Je-Young Myung, 2006

In den Aufnahmestudios setzt sich die digitale Audiotechnik immer mehr durch. Der Vorteil von miteinander vernetzten digitalen Geräten ist, dass zwischen diesen die fehlerbehaftete Wandlung von analogen zu digitalen Signalen und umgekehrt entfällt.
Jedoch muss bei der Vernetzung von digitalen Geräten eine saubere Lösung der Synchronisation jedes einzelnen Gerätes realisiert werden, um Synchronisationsprobleme und den dadurch verursachten Qualitätsverlust zu vermeiden.
Relativ neu in der digitalen Audiobearbeitungskette ist das digitale Mikrofon. Das analoge Signal wird im Mikrofon selbst in ein digitales Signal gewandelt, so dass am Ausgang des Mikrofons ein digitales Signal im AES42-Standard anliegt. Dadurch können Daten- und Qualitätsverluste in der weiteren Audiosignalverarbeitung minimiert werden:
• Durch das Wegfallen von zusätzlichem Mikrofon-Vorverstärker und AD-Wandler, die für die Qualität des noch zu verarbeitenden Audiosignals entscheidend sind, kann der Datenverlust verringert werden.
• Durch die vollständig digitale Kette in der Audiosignalverarbeitung kann auch bei Verwendung weniger hochwertigen Equipments mit geringem Qualitätsverlust des Audiosignals gearbeitet werden, da die AD-Wandlung entfällt.
Die digitalen Mikrofone müssen wie alle digitalen Geräte mit dem Empfangsgerät synchronisiert werden. Zur Lösung des Synchronisationsproblems der digitalen Mikrofone wurde im Jahr 2001 von der Audio Engineering Society das Format AES421 standardisiert.
Der AES42-Standard erlaubt zwei technische Wege für die Synchronisation der digitalen Mikrofone:
• Mode 1: der interne Taktgenerator arbeitet asynchron oder
• Mode 2: der interne Taktgenerator arbeitet synchron, indem er durch die Übertragung der extern zugeführten Word Clock stabilisiert wird.
Bei der ersten Möglichkeit Mode 1 ist ein zusätzlicher Abtastratenwandler (englisch:Sample Rate Converter, SRC) am Eingang des Anschlussgerätes des digitalen Mikrofons notwendig. Ohne diesen käme es zu Taktsynchronisationsfehlern, die durch beispielsweise Knistern im Audiosignal oder Dropouts zu hören sein würden. Ein Sample Rate Converter (SRC) führt eine zusätzliche Datenwandlung durch.
Die Abtastratenwandlung ist in jedem Fall eine zusätzliche Fehlerquelle, insbesondere wenn mehrere Mikrofone (bereits bei einem Stereopaar) gleichzeitig in Betrieb genommen werden. Zwischen den beiden Mikrofonen, die in Mode 1 betrieben werden, kommt es durch den intern freilaufenden Taktgenerator zum Auseinanderdriften des Takts, d.h. die Anzahl der pro Sekunde generierten Samples am Mikrofon 1 und 2 ist nicht identisch. Ein exaktes Generieren der Abtastrate ist für freilaufende Taktgeneratoren nicht möglich. Die Abtastrate verändert sich ständig, da sie nicht stabil ist. Dies kann zu Jitter, also Zeitfehlern in Abfolge der Samples führen. Das Jitter kann eine instabile Taktgeneration verursachen, wodurch das Ausgangssignal verzerrt sein kann. Um diese Fehler zu vermeiden, ist es die beste Lösung, die digitalen Mikrofone vom Anschlussgerät per externer Word Clock Leitung synchronisieren zu lassen (Mode 2), so dass die Signale beider Mikrofone (1 und 2) digital phasenstarr gekoppelt sind. Die Qualität des Audiosignals in Mode 1 ist zudem abhängig von der Qualität des jeweiligen Abtastratenwandlers. Sind die heutzutage in professionellen Studios verwendeten SRC qualitativ so gut, dass man den technisch bedingten Qualitätsverlust des Audiomaterials bei Verwendung dieser SRC auditiv nicht wahrnehmen kann?
