknehmen. Auf diese Weise kann er verhindern, daß Teile des Programms im Rauschen untergehen und andere verzerrt wiedergegeben werden. Der Durchschnittshörer wird dies noch nicht einmal bemerken, aber der kritische Hörer wird feststellen, daß der Musik die für Originaldarbietungen typische Dynamik und Spritzigkeit fehlt. Zur automatischen Pegelüberwachung werden Kompressoren und Begrenzer verwendet.
Während der Begrenzer nur an der oberen Dynamikgrenze wirkt und darüberliegende Spitzen abschneidet, beeinflußt der Kompressor den von den Mikrofonen kommenden Aufnahmepegel an beiden Grenzen, indem er kleine Pegel leicht anhebt und große Pegel entsprechend abschwächt.
Die Eigenschaften des Magnetbandes
Eine zusätzliche Beschneidung des Dynamikbereichs entsteht durch das Magnetband selbst. Wird das Band nämlich bis in die Sättigung ausgesteuert, resultiert daraus ein Verschleifen der steilen Flanken des Signals. Das Band wirkt also gewissermaßen selbst als Begrenzer.
Die hierdurch entstehenden Verzerrungen sind jedoch wesentlich weniger gravierend (als unangenehm erkennbar) als solche, die z. B. durch einen übersteuerten Verstärker entstehen, weshalb der Toningenieur meist auch einen gewissen Prozentsatz bewußt in Kauf nimmt, um den Rauschabstand des Bandgeräts voll zu nutzen. Sie äußern sich in einem Verlust an Attacke bei Perkussionsinstrumenten, Abschwächen des durch Obertöne bedingten typischen Charakters einzelner Instrumente und mangelnder Definition bei lauten Orchester-Tuttis.
Allen diesen Methoden gemein ist, daß sie zwar die Musik als solche uneingeschränkt übertragen, die ursprüngliche Ausgewogenheit jedoch verändern. Als Stilmittel gedachte Lautstärkesprünge und Crescendos z. B. werden nicht in der angestrebten Form wiedergegeben, woduch die Aufnahmen an Spannung und Lebensnähe verlieren.
Pop-Musik und 16 Aufnahmespuren
- 16 Spuren auf 1" Band
Pop-Musik beansprucht von ihrer Struktur her einen kleineren Dynamikbereich als sinfonische Musik. Die Verwendung elektronisch verstärkter Instrumente bringt jedoch häufig Schalldrücke von mehr als 115dB mit sich.
Dazu kommt die Verwendung von 16 Aufnahmespuren oder mehr mit ihren Problemen, so daß sich die Aufnahme von Pop-Musik letzten Endes ähnlich schwierig gestaltet wie die von klassischer Musik.
Wenn nämlich 16 Spuren miteinander gemischt werden, steigt der resultierende Rauschpegel auf 12dB an. Der nutzbare Dynamik-Bereich wird also von ehemals 60dB auf magere 48dB reduziert. (siehe Anmerkung unten)
Der Toningenieur wird versuchen, jede Spur für sich so hoch wie möglich auszusteuern, um den Signal/Rauschabstand möglichst groß zu halten. Dazu werden oft bei der Aufnahme der einzelnen Spuren bereits Kompressoren oder Begrenzer hinter den Mikrofonen verwendet. Beim späteren Abmischen werden dann wiederum einige Spuren als solche - wie auch das Mischprodukt selbst - in ihrer Dynamik beeinflußt.
- Anmerkung : Diese anfängiche Eigenschaft der 16-Kanal Mischpulte von 1972 wurde natürlich im Laufe der Zeit erheblich verbessert bzw. repariert. Bei den letzten 16 und 24-Spur Bandgeräten von 1986 streiten die Hersteller diese angebliche Schwäche inzwischen rigoros ab.
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Übertragen des Masterbandes auf die Schallplatte
Angenommen, das nach dem endgültigen Mischen entstandene Masterband hätte einen enormen Dynamikbereich. Schon stellen sich ihm neue Hindernisse in den Weg. Denn das Band muß ja auf Schallplatte übertragen werden, und die hat bestenfalls 65dB Dynamik (Anmerkung : hat sie nicht !).
Also stehen wir wieder vor der Aufgabe, einen viel zu großen Dynamikbereich auf einem Medium unterzubringen, das dafür ungeeignet ist. Um trotzdem zu einem akzeptablen Ergebnis zu kommen, muß also wieder an der Dynamik manipuliert werden.
Im Zusammenhang damit steht der Wunsch des Plattenproduzenten und der Hersteller, die Platten mit möglichst großem Pegel zu schneiden. Denn laute Platten klingen besser - besser als die leiseren der Konkurrenz !
Auch die Radiostationen, die Platten letztlich spielen werden, sprechen sich für höchstmögliche Schneidpegel aus, um möglichst wenig Störgeräusche über den Sender zu bekommen.
Die Übertragung des Masterbands auf die Plattenmatrize erfolgt über einen Schneidstichel, der sich je nach Ansteuerung horizontal oder vertikal bewegt und auf diese Weise die Rillen in die sich drehende Masterplatte schneidet.
Die Auslenkung des Schneidstichels ist proportional zum Schneidpegel. Wird der Pegel zu groß, kommen benachbarte Rillen zu nahe beieinander zu liegen oder gehen sogar ineinander über. Die Folge sind Verzerrungen, Vorechos, u. U. sogar Tonarmsprünge beim Abspielen. Diesen Erscheinungen kann aus dem Weg gegangen werden, indem der Abstand der Rillen untereinander vergrößert wird. Damit verringert sich aber die Spielzeit der Schallplatte, und selbst wenn sich die Rillen gegenseitig nicht berühren, kann die große Nadelauslenkung bei der Wiedergabe zu Verzerrungen und Tonarmsprüngen führen.
Hochwertige Abspielgeräte werden zwar mit diesen Problemen fertig, aber der Plattenhersteller muß sich mit seinen Produkten an breiten Schichten orientieren.
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Der Auftraggeber bestimmt die Qualität der Platte
Um alle diese Forderungen doch noch unter einen Hut zu bringen, machen sich die Toningenieure eine physiologische Eigenschaft des menschlichen Ohrs zunutze. Das Ohr reagiert nämlich nicht auf Lautstärkespitzen, sondern auf den Mittelwert des Signalpegels. Indem man also auf elektronischem Wege den Mittelwert hoch ansetzt, dabei Lautstärkespitzen aber vermeidet, ist es möglich, „laut" klingende Platten zu produzieren, ohne die durch große Lautstärken bedingten großen Auslenkungen verarbeiten zu müssen.
Die vorstehenden Ausführungen haben wohl deutlich gemacht, in welcher Weise eine Musikproduktion auf dem Weg von der Darbietung bis zur fertigen Schallplatte manipuliert wird.
Sicherlich kann eine Aufnahme niemals die Atmosphäre und persönliche Empfindung während eines Live-Konzerts ausdrücken. Mit den verschiedenen von dbx angebotenen Dynamikerweiterern für Schallplatten, Bandaufnahmen und Radiosendungen ist es aber immerhin möglich, einen Großteil der während des Produktionsprozesses verlorengegangenen Dynamik wiederherzustellen.
*) Das Dezibel (dB) ist eine logarithmische Maßeinheit, mit der u. a. die relative Lautstärke eines Tones gemessen werden kann Die (untere) Hörschwelle des menschlichen Ohrs liegt bei etwa 0dB, die (obere) Schmerzgrenze bei etwa 130dB.
