Wissen: Rückkopplungen

Rückkopplungen hat jeder schon einmal bei Veranstaltungen erlebt. Das laute und oft schrille Pfeifen aus den Lautsprechern ärgert Musiker, Tontechniker, Publikum und Veranstalter gleichermaßen. Dabei müssen Rückkopplungen gar nicht erst entstehen, wenn man weiß, was sie verursacht. In diesem Artikel erfährst du mehr.

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Rückkopplungen sind für alle Beteiligten ein großes Ärgernis. Doch wir können aktiv etwas dagegen unternehmen und verhindern, dass es überhaupt zu Rückkopplungen kommt

Rückkopplungen

Rückkopplungen, auf Englisch Feedback genannt, entstehen immer dann, wenn aus der Kette Mikrofon, Verstärker und Lautsprecher ein Schwingkreis wird. Ein Schwingkreis entsteht dann, wenn das verstärkte und vom Lautsprecher wiedergegebene Mikrofonsignal erneut auf das Mikrofon gelangt. Es schaukeln sich dann langsam (oder manchmal auch sehr schnell) eine oder mehrere Frequenzen auf, die wir als Pfeifen (Mitten- oder Höhenbereich) oder dumpfes Dröhnen (Bassbereich) wahrnehmen. Eine solche Rückkopplung hat enorm viel Energie und ist in der Lage, Lautsprecher zu zerstören. Insbesondere die empfindlichen Hochtontreiber müssen deshalb unbedingt vor Rückkopplungen geschützt werden (zum Beispiel durch Limiter).

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Ein Schwingkreis entsteht, wenn das durch den Lautsprecher wiedergegebene Mikrofonsignal erneut auf das Mikrofon gelangt.

Rückkopplungen vermeiden

Jetzt, da du weißt, wie Rückkopplungen entstehen, kannst du sie auch gezielt vermeiden. Du musst verhindern, dass ein Schwingkreis entsteht und das bereits verstärkte Mikrofonsignal wieder auf das Mikrofon gelangt. Klingt doch einfach, oder? Ganz so einfach ist es in der Praxis leider nicht. Insbesondere die auf der Bühne benötigten Monitorboxen sorgen dafür, dass Rückkopplungen entstehen.

Ab einer gewissen Lautstärke und unter ungünstigen akustischen Bedingungen in einem Raum sind Rückwürfe des durch die Lautsprecher abgegebenen Schalls zurück auf das Mikrofon fast unmöglich zu verhindern. Somit werden auch die für das Publikum bestimmten FoH-Lautsprecher zu einer Gefahr für Rückkopplungen.

Nun ist es so, dass sich eine Rückkopplung nicht sofort aufbaut, wenn es zu Übersprechen aus den Lautsprechern auf das Mikrofon kommt. Vielmehr ist ein gewisser Verstärkungsfaktor notwendig, damit es zu pfeifen beginnt. Es pfeifen auch selten alle Frequenzen, sondern vor allem diejenigen, die ohnehin bereits viel Energie besitzen.

Wir müssen also versuchen, den erneut verstärkten Signalanteil möglichst klein zu halten, damit keine Rückkopplungen entstehen. Dazu nutzen wir zunächst das Wissen über die Richtwirkung von Mikrofonen aus. Kennen wir die Richtcharakteristik eines Mikrofons, kennen wir auch den Winkel, in dem das Mikrofon für einfallenden Schall am unempfindlichsten ist. Wenn du dich an dieser Stelle fragst, was denn die Richtwirkung oder die Richtcharakteristik eines Mikrofons sind, empfehle ich dir nun zunächst die Lektüre meines Mikrofon-Artikels.

Richtcharakteristik ausnutzen

Wir nutzen zum Vermeiden von Rückkopplungen also gezielt die Richtcharakteristik des Mikrofons aus und dessen “Taubheit” abseits der Hauptaufsprechrichtung. Hier “hört” das Mikrofon nämlich viel schlechter als auf der 0°-Achse. Für ein Mikrofon mit Nierencharakteristik ist diese unempfindliche Stelle zum Beispiel bei 180° zu finden. 

