Shure SM57 & SM58: Schöner tönen

DIY-Tipp für Musiker

Kann man die Shure-Klassiker SM57 und SM58 noch verbessern? Man kann sie zumindest flexibler machen. Mithilfe einer Filterschaltung lässt sich der bühnen – optimierte Frequenzgang für Studioanwendungen linearisieren.

>> 50 Jahre Shure SM57 – die Geschichte eines Mikrofon-Klassikers <<

Nicht wenige Sänger, darunter Berühmtheiten wie Bono und Robert Plant, haben ganze Alben mit dem guten alten Shure SM58 oder seinem nahen Verwandten, dem SM57, eingesungen. Was letztlich zählt, ist eben die Performance. Und wenn ein Sänger sich nur seinem heiß geliebten Bühnenmikro wohlfühlt, dann sollte man den Teufel tun und es ihm wegnehmen!

Andererseits hat es natürlich seine Gründe, warum man im Studio vorzugsweise zu Kondensatormikros greift: Sie klingen feiner, und vor allem lässt sich ihr Signal besser mischen. Dynamische Bühnenmikros haben gewöhnlich eine ausgeprägte Präsenzanhebung, die für gute Sprachverständlichkeit sorgt und dem Sänger hilft, sich gegen die Band durchzusetzen. In einer sorgsam abgemischten Studioaufnahme klingt das sehr präsente Signal eines SM57 oder SM58 mitunter aber etwas barsch und quäkig. Was also tun?

Beim Versuch, die Präsenzanhebung des Mikros per EQ auszugleichen, richtet man nur allzu leicht neuen Schaden an. Viele EQs, gleich ob Hardware oder Plug-in, lassen den Sound künstlich und „verbogen” wirken. Den subjektiv unverstelltesten Klang bieten Passiv-EQs – aber die sind sehr teuer und oft nicht flexibel genug für chirurgische Eingriffe.

Passiv-EQ preiswert

Genau hier setzt unser Selbstbauvorschlag an: ein festes Passivfilter für ein paar Euro, das die Präsenzanhebung des Shure SM57 bzw. SM58 begradigt. Die Idee ist nicht ganz neu: Einige der besseren dynamischen Mikros arbeiten mit elektronischen Filtern, darunter das Beyerdynamic M201, das Sennheiser MD441 und das Shure SM7. Und auch hier ging es den Entwicklern darum, einem dynamischen System zu studiotauglichem Klangverhalten zu verhelfen.

Unser Passiv-EQ ist ein LCR-Filter, bestehend aus einer Spule (L), einem Kondensator (C) und einem Widerstand (R). Vereinfacht ausgedrückt wirkt es folgendermaßen: Eine Spule lässt tiefe Frequenzen durch, behindert aber die hohen. Ein Kondensator lässt hohe Frequenzen durch, behindert aber die tiefen. Schaltet man beide in Reihe, ergibt sich ein Peak-Filter, das nur mittlere Frequenzen ungehindert durchlässt.

Die Dimensionierung der Bauteile entscheidet über den Frequenzbereich und die Breite (d. h. Güte) des Filters. Über einen zusätzlichen Widerstand lässt sich die Stärke der Filterwirkung variieren. Unser LCR-Filter sitzt zwischen den beiden Signaladern der symmetrischen Mikrofonleitung, es unterbricht den Signalfluss also nicht. Es bietet dem Ausgangssignal des Mikrofons quasi eine alternative Möglichkeit abzufließen. Würde man beide Signaladern miteinander verbinden, bliebe das Mikrofon stumm; die Schwingspule wäre kurzgeschlossen. Würde man beide Mikrofonadern mit einem Widerstand verbinden, käme es zu Pegelverlusten, und zwar umso größeren, je kleiner der Widerstand ist. Genau das passiert schon, wenn wir das Mikro an einen Preamp anschließen. Die Eingangsimpedanz des Vorverstärkers ist ein (Wechselstrom-) Widerstand, die einen Teil des Signals abfließen lässt. An einem Preamp-Input mit 2.000 Ohm erzeugt die 250-Ohm-Ausgangsimpedanz des SM57/58 einen Pegelverlust von ca. 1 dB. An einem sehr niederohmigen Eingang mit nur 250 Ohm würde schon die Hälfte der Signalspannung abfallen, d.h. der Impedanzverlust wäre 6 dB.

Unser LCR-Filter lässt ja nur bestimmte Mittenfrequenzen durch, es erzeugt also einen frequenzabhängigen Impedanzverlust genau dort, wo diese Mikros ihre Präsenzüberhöhung haben. Deshalb entfaltet unser Filter die gewünschte Wirkung auch nur mit dem Shure SM57 bzw. SM58: Es ist präzise auf die Ausgangsimpedanz und sonstigen Parameter dieser Modelle abgestimmt. Insofern war die genaue Dimensionierung dieser simplen Schaltung auch nicht so trivial. Es wurden die elektrischen Parameter aller Bauteile ermittelt – SM57 und SM58 bestehen aus einer niederohmigen Schwingspule und einem im Griff vergossenen Aufwärtsübertrager – und mittels Schaltungssimulation wurden Näherungswerte für die Bauteile ermittelt. Die finale Abstimmung erfolgte über Hörtests und Frequenzgangmessungen. Abb. 1 und 2 zeigen die Frequenzgänge von SM57 und SM58 mit und ohne Filter.

