Stage Tools: Signalsplitter für Mikrofone/Instrumente, Anwendung

Stage Tools: Signalsplitter für Mikrofone/Instrumente, Anwendung

Im Zeitalter analoger Multicore-Systeme waren sie allgegenwärtig: Signalsplitter wie Mikrofon- und Line-Splitter. Manchmal waren sie sogar direkt in die Stagebox integriert. Die Bands selbst kamen früher kaum mit ihnen in Berührung, weil dieser Teil der Bühnentechnik in der Regel vom Verleiher betreut wurde und es für Bands sehr teuer und aufwändig war, ein eigenes Monitorpult mit auf Tour zu nehmen. Mit der weiten Verbreitung von günstigen Digitalmixern erleben derzeit aber eine Renaissance: Immer mehr Bands mischen ihren Monitor-Sound selbst und möchten möglichst unabhängig vom FoH-Mischpult und PA-Verleihern sein. Grund genug, Signalsplittern einmal einen Artikel zu widmen.

Signalsplitter: Warum überhaupt?

Es gibt viele Anwendungsbereiche, in denen das Verteilen eines einzelnen Audiosignals auf zwei oder mehr Empfänger sinnvoll sein kann. Ein sehr häufiger Anwendungsfall war und ist das Verteilen des Ausgangssignals einer E-Gitarre auf mehrere Gitarrenverstärker. Auch auf dem Pedal-Board vieler Gitarristen befindet sich ein Splitter, der es ermöglicht, mehrere Signalwege parallel zu fahren. Das beliebte Live-Looping, das durch Künstler wie Ed Sheeran an Popularität gewonnen hat, macht ebenfalls einen Split der einzelnen verwendeten Mikrofon- und Instrumentensignalen notwendig. Manche Looper besitzen gleich einen integrierten Splitter, bei anderen muss der Signalsplit extern erfolgen. Das hängt auch immer von den eigenen Wünschen bezüglich der Signalverarbeitung und der Arbeitsweise ab.

Im Tonstudio und auch am FoH-Pult war es im analogen Zeitalter oftmals üblich, das Mikrofonsignal des Sängers oder der Sängerin auf zwei Mischpultkanäle aufzuteilen, um dann eine getrennte Bearbeitung dieser beiden Anteile vornehmen zu können. Ein übliche Bearbeitung ist zum Beispiel die parallele Kompression, bei der ein Signalanteil sehr stark komprimiert wird, während der zweite Signalanteil komplett unbearbeitet bleibt. Beide Signale werden im Anschluss wieder zusammengemischt. Das Ergebnis: Eine hohe Lautheit des Gesamtsignals ohne Beeinträchtigung der Transienten.

Auf größeren Bühnen wird der Monitormix in der Regel getrennt vom FoH-Mix durchgeführt. Der Monitormischer steht am Bühnenrand, um die Kommunikation mit den Musikern während der Veranstaltung zu vereinfachen. Das FoH-Pult hingegen steht da, wo es sinnvollerweise auch hingehört, nämlich im Publikum vor der Bühne. Das bedeutet, dass alle Signale auf beide Mischpulte verteilt werden müssen.

Analoge Splitter mit Behringer X32 Rack als Monitormischpult und In-Ear-Monitoring-Systemen

Manchmal ist sogar noch ein dritter Signalsplit notwendig: Broadcasting und Live Recording sind übliche Situationen, die einen solchen weiteren Split notwendig machen. Ein Broadcast-Mix sollte stets gesondert vom FoH-Mix durchgeführt werden und orientiert sich an den Bedürfnissen der Radio- oder Fernsehzuschauer und geschieht im Ü-Wagen (Übertragungswagen). Dort ist die komplette Technik für den Broadcast-Mix und die Übertragung per Telefonleitung oder direkt per Satellit integriert.

