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Kabel und Anschlussarten

Will man ein Mikrofon an ein Audio Interface, eine Kamera oder ein Smartphone anschließen benötigt man ein Kabel. So weit, so einfach. Doch welche Anschlussarten gibt es? Kann ich mit jeder davon ein Kondensatormikrofon betreiben? Welche Vor- und Nachteile hat welcher Steckerstandard? Was bedeutet symmetrisch in diesem Zusammenhang? Auf diese und einige weitere Fragen möchte dieser Grundlagenartikel Antwort geben.

Bevor wir uns den einzelnen Standards widmen, einige wichtige Begriffe.

XLR-, Mini-Klinke- und USB-Kabel (v.l.n.r.)
XLR-, Mini-Klinke- und USB-Kabel (v.l.n.r.)

Wie sind Mikrofonkabel und -stecker aufgebaut?

In der Regel werden elektrische Signale von Mikrofonen analog über ein Kabel übertragen, Funkmikrofone einmal ausgenommen. Je nach Bauweise bestehen diese Kabel und Stecker in der Regel aus zwei signalführenden Adern ("hot" und "cold") und einer Abschirmung ("Ground"), oder aus nur einer signalführenden Ader und einer Abschirmung. Auf die Verschaltung von digitalen Anschlüssen soll in diesem Artikel nicht detaillierter eingegangen werden.

Was bedeutet symmetrisch oder unsymmetrisch (balanced vs. unbalanced)?

Die Signalspannung von Mikrofonen befindet sich im Bereich von wenigen Millivolt. Bei einer Übertragungsstrecke von teilweise mehreren Metern macht diese geringe Spannung das Signal anfällig für Störungen und Einstreuungen. Um diese störenden Signalanteile auszublenden, werden sogenannte symmetrische Kabel verwendet. Diese Kabel sind zweiadrig und abgeschirmt, der Schirm ist mit der Signalmasse verbunden, führt aber selbst kein Tonsignal. Die beiden anderen, signalführenden Adern haben keinen Massekontakt. Das übertragene Audiosignal läuft über die beiden signalführenden Adern, allerdings mit umgekehrter Polarität. Das heißt, die signalführenden Adern transportieren die gleiche "Information" mit einer Phasendrehung von 180° zueinander.

Gelangen Störungen nun durch den Schirm hindurch, wirken diese auf beide Signaladern gleichzeitig. Im Mischpult werden diese beiden gegenphasigen Signale von einem Übertrager subtrahiert. Die Störungen löschen sich aus, übrig bleibt das nun saubere Nutzsignal.

Bei unsymmetrischer Leitungsführung besteht das Kabel aus nur einer signalführenden Ader und einem, die Signalader umhüllenden Schirm, der Kontakt mit der Signalmasse hat. Der Vorteil der Auslöschung von Störsignalen, wie beim symmetrischen Kabel, entfällt. Daher sollte man unsymmetrische Kabel so kurz wie möglich halten. Allerdings sind diese Kabel und Stecker aufgrund der einfachen Bauweise günstiger als symmetrische.

Die verschiedenen Steckertypen

XLR

Der wohl bekannteste Stecker im professionellen Mikrofonkontext ist der XLR-Stecker. Das dreipolige, symmetrische Steckerformat besteht aus einem stabilen Gehäuse mit Zugentlastung. Eine Verriegelung schützt vor versehentlichem Herausziehen und gibt Stabilität. Beide Enden eines XLR-Kabels sind unterschiedlich ausgeführt, man spricht hier von "männlich" und "weiblich" respektive "male" und "female".

XLR-Kabel auf einem USB-Audio-Interface mit XLR-Klinke-Kombination
XLR-Kabel auf einem USB-Audio-Interface mit XLR-Klinke-Kombination

Mikrofonanschlüsse sind immer männlich (die Pins ragen hier heraus), Eingänge immer weiblich (Statt Pins hat diese Seite Buchsen). Über XLR-Anschlüsse können Kondensatormikrofone mit Phantomspeisung versorgt werden, diese liegt an den Pins 2 und 3 der XLR-Buchse an. Minuspol ist die Masse auf Pin 1. Auf der Metallhülle des Steckers befindet sich direkt neben Pin 1 eine kleine Nase, so dass der Stecker nicht versehentlich falsch angeschlossen werden kann. Die Kontaktbuchse 1 (die Masseverbindung) an der weiblichen Seite liegt als sogenannter "voreilender Kontakt" etwas weiter vorne. Dadurch wird die Masse zuerst angeschlossen und somit hohe Spannungsspitzen vermieden.

Eine Sonderform der XLR-Steckverbindung ist das sogenannte Mini-XLR. Dieser Verbindung begegnet man überall, wo kleine Stecker aufgrund beengter Platzverhältnisse gefragt sind. Viele Taschensender von Funkmikrofonen verfügen über diese Anschlussart. Auch an einigen Grenzflächenmikrofonen findet man sie.