Übrigens war ich erstaunt, dass die Serienstreuung entgegen aller Internetgerüchte sehr gering war. Meine beiden SM57, die ich im Abstand von etwa einem Jahr kaufte, haben nahezu deckungsgleiche Frequenzgänge!

>> Shure BETA Drum-Mics: Die Klassiker fürs Drum-Recording <<

Theorie und Praxis

Wie beschrieben besteht unser Filter aus einer Spule, einem Kondensator und einem Widerstand. Kondensatoren und Widerstände bekommt man in jedem Elektronikladen. Spulen (Induktivitäten) sind etwas schwieriger zu beschaffen. Doch wir haben Glück: Wir benötigen eine Induktivität von nur 20 mH (Millihenry). Solch kleine Werte bekommt man als vorgefertigte Bauteile, die man im Fachjargon „Festinduktivität” nennt. Wir müssen die Spule also nicht selbst wickeln.

Da wäre aber noch ein weiteres Problem: Wenn man eine Spule wie bei unserem Filter zwischen die Signaladern des Mikrofons schaltet, hört man Brummgeräusche. Spulen sind halt empfänglich für elektromagnetische Einstreuungen – das kennt man von ja von Single-Coil-Tonabnehmern bei E-Gitarren. Die Lösung des Problems findet sich ebenfalls bei E-Gitarren: Beim Humbucker-Tonabnehmer sind zwei Spulen gegenphasig verdrahtet, sodass sich das Brummen beider Spulen gegenseitig auslöscht. Genauso machen wir’s auch: Statt einer 20 mH Festinduktivität nehmen wir zwei 10 mH Induktivitäten, die wir in Reihe schalten, wobei die zweite gegenüber der ersten umgedreht ist. Bei der gezeigten Anordnung muss normalerweise die Beschriftung in die gleiche Richtung zeigen. Leider werden die Kappen wohl nicht immer gleich aufgesetzt – sollte Brumm zu hören sein, einfach eine der Induktivitäten auslöten und umgedreht wieder einsetzen. Schon ist Ruhe im Karton!

Der optimale Kondensatorwert für das SM57 ist 47 nF (= 0,047 uF). Dieser Wert funktioniert auch gut mit dem SM58. Wer auch den letzten Rest der hier minimal tiefer ansetzenden Präsenzanhebung beseitigen möchte, nimmt 68 nF. Das Ganze lässt sich auch umschaltbar machen (s. u.).

Wenig zu beachten gibt es der dritten Komponente des Filters, dem 220-Ohm-Widerstand. Wer die Präsenzanhebung nicht völlig begradigen, sondern nur reduzieren möchte, kann etwas größere Widerstände bis ca. 400 Ohm ausprobieren.

Der elektrische Aufbau ist denkbar einfach (Abb. 4): Die beiden Festinduktivitäten, der Kondensator und der Widerstand werden in Reihe geschaltet – fertig. Für eine so simple Schaltung benötigen wir keine geätzte Platine, sondern kommen prima mit einem Stückchen Lochrasterplatine klar. Einfach die Bauteile einstecken; die Beinchen, die verbunden werden sollen, zusammenbiegen und miteinander verlöten. Fertig ist das LCR-Filter. Aber wie bekommen wir das nun zwischen die beiden Signaladern? Wie so oft ist die mechanische Seite ein bisschen schwieriger.

Die Pulmoll-Punk-Methode

Das wohl billigste Metallgehäuse gibt’s im Drogeriemarkt für € 1,15: eine Dose Pulmoll. Der zweite Vorteil der Pulmoll-Methode ist, dass sie nur minimale Werkzeugausstattung erfordert.

Es müssen nämlich nur zwei Kabeldurchführungen von ca. 6 mm Durchmesser gebohrt werden. Ein Paar Kabelkupplungen erhält man unbürokratisch, indem man ein kurzes XLR-Patchkabel (ab ca. 4 Euro) in der Mitte durchschneidet. Anschließend isoliert man ca. 4 cm an jedem Ende ab und verlötet die Signaladern mit den beiden Enden der Filterschaltung. Wenn die beiden Signaladern wie im Foto rot und blau sind, dann kommen die beiden roten Adern an das eine und die beiden blauen Kabel an das andere Ende der Filterschaltung. Die Kupferabschirmung beider Kabel wird miteinander verdrillt und mit einem kurzen Kabel verlötet, das am anderen Ende mit dem Boden der Pulmoll-Dose verlötet wird. Nur wenn das Gehäuse mit der Masse verbunden ist, entfaltet es abschirmende Wirkung. Damit die Schaltung keinen Kontakt mit dem Gehäuseboden bekommt, muss sie isoliert und fixiert werden. Beides lässt sich mit der Heißklebepistole leicht erreichen. Als Zugentlastung für die beiden Kabel empfehlen sich Kabelbinder (70 Stück für 1 Euro bei Woolworth). Fertig.