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Nierencharakteristik: Bei der Nierencharakteristik wird frontaler und seitlicher Schall gut aufgenommen, rückwärtiger Schall hingegen unterdrückt. Für tiefere Frequenzen besteht kaum Richtwirkung.

Auf der Bühne empfiehlt es sich also, bei der Verwendung eines Mikrofons mit Nierencharakteristik, die Monitorbox des Sängers auf die Rückseite des Mikrofons (180°) “zielen” zu lassen. Für hohe Frequenzen und die oberen Mitten ist das Mikrofon hier sehr unempfindlich und die Gefahr von Rückkopplungen in diesem Bereich deutlich verringert.

Aufbau der Monitorbox bei Verwendung eines Mikrofons mit Nierencharakteristik.

Bei Mikrofonen mit Supernieren- oder Hypernierencharakteristik sieht das etwas anders aus. Hier ist die Rückseite zwar ebenfalls unempfindlicher als die 0°-Achse, allerdings nimmt sie mehr Schall für mittlere und hohe Frequenzen auf als ein Mikrofon mit Nierencharakteristik. Taube Ohren hat ein solches Mikrofon hingegen bei 135° und 225°. Die Monitorlautsprecher sollten also auf diese zwei Punkte zielen. Man könnte zum Beispiel anstelle eines Monitor zwei Monitore verwenden, die dafür etwas leiser gedreht werden.

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Supernierencharakteristik: Mikrofone mit Superniere sind in Hauptaufsprechrichtung (0°) etwas stärker richtend als die mit Nierencharakteristik. Sie besitzen jedoch eine kleine Ausstülpung bei 180°.
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Bei einem Mikrofon mit Supernierencharakteristik werden bei 135° und 225° hohe und mittlere Frequenzen weniger stark verstärkt. Auf diese Stellen "zielen" dann die Monitore.

Aufbau der PA

Bei Konzerten mit sehr hoher Lautstärke des FoH-Systems, also der Lautsprecher für das Publikum, ist die Gefahr von Rückkopplungen ebenfalls gegeben. Rückwürfe aus dem Raum sorgen für das Übersprechen auf das Mikrofon. Auch für die PA Lautsprecher gilt, dass der Pegel des Übersprechens möglichst klein gehalten werden muss. Der Abstand zwischen Mikrofonen und FoH-Lautsprecher sollte deshalb möglichst groß sein und die PA-Lautsprecher immer auf die größte Absorptionsfläche für Schall im Raum zielen: das Publikum. Mikrofone sollten nach Möglichkeit niemals vor der PA betrieben werden.

Technische Hilfsmittel

Wenn der Aufbau sorgfältig durchgeführt wurde und du alles bislang Gesagte penibel umgesetzt hast, sollte die Gefahr von Rückkopplungen bereits erheblich geringer sein. Kommt es dennoch zu Rückkopplungen, weil vielleicht die Bühnenlautstärke sehr hoch ist, helfen uns einige technische Hilfsmittel, allen voran Equalizer.

Equalizer

Wie erwähnt koppeln selten alle Frequenzen gleichzeitig. In der Regel sind es einige wenige Frequenzen, bei denen sich Rückkopplungen aufschaukeln. Wir müssen also diese Frequenzen unterhalb der Rückkopplungsschwelle halten. Dazu leisten uns Equalizer gute Dienste. Koppelt in einem Mikrofonsignal nur eine einzelne Frequenz trotz aller Maßnahmen kontinuierlich weiter, senken wir diese mit dem EQ schmalbandig ab. Das können wir entweder mit dem Kanal-EQ eines Mischpults tun, sofern sich dort die entsprechende Frequenz und die Breite der Absenkung regulieren lässt. Fast alle Digitalpulte sind dazu in der Lage.

