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Spezialmethode - Symmetrische Tonübertragung zum (fast) Nulltarif

Bei professionellen Video- und Audiogeräten ist symmetrische Tonübertragung ganz selbstverständlich. Doch kleinere Amateur-Camcorder und einfache Audiorecorder verfügen leider nicht über symmetrische Eingänge. Wer nur gelegentlich mit längeren Mikrofonkabeln arbeiten muss (z. B. um einmal im Jahr einen Vortrag aufzunehmen) wird die Anschaffung professionellen Equipments scheuen und sich eine günstige Alternative wünschen.

Auf dieser Seite möchte ich eine Methode vorstellen, um mit sehr geringen Mitteln eine funktionierende symmetrische Tonübertragung zu realisieren, so dass lange Mikrofonkabel ihren Schrecken verlieren. Benutzt wird dazu ein batteriegespeistes oder dynamisches Mikrofon mit symmetrischem Ausgang sowie ein speziell gefertigter Adapter von XLR auf Miniklinke. Die Zusammenführung der Teilsignale (die sonst im Profi-Camcorder oder im Mixer stattfinden würde) wird bei meiner Methode erst nachträglich per Software realisiert. Das Ergebnis ist dasselbe.

Statt in Stereo lässt sich der symmetrische Ton nur in Mono aufnehmen. Wer unbedingt in Stereo aufnehmen muss, kann die beschriebene Methode also nicht nutzen. Für die meisten angedachten Einsatzzwecke (z. B. Mikrofon am Rednerpult oder Richtmikrofon an einer Tonangel) spielt es keine Rolle, weil da Mono-Mikrofone im Einsatz sind.

Die Methode ist ideal für Gelegenheitsanwender, die für symmetrische Tonübertragung nur wenig Geld ausgeben wollen, aber mit etwas Mehrarbeit in der Postproduktion leben können.

Außerdem eignet sie sich als günstiges Backup für andere Lösungen (z. B. falls man unerwartet auf einen Camcorder ohne symmetrischen Eingang ausweichen muss).

Als Dauerlösung wäre die Methode zu umständlich. Wer die symmetrische Tonübertragung häufig braucht und dennoch den Kauf eines professionellen Camcorders vermeiden will, sollte sich die Alternativen anschauen.

Tonbeispiel

Sie finden hier als Beispiel eine kurze Tonaufnahme, die mit einem batteriegespeisten Mikrofon Rode NTG-2 und 30 Meter langem Mikrofonkabel aufgenommen wurde. Aufnahmegerät war ein AVCHD-Camcorder Canon HF100. Um den Vorteil der Symmetrie noch deutlicher zu machen, habe ich einen Küchenmixer als elektrische Störquelle entlang des Kabels platziert.

- Tonbeispiel nur linker Kanal (entspricht einer asymmetrischen Übertragung)
- Tonbeispiel linker und rechter Kanal verrechnet (entspricht einer symmetrischen Übertragung)

Am meisten Unterschiede hört man, wenn man die Beispiele auf einem guten Kopfhörer wiedergibt. Aber auch auf einfachen Lautsprechern sind die Störungen in der asymmetrischen Version schon klar wahrzunehmen.

Wer die Methode der Nulltarif-Symmetrie gleich selber ausprobieren will, findet hier die originale WAV-Datei mit beiden noch unverrechneten Kanälen zum Download.

Funktionsprinzip der Nulltarif-Symmetrie

Auf Seiten des Mikrofons kann symmetrische Übertragung sehr preiswert sein. Selbst einfache dynamische Bühnenmikrofone liefern ein symmetrisches Ausgangssignal. Höher ist der Aufwand auf Seiten des Camcorders, denn das korrekte Zusammenführen von heißem und kaltem Signal ist das Komplizierteste am ganzen Verfahren. Ein Camcorder mit symmetrischen XLR-Eingängen lohnt sich nur für Anwender, die regelmäßig mit langen Mikrofonkabeln arbeiten müssen.

Die Mikrofoneingänge gängiger Amateur-Camcorder bestehen aus 3-poligen Klinkenbuchsen. Sie sind eigentlich für Stereo-Mikrofone ausgelegt, und die Tonaufzeichnung erfolgt auf zwei getrennten Kanälen. So bin ich auf die Idee gekommen, auf den linken Kanal das heiße (phasenrichtige) und auf den rechten Kanal das kalte (phasengedrehte) Signal einer Mono-Mikrofonquelle aufzunehmen. Später kann man dann in einem Tonbearbeitungsprogramm die Kanäle trennen, den rechten Kanal invertieren und 1:1 zum linken Kanal dazumischen. Das Ergebnis ist dasselbe wie bei einer "hardwaremäßigen" symmetrischen Übertragung: Der Pegel des Nutzsignals verdoppelt sich, und die durch elektromagnetische Einflüsse entstandenen Störungen löschen sich aus. Die Methode spart somit den teuersten Teil der symmetrischen Übertragungskette ein; dafür entsteht zusätzlicher Aufwand für die Bearbeitung nach dem Dreh.