Das Live-Recording fand bis vor wenigen Jahren noch mit Recording-Mobiles statt, die ähnlich wie der Ü-Wagen abseits der Bühne standen. Dort liefen alle Signale von der Bühne an einem Recording-Mischpult zusammen, wurden vom Techniker für die Aufnahme bearbeitet und auf Mehrspurmaschinen oder später in einer DAW wie Pro Tools aufgezeichnet. Zugleich wurde hier oft ein Stereomix erstellt, der dann zu Promotion-Zwecken verwendet werden konnte, den Musikern als Nachkontrolle diente oder auch Nachrichtensendern für ihre Berichterstattung zur Verfügung gestellt wurde. Im Zeitalter digitaler Mischpulte sind Recording-Mobiles bei Veranstaltungen eine Seltenheit geworden. Die deutlich günstigere Lösung bringen selbst sehr preisgünstige Digitalmixer gleich mit: das Multitrack-Recording auf einem angeschlossenen Computer oder direkt auf eine SSD, HD oder SD-Karten. Der Signalsplit für das Live-Recording hat also an Bedeutung verloren.

Ein weiterer, fast täglich genutzter Anwendungsfall ist der sogenannte Pressesplit. Bei Pressekonferenzen gibt es entweder die Wahl, den Redner mit Mikrofonen zuzustellen (gerne mit verschiedenfarbigen Windschutzen auf den Mikrofonen und passendem Senderlogo) oder eben ein Mikrofon zu nutzen und dessen Signal entsprechend oft zu splitten. Einige Firmen bieten dazu Pressesplitter an, die dann einen Eingang und 10 bis 20 Ausgänge liefern.

Der letzte Anwendungsfall, der in den Sinn kommt, ist der sogenannte Mehrzonen-Split. Ein solcher Split wird oft bei Festinstallationen zum Beispiel in Kaufhäusern, Konferenzzentren, Gaststätten und mehr notwendig, wo es mehrere Zonen zu beschallen gilt. So lässt sich zum Beispiel mit einem Zonenmixer oder Zonensplitter ein Stereo-Eingangssignal auf mehrere Stereoausgänge verteilen, an die dann die Lautsprecher für die jeweiligen zu beschallenden Zonen angeschlossen werden.

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Y-Kabel – eine schlechte Idee

Vermutlich kennt sie jeder und jeder hat sie schon einmal zum Beispiel am Kopfhörerausgang ausprobiert: Y-Kabel. Ein Y-Kabel führt einen Ausgang auf zwei Eingänge, indem einfach zwei Kabel an ein eine Buchse gelötet werden. Ein solches Kabel funktioniert und tatsächlich liegen an den beiden Enden passend die Signale des Instruments oder Mikrofons an.

Wenn man das zum Beispiel mit einem Kopfhörersignal ausprobiert und an einen Kopfhörerausgang, zum Beispiel der Stereoanlage, mit einem Y-Kabel zwei Kopfhörer anschließt, begegnet uns der folgende Effekt:

Bei zwei identischen Kopfhörern sind beide Kopfhörer gleich laut, allerdings ist das Signal auf den Kopfhörern erheblich leiser, sobald beide angeschlossen sind. Bei zwei unterschiedlichen Kopfhörern ist ein Kopfhörer lauter als der andere. Das hat schlicht und ergreifend damit zu tun, dass sich der elektrische Widerstand, den die Kopfhörer für den Kopfhörerverstärker darstellen, verändert und beeinflusst. Du hast bestimmt schon einmal festgestellt, dass unterschiedliche Kopfhörer bei gleicher Einstellung des Kopfhörerverstärkers sehr unterschiedlich laut sein können. Das hat mit der Impedanz der Kopfhörer zu tun. Je höher der Widerstand des Kopfhörers, desto leiser das resultierende Signal. Schließt du nun zwei Kopfhörer per Y-Kabel an einen Kopfhörerverstärker an,  ist der Gesamtwiderstand für den Kopfhörerverstärker deutlich geringer, was bei identischen Kopfhörern kein Problem ist.

Bei verschiedenen Köpfhörer verzerrt aber eventuell ein Kopfhörer schon, während auf dem anderen vielleicht kaum etwas zu hören ist.