Alternativ schleifen wir einen EQ in den Monitorweg ein und “entzerren” den Monitor für die Rückkopplungsfrequenzen. Das gelingt zum Beispiel mit Grafischen Equalizern. Diese besitzen eine bestimmte Anzahl an Festfrequenzen (zum Beispiel 31 bei Terzband EQs), die sich anheben und absenken lassen. Haben wir die Rückkopplungsfrequenz identifiziert, senken wir diese am Terzband EQ etwas ab. Das Pfeifen verschwindet.

Doch Achtung: Ein Terzband-EQ hat keine schmalbandigen Notch-Filter. Er senkt immer den Bereich einer Terz ab und somit auch viel vom Nutzsignal. Die Absenkung sollte also nicht zu stark ausfallen.

Besser ist es, parametrische EQs mit variablem Q zu nutzen. Ein hoher Q-Faktor entspricht einer geringen Bandbreite und senkt damit wirklich nur das Störsignal ab.

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Die Abbildung zeigt die Nutzung eines sehr schmalbandigen Filters (Notch-Filter) zum Herausfiltern der Rückkopplungsfrequenz, die auf dem Spektrum-Analyzer angezeigt wird

Feedback Killer

Feedback Killer, Feedback Exterminator, Feedback Destroyer – so nennen Hersteller Geräte, die vollautomatisch Rückkopplungen erkennen und mit Notch-Filtern eliminieren. Die ersten Geräte dieser Art stellte schon früh die Firma Sabine mit dem Sabine Feedback Killer zur Verfügung. Behringer, DBX und andere Hersteller sind ebenfalls auf diesem Gebiet aktiv. Oftmals sind derartige Funktionen auch direkt in digitale Lautsprecher-Controller oder digitale EQs integriert. Sofern die Geräte richtig eingesetzt und konfiguriert werden, hat der Tontechniker mit Feedbacks nichts mehr zu tun. Auftretende Feedbacks werden innerhalb kürzester Zeit erkannt und unterdrückt.

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Mit dem dbx AFS 2 lassen sich Rückkopplungen automatisch unterdrücken

Einpfeifen

Vielleicht hast du schon einmal gehört, dass Tontechniker oder Musiker sich über das Einpfeifen der PA oder Monitore unterhalten haben. Das ist auch durchaus wörtlich zu nehmen, denn bei dieser Prozedur werden gezielt Rückkopplungen erzeugt und im Anschluss mit den genannten Hilfsmitteln unterdrückt.

Das Vorgehen ist ganz einfach. Ein Mitarbeiter auf der Bühne provoziert Rückkopplungen. Dazu regt er das Mikrofon mit einer Reihe von Lauten oder Worten an, während dessen Pegel langsam auf den Monitoren erhöht wird. Kommt es zu ersten Rückkopplungen, werden diese per Equalizer (meistens Terzband EQs) unterdrückt. Ist die gewünschte Monitorlautstärke noch nicht erreicht, wiederholt der Techniker den Vorgang bis zur nächsten Rückkopplungsfrequenz und eliminiert diese auch wieder.

Eine andere Vorgehensweise ist es, dass der Tontechniker am Terzband EQ nach und nach besonders  typische Frequenzen etwas anhebt (max. +2 bis +3 dB), bis diese zu koppeln beginnen. Das sind häufig Frequenzen rund um 1 kHz. Nun senkt er die gefundenen Frequenzen etwas ab und erhöht dann entsprechend den Monitorpegel oder den Pegel des Mikrofons auf dem Monitor.

Der dritte Weg ist das Hochfahren der Monitore und beobachten des Geschehens auf einem Analyzer. Sehr gut geeignet ist ein Spektrum-Analyzer, der die Energiedichte verschiedener Frequenzen farblich darstellt. Die Rückkopplungsfrequenzen stechen früh aus dem Spektrum farblich heraus. Nach dem Ablesen der Frequenz senkt der Techniker diese am Terzband EQ oder mit einem Notch-Filter etwas ab.

