Pfitzinger Voice Design

News

17.3.2017
Field Recorder 7.0.1 SS08, SS08P; Android 7.1

27.12.2016
Field Recorder 6.7 192kHz Samplerate 105dB Dynamik

30.7.2016
Field Recorder 6.4 schreibt SD Card beliebig; Homescreen Widget

26.4.2016
Field Recorder 6.3 Immersive full screen

26.3.2016
Field Recorder 6.2 Echtzeit Spektrum

3.10.2015
Field Recorder 5.7 direkter FTP Upload

22.1.2015
Field Recorder 5.0 mit USB Audio; steuert AGC, NS, EC

18.3.2014
Field Recorder 4.2 exportiert mp3, AAC und FLAC

18.2.2014
Field Recorder 4.0 unterstützt alle MicW Mikrofone

Unser Titelbild

Gezeigt wird das Burgtor und die Große Burgstraße der Altstadt von Lübeck um das Jahr 1865. . . .

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Field Recorder
(Field Recorder)

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Aussteuerung

Die Aufnahmelautstärke bzw. Eingangsverstärkung der Mikrofone eines Smartphones ist in unserer App Field Recorder grundsätzlich durch den Schalter “Boost” einstellbar. Wenn Boost, Equalizer, Limiter und Soft-Clipping deaktiviert sind, wird das Signal vom Mikrofon lediglich durch die vom Hersteller vorgegebenen und unumgehbaren internen Signalverarbeitungsschritte modifiziert.

Leider verstärken einige Geräte bei den Herstellervorgaben so stark, daß bereits bei moderaten Lautstärken Clipping auftritt. Dies ist am roten Aufleuchten der kleinen runden LED zu erkennen, die sich nahe der großen CLIP LEDs befindet. Wenn diese LED aufleuchtet, dann findet gerade eine Verzerrung in der Hardware oder Firmware des Geräts statt, noch bevor das Signal an Field Recorder weitergereicht wurde.

Einzige Abhilfe gegen derartige Verzerrungen und gegen die Signalverarbeitungsschritte in der Hard- und Firmware ist, wie bereits ausgeführt, die Suche nach der besten Input-Konfiguration (“In:MicA”, “In:MicB”, …) für das jeweilige Gerät, ggf. unter Zuhilfenahme der Option Settings➝Rec➝”Low recording gain for loud events”. Kriterien dabei sind etwa Stereofähigkeit, Hintergrundrauschen, möglichst wenig Clipping, ausgewogener Frequenzgang, u.s.w.

Technischer Hintergrund

Die Empfehlung von Google™ für Hersteller von Android Smartphones, daß eine reale Lautstärke von exakt 90dB SPL zu einer mittleren Amplitudenstufe (RMS) von 2500 führen soll (siehe Kap. 5.4 in “Android 4.1 Compatibility Definition, Rev 2, Sep 7, 2012” oder auch hier), wird leider nicht von allen Herstellern befolgt.

Diese Vorgabe bedeutet, daß die enorme Lautstärke von 110dB SPL (die in Diskotheken und Rockkonzerten überschritten werden kann) mit einem RMS-Wert von 25.000 zu Aufnahmen mit wenig Clipping führt. Zugleich werden deutlich geringere Lautstärken wie 70dB SPL mit 250 (laute Unterhaltung) und 50dB SPL mit 25 (normale Unterhaltung) noch mit sehr gutem Rauschabstand aufgenommen, falls die verwendete Smartphone-Audio-Hardware die nominellen 16 Bit Wortlänge und damit 96dB Dynamik auch real zur Verfügung stellt.

Mit perfekter Smartphone-Audio-Hardware und Dithering sowie Noise-Shaping wäre bei 16 Bit sogar eine Dynamik bis zu 102dB möglich, so daß selbst extrem geringe Lautstärken, z.B. 30dB SPL, noch einen Rauschabstand von bis zu 20dB hätten. Selbst die besten Tonstudios erreichen bei diesen geringen Lautstärken nur 6-12dB bessere Rauschabstände.

Wenn man bedenkt, daß 0dB SPL mit einem Schalldruck von nur 20 µPa der Hörschwelle des Menschen bei 2kHz entspricht und daß ein ruhiges Zimmer bereits ohne Menschen eine Lautstärke von 20-30dB SPL aufweist, dann muß man Google bestätigen, daß ihre Empfehlung die in der Realität auftretenden Lautstärken gut dem Dynamikumfang von 96dB zuordnet, der rechnerisch bei 16 Bit Aufnahmen erreicht wird.

Ein Aussteuerungsregler vor dem Analog-Digital-Wandler (A/D-C) wird auf diese Weise theoretisch überflüssig. Aber bei sehr lauten Schallereignissen (z.B. Rockkonzert) und vor allem sehr leisen Geräuschen in ruhiger Umgebung (z.B. leises Flüstern) könnte ein Aussteuerungsregler das Aufnahmeergebnis noch verbessern, wenn die Smartphone-Audio-Hardware ansonsten perfekt wäre.

Aber die Hardware ist meistens nicht perfekt und so reduziert sich der tatsächliche Dynamikbereich auf 82dB oder sogar nur 72dB, wenn das technische Grundrauschen bereits bei 30 oder 40dB SPL liegt. Damit dann leise Sprache nicht im Grundrauschen untergeht, verschieben manche Hersteller den Dynamikbereich nach unten, wodurch Clipping bereits bei geringeren Lautstärken als einem lauten Konzert auftritt. Hier wäre ein Aussteuerungsregler dringend nötig, wird aber selbst von Android 6 nicht zur Verfügung gestellt.

Abhilfe

Die von Field Recorder bereitgestellten Input-Konfigurationen (“In:MicA”, …) beeinflussen die Vorverstärkung und Signalverarbeitung in der Hard- und Firmware der meisten Android-Geräte. Allerdings können wir nicht klar und eindeutig aufzählen, welche Einstellung zu welchem Ergebnis führen wird, da viele Hersteller sich nicht ausreichend an die ursprünglichen Empfehlungen halten. Auch variiert das Verhalten nicht nur von Hersteller zu Hersteller, sondern auch zwischen Geräten und sogar zwischen Android-Versionen.

Falls also Probleme auftreten sollten, für deren Abhilfe kein Preset vorliegt, bleibt oft nichts anderes, als die verschiedenen Einstellungen systematisch durchzuprobieren und jedesmal unter kontrollierten Bedingungen eine Testaufnahme zu machen (es reicht hierbei, nur die Pause-Taste zu drücken, um in die Aufnahmebereitschaft zu schalten, und ein kurzes gleichbleibendes Testsignal z.B. über die Lautsprecher der HiFi-Anlage abzuspielen und über die Monitorfunktion des Smartphones mit einem geschlossenen Kopfhörer mitzuhören).

Viele Geräte belohnen diesen Aufwand mit einer besser klingenden Audiokonfiguration. Falls Sie so eine Konfiguration finden sollten, würden wir uns freuen, wenn Sie diese öffentlich in der Cloud speichern könnten. Das hat zusätzlich den Vorteil, daß sie nicht mehr verloren gehen kann.

Die Hersteller verbessern die Android-Hardware und -Firmware ständig. Im Audiobereich ist vor allem beim Grundrauschen einiger Geräte noch deutlicher Verbesserungsbedarf.