Überträgt man dieses Experiment nun auf Audiosignale, die von der Bühne kommen und auf zwei Mischpulte verteilt werden sollen, ist das Resultat sehr ähnlich. Allerdings kommen hier noch weitere Nachteile hinzu: Bei zwei unterschiedlichen Mischpulten erzeugt ein Y-Adapter sehr schnell eine unschöne Brummschleife. Ein weiteres Problem stellen Kondensatormikrofone dar, die eine Spannungsversorgung in Form von Phantomspeisung benötigen. Durch die elektrische Verbindung der drei Komponenten Mikrofon, FoH-Mischpult und Monitormischpult liegt diese Spannung auch an allen Komponenten an und nicht nur zum Beispiel zwischen FoH-Mischpult und Mikrofon. Zwar gibt es in vielen Audioprodukten einen Schutz gegen Phantomspannung, aber eben nicht in allen. Kurzschlüsse, die gerne bei der Verkabelung entstehen, aber auch bei einer Fehlfunktion des Y-Adapters, können zudem das Equipment zerstören.

Signalsplitter für Mikrofone und Instrumente

Die bessere Wahl

Audiosplitter wie Mikrofonsplitter und Line-Splitter sorgen ebenfalls für eine Auftrennung eines Eingangssignals auf zwei oder mehrere Ausgänge, nutzen dafür aber eine elektronische oder galvanische Trennung. Aufgrund dieser Trennung ändert sich für die Empfänger nichts. Der Empfänger „sieht“ ganz normal ein Mikrofonsignal oder Line-Signal, ganz so als wäre er direkt mit der Signalquelle verbunden. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund eines Ground-Lifts Brummschleifen zwischen den verschiedenen Empfängern wirkungsvoll verhindert werden können.

Analoge Splitter für das Mikrofon- und Line-Splitting im Rack mit einem Behringer X32 Rack Digitalmixer

Auch das Problem der Phantomspeisung stellt sich nicht. Diese wird entweder vom Splitter zur Verfügung gestellt oder von einem der Mischpulte. Da nur ein Mischpult elektrisch direkt mit dem Mikrofon verbunden ist, bekommt das zweite Mischpult von der eingeschalteten Phantomspannung nichts mit.

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Passive vs. aktive Signalsplitter

Ein passiver Signalsplitter besteht aus einem simplen Trennübertrager, an den das Eingangssignal angelegt wird. Das Eingangssignal wird durch einen um einen Eisenkern gewickelten Draht, der sogenannten Primärspule geführt und die Wechselspannung des Eingangssignal induziert eine äquivalente Wechselspannung in der Sekunderwicklung auf der gegenüberliegenden Seite, der Sekundärspule. Auf diese Weise kommt es zu einem galvanisch getrennten Signal, das elektrisch nicht mit dem Signal der Primärspule verbunden ist.

Trennübertrager werden zum Beispiel in DI-Boxen zur Symmetrierung eingesetzt und zur Anpassung von Line-Signalen an einen nachgeschalteten Mikrofoneingang des Mischpults. Sieht man sich eine DI-Box einmal genauer an, entdeckt man vielleicht, dass es nicht nur eine Klinkenbuchse für den Eingang, sondern neben dem XLR-Ausgang auch eine weitere Klinkenbuchse als Ausgang gibt. Diese Link-Buchse ist direkt mit der Eingangsbuchse beziehungsweise der Primärspule verbunden. Sie ist also nicht galvanisch vom Eingang der DI-Box getrennt. Der XLR-Ausgang hingegen ist mit der Sekundärspule verbunden und galvanisch vom Eingang getrennt. Auch eine DI-Box ist also ein Signalsplitter.

Signalsplitter, die nur mit einem Trennübertrager bestückt sind und ohne Transistoren zur Verstärkung auskommen, nennt man passive Signalsplitter. Bei den DI-Boxen sprechen wir in diesem Fall auch von einer passiven DI-Box. Phantomspeisung von einem Mischpult, das mit der Sekundärseite des Übertragers verbunden ist, kann nicht an ein Mikrofon, das an der Primärseite angeschlossen wurde, übertragen werden (—> keine elektrische Verbindung zwischen Primär- und Sekundärspule).