Klinke

Klinkestecker und -buchsen sind mindestens genauso verbreitet wie XLR-Verbindungen. Man sieht sie häufig als Verbindungen zwischen beispielsweise elektrischen Gitarren und Gitarrenverstärker, oder im Bereich der Unterhaltungselektronik an Smartphones, Notebooks, Kameras und Co. Klinkeverbindungen sind in der Regel unsymmetrisch. Über eine Klinkeverbindung lässt sich keine Phantomspeisung übertragen, Kondensatormikrofone können damit also nicht betrieben werden. Dynamische Mikrofone lassen sich dagegen auch per Klinke an beispielsweise ein Mischpult anschließen.

Klinken gibt es in verschiedenen Dimensionierungen. Gängig sind die beiden Formate 3,5 mm (Miniklinke) und 6,3 mm (Große Klinke). Erstere findet man häufig an tragbaren Audiogeräten wie beispielsweise Handys oder Kameras, aber auch als Ein- und Ausgänge an Computer-Soundkarten. Große Klinken werden oft für Instrumente, Effektgeräte und Verstärkern verwendet.

TRRS-Mini-, TRS-Mini- und große Klinke (v.l.n.r.)
TRRS-Mini-, TRS-Mini- und große Klinke (v.l.n.r.)

Eine weitere Unterteilung von Klinkensteckern findet bei der Belegung statt. Man unterscheidet hier sogenannte Mono- und Stereoklinken. Der Schaft ("Sleeve") der Monoklinke ist die Masseverbindung, die Spitze ("Tip") ist der signalführende Pluspol. Bei Stereosteckern ist ebenfalls der Schaft die Masseverbindung. Die Spitze ist belegt mit dem linken Kanal des Stereosignals, der sogenannte Ring mit dem rechten Kanal. Von den englischen Bezeichnungen leitet sich auch die gängige Bezeichnung TRS (Tip Ring Sleeve) her.

Bei Smartphones oder an Klinkenbuchsen von Notebooks findet man auch vierpolige Ausführungen von Klinkensteckern. Man erkennt diese an einem zusätzlichen Ring am Schaft. Belegt sind sie für gewöhnlich mit 2 Kanälen für die Tonwiedergabe, der zusätzliche Ring ist ein Zusatzsignal, beispielsweise das Mikrofon eines Gaming-Headsets.

Tuchel

Tuchelstecker ist die umgangssprachliche Bezeichnung für den DIN-Stecker, Vorgänger der XLR-Steckverbindungen. Eingeführt wurden sie in den 1930er Jahren und waren lange Zeit die gängige symmetrische Anschlussart für Mikrofone. Heutzutage werden Mikrofone mit XLR-Anschlüssen hergestellt, allerdings begegnen einem gelegentlich noch Tuchelstecker an älteren Mikrofonmodellen. Oft werden hierfür Adapter auf XLR verwendet, um diese Mikrofone an gängigen Mischpulten oder Audio Interfaces betreiben zu können. 

Unterschieden wird zudem zwischen Kleintuchel (Belegung 1 = Hot, 2 = Ground, 3 = Cold) und Großtuchel (Belegung 1 = Hot, 2 = Cold , 3 = Ground).

USB

Spätestens mit dem Aufkommen der Podcast-Kultur wurde die Nachfrage größer nach Mikrofonen mit direkter Anschlussmöglichkeit an einen Computer, ohne ein Audio-Interface verwenden zu müssen, aber dennoch hochwertigere Mikrofone anschließen zu können, die beispielsweise eine Phantomspeisung benötigen. In einem USB-Mikrofon sind Mikrofonvorverstärker und Analog-Digital-Wandler direkt integriert. Prinzipiell sind USB-Mikrofone baugleich zu ihren analogen Verwandten, vereinzelt haben sie zusätzlich zu ihrem USB-Anschluss auch noch XLR zusätzlich. Bei Kondensatormikrofonen wird die zum Betrieb nötige Spannung über den USB-Anschluss übertragen.

USB Typ-A- und Typ-C-Kabel (v.l.n.r.)
USB Typ-A- und Typ-C-Kabel (v.l.n.r.)

USB ist zudem die serielle Schnittstelle um Audio-Interfaces an einen Computer anzuschließen. Hierbei ersetzt das USB-Gerät die Soundkarte des Computers. Das elektrische Signal des Mikrofons wird im Interface in ein digitales gewandelt. Oft sind diese Interfaces so ausgelegt, dass man verschiedene Mikrofone daran anschließen kann, das heißt sie haben oft eine Buchse die sowohl Klinke als auch XLR aufnehmen kann, eine sogenannte Kombibuchse.

Im Gegensatz zum Mikrofon mit XLR oder Klinke hat das USB-Mikrofon zwar den Vorteil, dass es "Plug and Play"-tauglich ist, also direkt nach dem Einstecken einsatzbereit ist. Allerdings ist das auch sein größter Nachteil: Mikrofone mit analogen Ausgängen bieten die Flexibilität sie an verschiedenen, klanglich unterschiedlichen Vorverstärkern betreiben zu können.

Sonderformen / Adapter

Prinzipiell lassen sich alle möglichen Stecker auf einen anderen Standard adaptieren. So kann ein Mikrofon mit XLR-Anschluss auf eine Klinke adaptiert werden. Phantomspeisung kann in diesem Fall aber nicht mehr übertragen werden.