Warum sollte ein Mitarbeiter auf der Bühne das Mikrofon anregen? Das hat vor allem damit zu tun, dass verschiedene Laute unterschiedliche Resonanzen erzeugen. Außerdem verändert sich durch den vor dem Mikrofon stehenden Musiker später die Verteilung des Schalls aus den Monitorlautsprechern um das Mikrofon herum. Der Mitarbeiter vor dem Mikrofon simuliert also die spätere Bühnensituation beim Einpfeifen der Monitore.

Nutzen wir ein Gerät zur automatischen Rückkopplungsunterdrückung, sieht das grundsätzliche Prozedere genauso aus. Auch hier wird der Pegel langsam erhöht bis Rückkopplungen entstehen. Das Gerät senkt diese dann automatisch ab. Es empfiehlt sich, einige Filter fest zu setzen und mindestens die Hälfte der zur Verfügung stehenden Notch-Filter als Live-Filter ungenutzt zu lassen. Diese stehen dann während des Auftritts zur Verfügung, um spontan auftretende Feedbacks zu unterdrücken. Live-Filter werden zudem oft wieder vom Feedback Killer freigegeben, sobald die Gefahr gebannt ist. Das ist zum Beispiel dann sinnvoll, wenn sich Sängerinnen oder Sänger mit dem Mikrofon auf der Bühne viel bewegen. Durch die verschiedenen Positionen zu den Monitoren, kann es an einigen Stellen zu Rückkopplungen kommen, während sie sich an anderen Stellen der Bühne problemlos bewegen können. Die Live-Filter werden dann dementsprechend gesetzt und wieder freigegeben.

Achtung

Beim Einpfeifen machen viele unerfahrene Techniker den Fehler, zu viel erreichen zu wollen. Wenn irgendwann alle Regler des Terzband-EQs nach unten geschoben sind, ist der Klang auf den Monitoren hinüber und der entsprechende Musiker hört sich nicht mehr. Die Stimme kann sich nun nicht mehr durchsetzen. Gerade bei der Nutzung von Terzband-EQs anstelle von Notch-Filtern muss vorsichtig um nur wenige Dezibel abgesenkt werden, weil die Absenkung sehr breitbandig ist. Gerade im Bereich von 300 Hz bis 3 kHz liegen wesentliche Anteile der Stimme und für die Sprachverständlichkeit. Senkt man hier zu viel ab, empfindet sich der Musiker als zu leise und wird darum bitten, dass der Pegel seines Mikrofons auf dem Monitor angehoben wird. Dadurch entstehen dann neue Rückkopplungen. Senkt also immer nur wenige Dezibel ab. Gute Monitore mit einem möglichst linearen Frequenzgang und eine gute Aufstellung der Mikrofone sollten immer Vorrang haben vor starken Bearbeitungen mit dem EQ!

Fazit

Du hast nun viel über Rückkopplungen und deren Bekämpfung gelernt. Doch das theoretische Wissen ist nur eine Seite der Medaille. Sammle möglichst viele Erfahrungen im Umgang mit Rückkopplungen und der dir zur Verfügung stehenden Techniken (und Technik) zu deren Verhinderung. Gerade dann, wenn Rückkopplungen spontan während des laufenden Konzerts auftreten, sind schnelles Handeln und ein kühler Kopf angesagt. Übe im Proberaum mit einem Lautsprecher, einigen EQs und einem Mikrofon. Experimentiere mit Mikrofonaufstellungen vor dem Monitorlautsprecher und lerne auch, den Frequenzbereich, in dem die Rückkopplungen auftreten, ungefähr hörend zu erfassen. Nicht immer ist ein Analyzer vorhanden. Alte Hasen, die ihr Handwerk in den 70ern und 80ern gelernt haben, werden instinktiv zur richtigen Frequenz am Terzband-EQ greifen, wenn es pfeift. Das ist leider eine zunehmend verschwindende Kunst, da uns die moderne Technik zu jeder Zeit ein visuelles Bild vom Geschehen vermittelt. Es kann aber nicht schaden, dennoch das Gehör etwas zu sensibilisieren.

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