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Aktive Signalsplitter gibt es in verschiedenen Bauweisen: mit Übertrager und ohne Übertrager. Bei manchen aktiven DI-Boxen sorgt eine Verstärkungsschaltung vor dem Übertrager für eine Anpassung des Pegels. Die Elektronik stellt in der Regel auch die für Kondensatormikrofone benötigte Phantomspeisung bereit. Andere aktive Signalsplitter kommen komplett ohne Übertrager aus und führen sowohl die Symmetrierung als auch das Aufsplitten der Signale auf elektronischem Wege mit Transistoren durch. Auch in diesem Fall wird die Phantomspeisung meistens vom aktiven Signalsplitter zur Verfügung gestellt.

Passiven Splittern wird oft vorgeworfen, das Signal zu degradieren. Wenige Höhen, unsaubere Bässe oder zu geringe Signalpegel sind häufig angeführte Argumente gegen passive Signalsplitter für Mikrofone oder Line-Signale. In der Tat können die beschriebenen Nachteile auftreten, wenn sehr minderwertige Übertrager zum Einsatz kommen. Mit guten Übertragern stellen passive Splitter aber kein Problem dar. Hier gelten ähnliche Regeln wie bei passiven DI-Boxen. Ein guter Übertrager ist wichtig für eine gute Übertragungsqualität. Manche Musiker kaufen sogar absichtlich Produkte mit einem Übertrager, weil sie den Klang mit sanft abgerundeten Höhen und verdichteten Bässen, wie ihn ein guter Übertrager bietet, lieben.

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Passive Signalsplitter und Phantomspeisung

Ein Gerücht hält sich in der Audiowelt hartnäckig: Passive Signalsplitter könnten keine Phantomspeisung übertragen und eignen sich deshalb nicht für den Einsatz mit Kondensatormikrofonen. Das ist so nicht uneingeschränkt richtig!

Wir erinnern uns noch einmal an den Aufbau eines Übertragers mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung. Nur zwischen diesen beiden Wicklungen besteht eine galvanische Trennung und demzufolge keine elektrische Leitung, wie sie für die Übertragung von Phantomspeisung von A nach B notwendig wäre. Zwischen dem Eingang der Primärwicklung und dem Ausgang der Primärwicklung, der als Link-Ausgang zur Verfügung steht, allerdings schon. Viele passive Mikrofonsplitter bieten einen XLR-Eingang für das Mikrofon, einen XLR Link-Ausgang und dann zwei galvanisch getrennte Split-Ausgänge. Schließt man das FoH-Pult und das Monitorpult an diese zwei Split-Ausgänge an, erreicht die Phantomspeisung das Mikrofon nicht. Schließt man aber zum Beispiel das FoH-Pult an den Link-Ausgang an und das Monitormischpult an einen der beiden galvanisch getrennten Split-Ausgängen, erreicht die am FoH-Pult aktivierte Phantomspeisung problemlos das Kondensatormikrofon.

Auch passive Splitter leiten bei richtiger Verkabelung die Phantomspeisung an Kondensatormikrofone weiter wie hier im Falle eines angeschlossenen Neumann-Mikrofons

Umgekehrt könnte man natürlich auch das Monitorpult mit dem Link-Ausgang verbinden und das FoH-Pult mit einem der galvanisch getrennten Split-Ausgänge. In diesem Fall müsste die Phantomspeisung am Monitorpult aktiviert werden, um das Mikrofon zu versorgen. Solange das Mischpult, das die Phantomspeisung bereitstellt, mit dem Link-Ausgang des Mikrofonsplitters verbunden ist, wird diese problemlos an das Mikrofon weitergeleitet. Wenn also behauptet wird, dass ein passiver Splitter nicht mit Phantomspeisung zu verwenden sei, liegt ein Anwenderfehler vor.