Nötige Hard- und Software

Um ein Mikrofon mit symmetrischem Ausgang sowie ein XLR-Mikrofonkabel kommt man nicht herum. Das Mikrofon sollte dynamisch oder batteriegespeist sein, da der Camcorder keine Phantomspeisung ausgeben kann. Einige Tipps für den Mikrofon-Kauf finden Sie in den Fragen und Antworten.
Zum Anschluss an den Camcorder kommt ein speziell gefertigter Adapter von XLR auf Miniklinke zum Einsatz. Die Materialkosten für diesen Adapter betragen nur wenige Euro. Wer etwas Löt-Erfahrung hat, kann sich die Teile selbst zusammenbauen. Wer sich das Löten nicht selbst zutraut, kennt bestimmt jemanden, der es kann. (Leider gibt es bislang noch keine Bezugsquelle, wo man so einen Adapter fertig kaufen könnte.)

Die entsprechenden Tonstücke müssen aus dem Schnittprogramm als WAV-Dateien exportiert werden; dann führt man in einem Wave-Editor die Verrechnung durch. Das Ergebnis wird wieder ins Schnittprogramm importiert und an Stelle des Originaltons mit dem entsprechenden Videoclip verbunden.
Export und Import von Audio funktioniert mit fast allen Schnittprogrammen; für versierte Benutzer sollte das also kein Problem sein. Als Software für die Verrechnung hat sich der Audio-Editor Audacity bewährt. Das Programm ist kostenlos und für mehrere Betriebssysteme erhältlich.

Einschränkungen

Die offensichtlichste Einschränkung der Methode wurde ja schon erwähnt: Statt zwei Stereospuren lässt sich nur eine Monospur aufnehmen, weil der linke Kanal mit dem heißen Signal und der rechte Kanal mit dem kalten Signal belegt wird. Im Kontrollkopfhörer während der Aufnahme ist der Effekt gewöhnungsbedürftig.

Sobald bei der Aufnahme mein spezieller Adapter verwendet wurde, ist eine Wiedergabe des unbearbeiteten Kameratons nicht mehr zu empfehlen. Das Ergebnis ist also kein sofort nutzbarer Videoton, sondern erfordert zwingend eine Nachbearbeitung. Würde man den nach meiner Methode aufgenommenen Ton einfach unbearbeitet wiedergeben, würde durch das rechts phasenverdrehte Signal ein ungewollter Surround-Effekt entstehen; bei Wiedergabe auf einem Mono-Gerät (z. B. Smartphone) würde der Ton aufgrund der gegenphasigen Signale sogar ausgelöscht werden und der Lautsprecher bliebe nahezu stumm.

Und noch eine Einschränkung ist zumindest denkbar: Viele moderne Camcorder komprimieren den Ton gemeinsam für beide Kanäle; da stellt sich die Frage, ob ein komplett phasenverdrehter Ton auf dem rechten Kanal das Kompressionsverfahren überfordert. Ich habe meine Methode mit unkomprimiertem Ton (DV-Camcorder, WAV-Recorder), einem MP3-Recorder, einem AVCHD-Camcorder (AC3-Tonkompression) sowie einem Minidisc-Recorder (ATRAC-Tonkompression) ausprobiert. Mit allen diesen Geräten klappte die Aufzeichnung phasengedrehter Signale sowie die nachträgliche Verrechnung trotz Audio-Kompression einwandfrei. Lediglich mein Audiorecorder von Yamaha, der offenbar eine intelligente Signalerkennung besitzt, verweigerte die Aufnahme phasengedrehter Signale.
Ich kann die Funktion meiner Methode nicht für jedes einzelne Gerät garantieren; insofern ist immer ein Test mit dem jeweiligen Equipment zu empfehlen.

Bau des Adapters

Praktischerweise sind die PINs der XLR-Stecker genormt und mit 1 (Masse), 2 (heißes Signal) und 3 (kaltes Signal) durchnummeriert. Hier kann man, wenn man sorgfältig arbeitet, kaum etwas verwechseln.
Beim 3-poligen Klinkenstecker spricht man von Spitze (linker Kanal), Ring (rechter Kanal) und Schaft (Masse). Hier muss man aufpassen, welcher Teil des Steckers zu welcher Lötfahne gehört. Die breiteste der drei Lötfahnen, die auch gleichzeitig Laschen als Zugentlastung enthält, entspricht immer dem Schaft; die Zuordnung der beiden kleineren Innen-Lötfahnen misst man sicherheitshalber mit dem Durchgangsmessgerät bzw. Multimeter nach.
Alternativ möglich ist die Verwendung eines vorgefertigten Kabels mit 3-poligem Klinkenstecker dran, so dass man nur noch den XLR-Stecker selber anlöten muss; das spart den Umgang mit den winzigen Lötfahnen des Klinkensteckers.

Vorzugsweise sollten Sie geschirmtes Mikrofonkabel und einen Ganzmetall-Klinkenstecker verwenden, um Störungen aus dem Camcorder zu unterbinden. Wenn Sie ungeschirmtes Kabel und einen Kunststoffstecker verwenden, entstehen zusätzliche Störungen; die werden zwar mit der Verrechnung in Audacity auch beseitigt, aber mit einem störungsfreien Signal könnten Sie ggfs. auch den linken Kanal allein benutzen (siehe "Behelfslösung für Eilige" unten auf dieser Seite).

