Die hier folgenden allgemeinen Erläuterungen zu Mikrofonen werden benötigt um darzustellen, warum man bestimmte Mikrofon-Arten für Sprache nicht (oder zumindest nicht angemessen gut) verwenden kann. An einigen Stellen habe ich fleißig aus dem DSB-refeRATgeber 5 [1] abgeschrieben.
[1] Siegfried Karg refeRATgeber 05: Mikrofone für induktive Höranlagen,
Wie finde ich das richtige Mikrofon für meine Anwendung? 2016
Bei den Mikrofonen unterscheidet man nach:
· Wandlerprinzip (Dynamisch, Kondensator)
· Aufnahmecharakteristik (Kugel, Niere, Superniere) und
· Verbindung zum Mischpult (Kabel, Funk)
Wandlerprinzipien
Dynamisches Mikrofon
Beim Wandlerprinzip “elekrodynamisch” bewegt die Membran eine „Tauchspule“ in einem Magnetfeld. Ähnlich dem Fahrraddynamo wird dadurch eine Spannung erzeugt. Wegen der kleinen und leichten Spule ist der Wirkungsgrad nicht sehr hoch.
Abbildung 7.12.3.1 Prinzipbild "dynamisches Mikrofon"
· Vorteile:
preisgünstig
sehr robust
in jedem Musiker-Equipment vorhanden
unempfindlich gegen hohen Schalldruck (Lead-Sängerinnen)
gute Sprachwiedergabe (nur) bei guter Sprechdisziplin
· Nachteile:
geringe Empfindlichkeit (ca. 2 mV/Pa), deshalb hoher Schalldruck erforderlich
diszipliniertes Sprechen nahe ins Mikrofon notwendig
Bewegungsfreiheit stark eingeschränkt
bei Abstandsänderung vom Mund zum Mikrofon erhebliche Lautstärkeänderung,
denn bei doppeltem Abstand (z. B. 6 cm statt 3 cm) 6 dB geringerer Pegel
bei extremer Nahbesprechung werden tiefe Töne lauter („Bass-Anhebung“)
dadurch schlechtere Sprachverständlichkeit
anfällig für Popp-Geräusche
bei Nahbesprechung ist der Sprecherinnen-Mund verdeckt, somit kann man nicht „absehen“
Mikrofone, die sich – nach Herstellerangaben – auf der Bühne (vor allem wegen ihrer Robustheit) tausendfach bewährt haben und extrem „rückkopplungsfest sind, z. B. das legendäre SM58 von Shure, haben eine extrem geringe Empfindlichkeit (1,85 mV/Pa). Der Schall, der aus dem Lautsprecher in den Zuhörerinnen-Bereich abgestrahlt wird, stört sie daher nicht. Aber deshalb muss man mit dem Mund sehr nah ran und laut hineinsprechen oder -singen. Ein typisches „Solistinnen-Mikrofon“ eben!
Kondensator-Mikrofon
Hier bilden Membran und Gegenelektrode einen Kondensator. Bewegt sich die Membran, so ändert sich die Kapazität. Die bei Schalleinwirkung durch Ladungsverschiebungen erzeugte elektrische Energie wird bereits im Mikrofon vor-verstärkt.
Abbildung 7.12.3.2 Prinzipbild "Kondensator-Mikrofon"
· Vorteile:
hohe Empfindlichkeit (ca. 10 mV/Pa oder mehr),
Abstand der Sprecherin vom Mikrofon kann deutlich größer sein
grober Richtwert: „Abstand = Armlänge“
dadurch größere Bewegungsfreiheit bei geringen Pegelschwankungen
Manuskript nicht vom Mikrofon verdeckt
Sprecherinnen-Mund frei sichtbar
·
Nachteile:
Vor-Verstärker im Mikrofon benötigt
Spannungsversorgung
(Phantomspeisung oder Batterien / Akkus)
oft (bisweilen deutlich) höherer Preis als dynamische Mikrofone
mechanisch empfindlicher als dynamische Mikrofone
Abbildung 7.12.3.3 Kondensator-Sprecherinnen-Mikrofone (links) sind für große Abstände konzipiert, dynamische Solistinnen-Mikrofone (rechts) müssen nah besprochen werden
Wer sehen möchte, wie sehr eine Solistin vor einem unempfindlichen dynamischen Mikrofon „festgenagelt“ ist, sollte mein „Lieblings-Liebesgedicht“ NORDEN mit Mona Harry anhören und ansehen. Bei dieser Aufnahme ist auch sehr gut wahrzunehmen, wieviel Schall aus den Lautsprechern im Saal und wieviel Nachhall zum Mikrofon zurückkommt. Trotzdem gibt es keine Rückkoppelung. Das Mikrofon ist eben extrem unempfindlich.