Es macht auch überhaupt keinen Sinn, beide Mischpulte an die Split-Ausgänge zu hängen, denn in diesem Moment besteht zwar eine galvanische Trennung zwischen den Mischpulten, aber eben auch zwischen dem Mikrofon und den beiden Mischpulten. Eine dieser drei Trennungen ist überflüssig, denn wir wollen ja nur erreichen, dass die beiden Mischpulte nicht miteinander verbunden sind. Im normalen Betrieb zwischen Mikrofon und Mischpult besteht ja auch keine Trennung, sondern beide sind über das Mikrofonkabel direkt miteinander verbunden. Eine Ausnahme gibt es nur bei Line-Signalen, die über eine DI-Box angeschlossen werden, da hier dann das Instrument mit der Primärseite und das FoH-Pult mit der Sekundärseite des Übertragers verbunden wird.

Mikrofonsplitter vs. Line-Splitter

Mikrofonsplitter und Line-Splitter arbeiten identisch. Sie sind entweder passiv oder aktiv ausgeführt. Der Unterschied besteht darin, dass ein Line-Splitter für andere Spannungen und Impedanzen optimiert ist als der Mikrofonsplitter. Schaltet man einem Mikrofonsplitter eine DI-Box vor, kann dieser genauso gut für Line-Signale verwendet werden. Manche sehr hochwertige Splitter können Mikrofon- und Line-Pegel verarbeiten. Im Prinzip kann jede DI-Box als Line-Splitter verwendet werden, indem der Link-Ausgang der Primärspule mit dem Monitormischpult verbunden wird. Zu beachten ist, dass dieses Signal unsymmetrisch ist und nur für kurze Kabelwege geeignet. Außerdem muss unbedingt ein Ground-Lift vorhanden sein, denn sonst könnte es zu Brummschleifen kommen.

Analoge Signalsplitter im digitalen Zeitalter

Nachdem wir uns nun die analogen Signalsplitter für Mikrofon- und Line-Signale angeschaut haben, stellt sich natürlich die Frage, ob das nicht auch digital zu bewerkstelligen ist? Schließlich lassen sich Nullen und Einsen einfach kopieren und eine digitale Signalkopie entspricht immer dem Original. Tatsächlich existieren einige digitale Splitter am Markt, allerdings setzen diese ein digitales Eingangssignal voraus, das dann auf mehrere digitale Ausgänge gesplittet wird. Manchmal findet dabei dann sogar eine Formatkonvertierung statt, zum Beispiel von AES/EBU auf S/PDIF oder MADI und so weiter. Solche Splitter werden bei großen Audioinstallationen in Tonstudios oder Rundfunkstudios eingesetzt.

Wollte man digitale Splitter mit analogen Ein- und Ausgängen herstellen, müssten auf beiden Seiten Wandler verbaut werden. Der Vorteil der verlustlosen Kopie wäre dahin und so ein Splitter hätte keinerlei Vorteile gegenüber einem analogen Splitter.

Mit Digitalpulten lässt sich auch ein digitaler Split aller Eingangssignale verwirklichen, dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten

Zwei Digitalmixer, eine Stagebox, ein Protokoll

Dennoch werden digitale Splits täglich eingesetzt und das sogar ganz ohne zusätzliche Hardware. Ein digitaler Signalsplit lässt sich sehr einfach mit zwei Digitalpulten und einer digitalen Stagebox realisieren. Dazu werden beide Digitalpulte mit der digitalen Stagebox verbunden. Beide Digitalpulte erhalten eine Kopie des Eingangssignals und können mit dieser Kopie arbeiten. Einen Haken hat die Sache allerdings: Bei digitalen Stageboxen sind die Vorverstärker, die sonst im Mischpult zu finden sind, direkt in die Stagebox integriert und werden nur vom Mischpult aus gesteuert. Verbindet man nun zwei Digitalmixer mit einer Stagebox, kann nur ein Digitalmixer die Gains der Stagebox steuern. Der zweite Digitalmixer muss mit diesen Pegeln „leben“. In der Regel arbeitet das zweite digitale Mischpult dann mit digitalen Trims, um den Pegel noch in einem kleinen Rahmen anpassen zu können, ohne dass am Gain der Stagebox etwas verändert werden muss. In der Praxis ist das kein großes Problem, erfordert aber einige Absprachen zwischen den beteiligten Technikern und setzt natürlich ein gemeinsames Protokoll wie DANTE, AES50, MADI, AVB etc. voraus.