Die zentrale Fragestellung in dieser Arbeit lautet:
Ist ein Unterschied zwischen den Aufnahmen mit digitalen Mikrofonen in verschiedenen AES42-Modi auditiv eindeutig festzustellen? Inwieweit beeinflussen die angeschlossenen digitalen Geräte, insbesondere SRC die Klangqualität der digitalen Mikrofone? Wird die Verwendung von digitalen Mikrofonen die Qualität des zu verarbeitenden Audiomaterials unabhängig von weiteren angeschlossenen digitalen Geräten im Studio gemacht? Ist dies ein entscheidender Vorteil des digitalen Mikrofons im Vergleich zum analogen Mikrofon?
Im folgenden soll am Beispiel der Neumann-Mikrofone durch Hörtests mit Hilfe von Testpersonen, die im kritischen Hören geübt sind, festgestellt werden, ob man den Unterschied zwischen den Aufnahmen in Mode 1 und 2 tatsächlich hören kann; ob also ein SRC in der Audiosignalverarbeitungskette zusätzlich verwendet wurde oder nicht.
Um diesen klanglichen Unterschied, der durch die Abtastratenwandlung in Echtzeit (die nicht fehlerfrei funktionieren kann; siehe Kapitel 2.2) am Empfangsgerät verursacht wird, im Hörtest richtig darstellen zu können, müssen die Beispiele in beiden Modi parallel und gleichzeitig aufgezeichnet werden. Zur Darstellung des Synchronisationsproblems
ist die mehrkanalige Aufzeichnung des Signals ausschlaggebend. Bei der Verwendung mehrerer Mikrofone in Mode 1 ergibt sich, wie bereits oben erwähnt, das Problem des Auseineinanderdriftens des instabilen, freilaufenden  Taktgenerators zwischen den Mikrofonen. Die Anzahl der pro Sekunde generierten Samples stimmt in diesem Fall zwischen den Mikrofonen nicht überein. Das Mikrofon 1 könnte z.B. mit 44.002 Samples pro Sekunde getaktet sein und das Mikrofon 2 mit 43.997 Samples pro Sekunde. Die dann benötigte neue Abtastung der Signale mit dieser unerschiedlichen Anzahl der Samples durch die SRC am Empfangsgerät verursacht eine technisch nachweisbare Veränderung des Signals.
Wird die mehrkanalige Aufnahme in Mode 2 betrieben, sind die Signale der Kanäle digital phasenstarr gekoppelt, so dass es zu keinem Taktproblem führen kann.
Dieser technisch wesentliche Unterschied kann nur durch eine gleichzeitige, parallele und mehrkanalige Aufzeichnung (mindestens stereophon) einer Quelle (z.B. Instrumente oder Sprache) realisiert werden. Dies wird hier mit zwei verschiedenen Mikrofonpaaren umgesetzt, d.h. es werden zwei verschiedene Stereopaare (insgesamt vier Mikrofone) aufgestellt.
Die verlangte Situation kann also nur durch die parallele Signalaufzeichnung in Mode 1 und 2 in Echtzeit erreicht werden. Die Idee, die Aufnahme mit einem Mikrofonpaar in Mode 2 durchzuführen und anschließend das in Mode 2 aufgezeichnete Signal über einen SRC zu schicken, würde das Synchronisationsproblem des Mode 1 in einer Live-Aufnahme Situation nicht nachstellen können, da das bereits in Mode 2 aufgezeichnete, verwendete Signal kein Taktproblem enthält. Das Signal kann ebenfalls nicht von einem Mikrofonpaar aufgezeichnet und dann gesplittet werden, da die Information
des gewählten Synchronisationsmodes über die AES42 Leitung zum Mikrofon übertragen wird. Über diese Leitung können selbstverständlich nicht beide Modi auf einmal übertragen werden.

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