Schicker und flexibler

Eine professionellere Lösung bietet ein kleines Alugehäuse, wie es bei Conrad für ein paar Euro erhältlich ist. Nachteil: Zum Anbringen der XLR-Buchsen müssen große Löcher mit Durchmessern von ca. 20 mm gebohrt werden. Dafür benötigt man einen kegelförmigen Schälbohrer und eine Bohrmaschine mit Ständer.

Da die Filterschaltung selbst wenig Platz beansprucht, bleibt Raum für diverse Schalter. Sehr sinnvoll ist ein Ein/Ausschalter für das Filter (Abb. 9 rechts). So lässt sich „on the fly” überprüfen, ob die Filterschaltung in der jeweiligen Anwendung den Klang verbessert. Denn es gibt ja durchaus Quellen, für die die Präsenzanhebung genau richtig ist.

Weiterhin sinnvoll ist die Umschaltmöglichkeit der Filterfrequenz für SM57 und SM58. Wie angesprochen, liegt der ideale Kondensatorwert für das SM58 etwas höher. Über einen Schalter mit einem zusätzlichen 22-nF Kondensator lässt sich die Gesamtkapazität von 47 nF auf 69 nF erhöhen (Abb. 10). Ein dritter Schalter dient der Impedanzumschaltung (Abb. 9 links). Nahezu alle Mikrofone klingen besser, wenn man sie an Preamps mit relativ hoher Eingangsimpedanz über 2 Kiloohm betreibt. Zu den ganz wenigen Ausnahmen zu dieser Regel zählen die Shure-Klassiker SM57 und SM58. Das mag damit zusammenhängen, dass die alten Shure-Broadcast-Mixer ungewöhnlich niedrige Eingangsimpedanzen hatten. Mein amerikanischer Kollege Paul Stamler hat jedenfalls Hörtests mit Studenten durchgeführt, die eine eindeutige Sprache sprechen: An Impedanzen von ca. 500 Ohm klingen die Shure-Oldies runder.

Obwohl die Auswirkungen auf den Frequenzgang minimal sind, scheint auch mir der subjektive Höreindruck deutlich angenehmer an niedrigen Impedanzen. Nachteil: Es entsteht ein Pegelverlust von ca. 3 dB. Der dritte Schalter macht nichts anderes als einen 680-Ohm-Widerstand zwischen die Signaladern zu schalten. Zusammen mit der Eingangsimpedanz des Preamps ergeben sich dann ca. 500 Ohm. Die niedrige Impedanzstellung bietet sich vor allem dann an, wenn man die Präsenzanhebung erhalten möchte (d. h., das Filter deaktiviert bleibt), man aber dennoch einen etwas runderen Klang wünscht.

Fertig!

Natürlich macht ein kleines Passivfilter aus den Shure-Klassikern SM57 und SM58 noch kein 10.000 Dollar-Mikrofon. Aber das „sanft gebügelte” Signal lässt sich deutlich geschmeidiger formen – und macht diese Mikros flexibler nutzbar: Wer E-Gitarren, Percussion und andere Instrumente mit dem SM57 abnahm, musste bislang damit leben, dass all diese Signale im Bereich zwischen 5 und 6 kHz ihre Ellbogen ausfahren. Unser kleines Filter überlässt die Entscheidung, ob, wo und wie stark ein Frequenzbereich gefeaturet werden soll, demjenigen, der für den Gesamtklang zuständig ist, dem Mix-Engineer. Bleibt mir nur noch viel Spaß zu wünschen!

Teileliste mit Conrad-Bestellnummern:

• 2 x Festinduktivität 10 mH: Best.-Nr.: 535524-62 (bitte genau diesen Typ!)
• Kondensator 47 nF (= 0,047 uF): z. B. Wima MKP10, Best.-Nr.: 459954-62 (andere Ausführungen funktionieren auch, aber Polypropylen-Kondensatoren [MKP und FKP] klingen in dieser Schaltung hörbar besser als z. B. Polyesterfilmtypen [MKS und FKS] oder Keramik)
• Widerstand 220 Ohm: Best.-Nr.: 418170-62
• Lochrasterplatine: Best.-Nr.: 528404-62

Für die Profiversion zusätzlich:

• Gehäuse: z. B. Best. 520080-62
• XLR-Buchse, männlich: Best.-Nr.: 737937-62
• XLR-Buchse weiblich: Best.-Nr.: 737870-62
• Schalter 2-Pol: z. B. Best-Nr. 171351-62
• Kondensator 22 nF (= 0,022 uF): z. B. Wima MKP4, Best.-Nr. 450323-62 für Impedanzumschaltung
• Widerstand 680 Ohm: Best.-Nr.: 418234-62
  

www.conrad.de

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