Zwei Digitalmixer, die das gleiche Übertragungsprotokoll nutzen, können gemeinsam auf eine digitale Stagebox zurückgreifen wie hier zwei Behringer X32 auf eine S32 Stagebox

Unterschiedliche digitale Protokolle

Immer mehr Bands setzen einen bandeigenen Digitalmixer für ihren Monitormix ein, in der Regel immer dann, wenn dieser als In-Ear-Mix erfolgt. Sehr beliebt ist zum Beispiel das Behringer X32 Rack für diese Aufgabe. Nun nutzt aber nicht jeder Verleiher auch ein AES50 Protokoll und somit scheidet der oben genannte Weg mit zwei Digitalmixern an einer gemeinsamen Stagebox aus. Doch auch für diesen Fall gibt es eine Lösung. Ein Split kann nämlich auch im Digitalpult selbst erfolgen. Dazu werden innerhalb des Monitorpults der Band alle Eingangssignale wieder direkt auf Ausgänge geroutet. Die meisten Digitalmixer können eine  hohe Anzahl an Ausgängen verwalten, sodass lediglich genügend analoge Ausgänge zur Verfügung stehen müssen, die sich problemlos an den meisten Pulten durch das Kombinieren mehrerer Stageboxen oder die Verwendung von günstigen ADAT-Interfaces nachrüsten lassen. Ich selbst habe auf diese Weise schon mehrfach mein In-Ear-Rack auf Bühnen ohne zueinander kompatiblen digitalen Protokollen genutzt. Wichtig ist dann nur, dass alle Instrumente und Mikrofone zuerst mit den Eingängen des eigenen Digitalpults verkabelt werden und die Ausgänge der Stagebox oder des Digitalpults mit dem FoH-Pult. Eine digitale Stagebox am Monitorpult verhindert Brummschleifen, da die Erde in der Regel vom Digitalpult entkoppelt ist. Eine entsprechend vorbereitete Mix-Szene, die direkt die Eingänge auf die Ausgänge für das FoH-Pult routet, sorgt für einen reibungslosen Ablauf.

Digitalmixer plus analoger Signalsplit

Wem das zu unsicher ist, der nutzt einfach wie im analogen Zeitalter die guten alten analogen Signalsplitter und trennt die Mikrofon- und Line-Signale einfach vor den zwei Digitalmixern auf. Analoge Signalsplitter kosten heutzutage nicht mehr allzu viel Geld und selbst günstigere Splitter bieten eine gute Qualität. Verbindet man die Primärseite mit dem FoH-Pult und die Sekundärseite mit dem Monitorpult, gibt es für den FoH-Techniker auch keine großen Signaleinbußen zu befürchten und die Phantomspeisung funktioniert wie gewohnt. Passive 8-Kanal-Mikrofonsplitter gibt es ab circa 100,- Euro im Fachhandel zu kaufen, sodass sich ein solches bandeigenes Monitorsystem sehr preisgünstig aufbauen lässt.

Zusammenfassung und Ausblick

Der Artikel hat einen kleinen Überblick über die verschiedenen Anwendungsbereiche von Mikrofon- und Line-Splittern gegeben sowie über deren Funktionsweise. Unterschiede zwischen passiven und aktiven Splittern wurden aufgezeigt und mit Mythen aufgeräumt. Auch die Möglichkeiten eines digitalen Splits wurden dargelegt. Nun stellt sich natürlich die Frage nach geeigneten Modellen. Dazu findest du im zweiten Teil eine Marktübersicht der empfehlenswerten Signalsplitter für Mikrofone und Line-Pegel-Instrumente. Anregungen und Erfahrungsberichte dürfen gerne als Kommentar hinterlassen werden.