Qualitativ hochwertige Sprecherinnen-Mikrofone sind typischerweise keine dynamischen, sondern Kondensator-Mikrofone, die teurer und nicht so robust sind. Solche Mikrofone haben eine deutlich höhere Empfindlichkeit von mehr als 10 mV/Pa.
Die beiden in Abbildung 7.12.3.3 links abgebildeten Mikrofone sind als „Mikrofon-Säulen“ ähnlich aufgebaut wie die oben beschriebenen Linienstrahler-Lautsprecher (Mikrofon-Arrays). Sie haben wegen der acht einzelnen Mikrofon-Kapseln nach dem Datenblatt des Herstellers eine extrem hohe Empfindlichkeit von 775 mV/Pa (ich habe extra beim Hersteller noch einmal nachgefragt) und ermöglichen rückkopplungsfrei eine extrem große Bewegungsfreiheit.
Derart aufwändige Mikrofone werden im schulischen oder hochschulischen Bereich typischerweise nicht verwendet.
Richtcharakteristiken
Richtcharakteristik Kugel (omnidirectional)
Dieser Mikrofontyp hat eine allseits gleiche Empfindlichkeit.
Vorteile:
unabhängig von der Sprechrichtung
gut geeignet für Musikaufnahmen
Nachteile:
nimmt auch Nachhall und Störgeräusche aus dem Raum auf,
dadurch Minderung der Sprachverständlichkeit
Richtcharakteristik Niere
Dieser Mikrofontyp hat nach vorne eine größere Empfindlichkeit.
Vorteile:
vorwiegend das Sprachsignal der Person vor dem Mikrofon
wird übertragen,
in der Achse größerer Besprechungsabstand möglich.
Nachteile:
Sprechdisziplin (und Übung im Umgang) erforderlich
Richtcharakteristik Superniere
Ähnliche Eigenschaften wie Niere; noch engere Aufnahme-Richtcharakteristik nach vorne.
Vorteile:
Aufnahmebereich noch genauer auf die Person
vor dem Mikrofon ausgerichtet,
in der Achse (etwas) größerer Besprechungsabstand möglich.
Nachteile:
genaue Position ist einzuhalten
sowohl seitlich als auch in der Höhe
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Mikrofon-Empfindlichkeiten
Mikrofone zur Sprachübertragung sollen die Vortragende nicht gängeln oder an einer festen Position fixieren (außer bei parallelen Video-Aufzeichnungen). Vielmehr sollen sie ihr größtmögliche Freiheit bieten, sodass der Vortrag auch „lebendig“ gestaltet werden kann. Dazu ist von Interesse, wie nahe man an das Mikrofon heranmuss oder wie weit man sich davon entfernen darf. Bei geringen Abständen zwischen Sprecherin und Mikrofon führen schon leichte Bewegungen zu deutlichen Pegelunterschieden, während sie bei großen Abständen kaum auffallen.
Für Sprachdarbietungen benötigt man also Mikrofone mit hoher Empfindlichkeit. Die funktionieren aber nur dann rückkoppelungsfrei (also ohne „Heulen und Pfeifen“), wenn man – entsprechend Kapitel 7.12.1 – Lautsprecher-Arrays mit guter Bündelung verwendet, welche am Mikrofon vorbei die Publikumsfläche beschallen.
