Erfahrungsbericht: Tonaufnahme in elektromagnetisch gestörten Umgebungen

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Ich möchte von einem kleinen Experiment berichten, das ich unternommen habe, um eine Tonaufnahme zu machen, wo es aus unerfindlichen Gründen nicht abstellbare elektromagnetische Störungen gegeben hatte.

Da es dort zu etwas Ärger mit den Betreibern gekommen ist, sage ich jetzt mal nicht, wo und was das war - aber/denn es wurden neben möglicher externer Ursachen wie Schmelzbetrieb, Fabrik, Umspanntrafo und Handymast in unmittelbarer Nähe auch die Verhaltensweisen gewisse(nlose)r Personen als Störung ausgemacht!

Konkret gab es ein Brummen, Rauschen und Zischen auf den Mikrokabeln, was ich in dem Ausmaß trotz guter Verkabelung auch bei der Entfernung zwischen Musiker und Pult !- noch nie so hatte. Ich habe das im Nachgang mit Signalanalyse angesehen und konnte ziemlich klar die Richtungen trennen, aus denen die Störungen kamen - jedenfalls die Hochfrequenz. Beim Brummen würde ich den Umspanntrafo vor der Anlage als Ursache sehen - in Verbindung mit einem schlechten Erdausgleich, der wohl dazu geführt hat, dass Ausgleichsströme aus den Geräten des Hallenbetriebs zu Magnetfeldern im Boden führen. Die Orts- und Phasenabhängigkeit spricht deutlich für die Mitursache von Außen -wobei der Löwenanteil aus den Hallen kam. Entweder Kühler, Motoren oder schlecht geerdete / funktionierende Power-Netzteile. In jedem Fall war das Brummen des Trafos außen zu hören und innen zu messen.

Das allerdings wäre das kleinste Problem gewesen, weil man das 50Hz+100Hz-Surren (es sind 100Hz durch Trafoblechbewegung) immer gut finden und Postprozessierung wegfiltern kann und es per se nicht so stark war, dass es hörbar gewesen wäre.

Das fette Problem kam durch (wahrscheinlich) WLAN, LTE und/oder eine Masse an PCs, die bei einer WLAN-Party in der Nachbarhalle sowie unter dem Aufnahmebereich stattfand. Das Gesussel, was da zu empfangen war, pulsierte stark und nahm genau ab dem Zeitpunkt, als wir versuchten, dem auf den Grund zu gehen, massiv zu. Mein Verdacht, der mir unter der Hand später auch bestätigt wurde, war, dass Einige wohl zum Spass erst so richtig losgelegt haben müssen:

Obwohl noch Testbetrieb und Ruhe angeordnet war, um die Aufnahme nicht zu stören, wurde dann wohl so ziemlich alles hochgefahren, was elektrisch funktioniert - inklusiv der Telefonladeteile und USB-Power-Ports, die bekanntlich oft mit billigen Schaltnetzteilen arbeiten, die EMI ohne Ende machen. Auch die mobilen WLAN und LTE-Teile - Funkstrecken, die da benutzt wurden, dürften viel beigetragen haben.

Man muss die Frage stellen, ob man das ausgerechnet anschalten muss, wenn anderswo Aufnahmen laufen und im Weiteren auch, ob es sinnvoll ist, jedem und allen zu erlauben, alles was funkt aus China zu bestellen, weil es billig ist und dann seine Umgebung mit Störstrahlung zu beaufschlagen, aber das ist eine andere Diskussion.

Jetzt mal zu den Lösungen: Ich habe zwei Dinge gemacht, die in ähnlicher Weise auch schon hier publiziert wurden:

a) Man verringert den Eingangswiderstand des Mischpults auf einige Hundert Ohm. Die magnetischen Feldstärken, die ja zu einem Strom führen, bauen dann am Gesamt-R des Kabelsystems eine geringere Störspannung auf, während das Mikrofon das mit seinem Ausgangsverstärker i.D.R. noch gut treiben kann. Am Ende war ein 120 Ohm "Abschlusswiderstand" in einem XLR Stecker, der eigentlich für AES-EBU Tests bei digitalen Verbindungen gedacht ist, die Lösung. Die Störungen auf den Kabeln wurden so auf rund 20% reduziert, bei immer noch gut 80% Signalhub. Das Mikro ist ein Neumann mit 35Ohm Ausgangswiderstand. Der Widerstand im Stecker schließt die beiden Signalphasen "kurz". Obwohl ich ähnliches auch technisch ständig in irgendwelche Produkte eindesigne und auch tontechnisch schon gemacht habe, war ich dort estaunt, wie gut und eindrucksvoll es wirkt! Jetzt würde man annehmen, dass der R des Mikrofons schon auf 35 Ohm kurzschließt, aber das scheint nur bis zu gewissen Grenzfrequenzen stimmig. Müsste man mal weiter anschauen.

Aber es geht weiter: Man nimmt die Störung auf und zieht sie am Mischpult ab!

b) Das was ich im Artikel auf meiner Homepage durch das postprocessing faktisch mit digitaler Signalverarbeitung mache, wurde vor Ort analog gelöst: Ein parallel liegendes Kabel zu dem signalführenden Kabel verlegt und ein 47Ohm Widerstand als Ersatz für das Mikro, um den Treiber zu simulieren. Alles was dort nun reinpfeifft, bildet sich im ähnlich belasteten Kabel daneben recht ähnlich ab und erscheint im Mischpult als reines Störsignal ohne die akustische Information des Musik. Dort wird es invertiert und durch Zumischung abgezogen. Ich würde schätzen, dass so 80%-90% der Störungen im hörbaren Band weg waren. Man kann ein wenig mit dem EQ-spielen, um das Abziehen des Störisgnals auf den Bereich zu begrenzen, in dem die Störungen gleich und in Phase sind.

Man braucht das natürlich für jedes Mikrokabel. Bei einer Stereoanordnung mit DECCA und 2x outtrigger, als 2x5 Mikrofonkabel. Ich musste mich auf die beiden Hauptmikros beschränken, weil ich nicht genug Material hatte für die Strecke von fast 50m.

Ich fand es auch da verwunderlich, wie viel da rauszuholen ist, weil von der Theorie die symmetrische Signalführung schon dafür sorgen sollte, dass sich ähnliche Einflüsse auf dem Signalpaar aufheben. Ich nehme an, dass es u.a. common mode Effekte der OpAmps sind, nebst GND-Effekten durch die Ströme, die nicht voll unterdrückt werden. Wäre die Erklärung für das noch messbare Brummen.

Von der HF-Seite könnten es Reflektionen in den Kabeln selber sein, die sich aufbauen, die aber auch unter Betrachung des Pulsierens nicht im Audiobereich ankommen können (sollten!). Müsste man untersuchen. Im Verdacht habe ich die Kabellänge und Qualität sowie das AC-Verhalten der Eingänge am Wandler: Aufgrund der Länge von rund 50m kriegt man für die hohen Anteile schon COS-Phaseneffekte und wenn das Kabel da ein ungleiches kapazitives Verhalten hat , haut es eben mit common mode rejection nicht mehr gut.
 
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