Benötigt wird:
1 XLR-Kupplung 3-polig (weiblich)
1 Klinkenstecker 3,5 mm 3-polig (männlich)
ein kurzes Stück Mikrofonkabel 3-polig (2 Adern + Schirmung)

Nach folgendem Schema wird verbunden:
XLR Pin 1 --- Schaft am Klinkenstecker
XLR Pin 2 --- Spitze am Klinkenstecker
XLR Pin 3 --- Ring am Klinkenstecker

Wenn Sie den Adapter fertig haben, kennzeichnen Sie ihn bitte eindeutig als Spezialadapter für Nulltarif-Symmetrie. So vermeiden Sie, ihn später mit einem normalen XLR-Klinke-Adapter (bei dem das heiße Signal mit Masse gebrückt ist) zu verwechseln.

Da Klinkenbuchsen nicht sehr stabil sind und Mikrofonkabel mit XLR-Verbindern ein gewisses Gewicht haben, stellt sich die Frage der Zugentlastung. Eine gute Lösung ist ein Klett-Kabelbinder, mit dem die XLR-Verbindung (Kupplung des Adapters + Stecker des Mikrofonkabels) am Handgurt des Camcorders festgezurrt wird; das kurze Stück Kabel mit dem Klinkenstecker dran steht dann nicht mehr unter Zug.

Symmetrie-Verrechnung in Audacity

Das Exportieren von WAV-Dateien aus dem Schnittprogramm sowie das spätere Einfügen der bearbeiteten Tonclips geht mit jeder Software etwas anders. Sie können die Verrechnung vor dem eigentlichen Schnitt am Rohmaterial vornehmen, oder Sie können nach dem Schnitt nur die betroffenen Szenen einzeln bearbeiten. Was für Sie praktischer ist, hängt von der Art des Materials und der Zahl der betroffenen Szenen ab.

Die eigentliche Verrechnung der Kanäle erfordert einen Wave-Editor; ich demonstriere sie hier anhand der Software Audacity. Ich verwende die Beta-Version 1.3, die stabil läuft und für Windows-7-Nutzer ausdrücklich empfohlen wird. Audacity gibt es jedoch auch für andere Betriebssysteme. Es genügt die Standardinstallation ohne weitere PlugIns.

Falls Sie noch keine eigene Aufnahme mit Spezialadapter gemacht haben, können Sie zum Nachvollziehen der Anleitung meine unbearbeitete Testdatei benutzen.

1. Nach dem Öffnen der Ursprungsdatei wird die Stereospur in zwei Monospuren aufgeteilt. Hierzu klickt man auf den Dateinamen (innerhalb der Spur links oben, gleich rechts neben dem Schließen-Symbol) und wählt dann Stereo in Monospuren.

Übrigens: Wenn Sie die untere Spur vorübergehend stummschalten und nur die obere anhören, entspricht dies einer asymmetrischen Übertragung mit allen eventuell auftretenden Störungen.

2. Nun wird die untere Spur invertiert: Markieren der Spur durch Doppelklick und dann Effekt > Invertieren. Anhand der Wellenform-Darstellung sehen Sie, dass die untere Spur gespiegelt wurde und jetzt der oberen weitgehend gleicht (bis auf die Störungen). Wenn Sie jetzt alles zusammen abspielen, müssten die Störungen eliminiert sein.

Falls der Ton sehr hoch ausgesteuert war, könnte die gleichzeitige Wiedergabe zu Übersteuerungen führen. Senken Sie in diesem Fall vor dem Zusammenführen die Lautstärke beider Spuren auf -3 dB ab (Plus-Minus-Regler links in jeder Spur).

3. Fehlt nur noch Datei > Exportieren... zur Ausgabe der bearbeiteten Tonspur. Speichern Sie wieder im WAV-Format. Die beiden Tonspuren werden beim Exportieren automatisch zu einer einzigen zusammengemixt.

Zwischen Schritt 2 und 3 können Sie bei Bedarf natürlich weitere Bearbeitungen einschieben (z. B. normalisieren, komprimieren, entrauschen).

Behelfslösung für Eilige

Die symmetrische Tonaufnahme ist nicht zuletzt eine Vorsorgemaßnahme; längst nicht in jeder Umgebung entstehen schlimme Störeinstrahlungen. Wenn Sie Ihren Ton mit dem selbstgebauten Adapter aufgenommen haben und nach der Aufnahme feststellen, dass der Ton nicht wesentlich gestört ist, ärgern Sie sich vielleicht, jetzt trotzdem die aufwendige Nachbearbeitung in Audacity machen zu müssen.
Wenn der Ton gar keiner Bearbeitung bedarf, gibt es folgenden schnellen Ausweg: Sie können im Schnittprogramm den linken Kanal als Mono-Kanal verwenden (bzw. nach rechts kopieren) und den rechten Kanal verwerfen.

Autor: Andreas Beitinger
Letzte Änderung: Dezember 2013

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