Mit den vorhandenen Demo-Mikrofonen habe ich dazu zwei Messreihen durchgeführt, um folgende Fragen zu beantworten:
Abbildung 7.12.3.4 Bei den Messungen
verwendete Demo-Mikrofone:
AKG C1000, AVE ACM
160/GM, beyerdynamic-Array RM30,
NTi-Messmikrofon ME 2211, Shure SM58 Beta, StageLine ECM 925
Tabelle 7.12.3.1
Pegel am jeweiligen Mikrofon-Ausgang bei Beschallung mit 60 dB(A) aus 1,0 m Abstand
Mit den zur Verfügung stehenden Test-Mikrofonen ist eine Pegel-Spanne von 23 dB abzudecken. Das kostengünstige Kondensator-Mikrofon Stage LineECM-925 P hat in der Stellung Super-Niere gegenüber dem billigen dynamischen Mikrofon Shure SM58 einen Gewinn von immerhin 16 dB.
Tabelle 7.12.3.2 Zulässige Sprecherinnen-Entfernung vom jeweiligen Mikrofon bei gleicher Sprech-Lautstärke für den gleichen Ausgangspegel wie beim NTi-Messmikrofon ME 2210 in 1,0 m Abstand
Die Abstandsverhältnisse für die gleiche Ausgangsspannung am Mikrofon entsprechen den Empfindlichkeitsverhältnissen der Mikrofone re. NTi-Mess-Mikrofon. Ein teureres Kondensator-Mikrofon ermöglicht also deutlich mehr Bewegungsfreiheit als ein billiges dynamisches (unter der Voraussetzung, es wird mit einem gut bündelnden Lautsprecher-Array kombiniert).
Was passiert, wenn die Sprecherin in ein unempfindliches dynamisches Mikrofon (in diesem Beispiel mein SM58 von Shure) „hineinkriechen“ muss, um einen ausreichenden Pegel von den Lautsprechern erhalten zu können, zeigt die Abbildung 7.12.3.5. Hier wurde der Abstand des Messlautsprechers vom Mikrofon immer weiter verringert, von 1,0 m über 0,5 m, 0,25 m, 0,10 m bis auf 0,05 m.
Mit meinem Mess-Mikrofon hatte ich den Pegel vorab auf einen Nenn-Wert von 60 dB(A)/1m eingemessen. Man kann in der Abbildung deutlich sehen, wie der Pegel nach und nach ansteigt. Beim SM58 wird der Pegel von 60 dB(A) erst in einem Abstand von 10 cm, also bei einem Zehntel gegenüber dem Messmikrofon erreicht. Das entspricht im Rahmen der bei mir möglichen Messgenauigkeit den 9 cm nach Tabelle 7.12.3.2. Das ist also noch nichts Neues.
Abbildung 7.12.3.5 Vergleich der Übertragungs-Spektren am identischen Mikrofon bei unterschiedlichen Sprecherinnen-Abständen, von unten nach oben: 1,0 m, 0,5 m, 0,25 m, 0,10 m, 0,05 m
Sehr gut kann man in dieser spektralen Darstellung jetzt aber erkennen, dass sich dadurch der Klang der Sprache durch die sogenannte „Bassanhebung“ deutlich verändert. Im Bassbereich werden also die Pegel gegenüber den höheren Frequenzen deutlich angehoben. Musikerinnen lieben dieses Mikrofon wegen des „satten Sounds“. In dem Frequenzbereich zwischen 1000 Hz und 5000 Hz, der für die Sprachverständlichkeit besonders wichtig ist, sind die Pegel am niedrigsten. Ich betrachte das als eine „missbräuchliche Anwendung“ eines Solistinnen-Gesangs-Mikrofons!
Verwendet man dagegen ein empfindliches Kondensator-Mikrofon, in meinem Versuch das Mikrofon-Array Classis RM30 von Beyerdynamic, so kann man deutlich weiter vom Mikrofon wegbleiben und vermeidet nach Abbildung 7.12.3.6 diese für die Sprach-Deutlichkeit sehr unangenehme Bass-Anhebung.
Abbildung 7.12.3.6 Vergleich der Übertragungs-Spektren am dynamischen Mikrofon bei 0,05 m Abstand und am Array-Kondensator-Mikrofon bei 1,0 m.
Bei etwa 0,6 m Abstand würde man am Array-Kondensator-Mikrofon denselben Pegel erreichen, wie am dynamischen bei 0,05 m.
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