Mikrofon

Aus MusikerWiki
Wechseln zu: Navigation, Suche

Detaillierte Erläuterungen zum Aufbau und zur physikalischen Funktionsweise von Mikrofonen finden sich hier. Die hiesige Seite fasst die Funktionsweise knapp zusammen und beschränkt sich im weiteren vorrangig auf die Anwendungsaspekte der Mikrofonie im Recording-Bereich.

Mikrofone sind elektroakustische Wandler, die über eine Membran Schalldruckimpulse in äquivalente elektrische Impulse umwandeln. Man kann sie näher charakterisieren in den Kategorien:

  • Wandlerprinzipien
  • Bauform der Kapsel
  • Membrangröße (siehe hierzu vorläufig Großmembranmikrofon)
  • Übermittlungsmedium (kabelgebunden vs. Funk)

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Elementarer Aufbau

Folgende Bauweise ist weit verbreitet: Die Hauptelemente des Mikrofons sind die Mikrofonkapsel und die elektrische Schaltungseinheit. Die Kapsel enthält die Membran und den Wandler, der je nach Typ aus Tauchspule, Kondensatorelektroden oder Aluminiumbändchen inklusive Magnet besteht. Die Form der Kapsel (offen, geschlossen) bestimmt die Richtcharakteristik .

Die elektronische Schaltung kann verschiedene Komponenten enthalten: Umschalter für diverse Richtcharakteristiken bei Doppelmembran-Kondensatormikrofonen, Passfilter, Übertrager und Vorverstärker. So verbindet die Schaltung die Kapsel mit den Anschlusskontakten, die oft die Form eines XLR-Steckers haben. Dieses Innenleben ist geschützt durch das Gehäuse. Einige Mikrofone haben einen abschraubbaren Korb.

[Bearbeiten] Wandlerprinzipien

[Bearbeiten] Dynamische Mikrofone

Dynamische Mikrofone arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Sie werden auch als Geschwindigkeitswandler bezeichnet, da ihre Signalspannung proportional zur Geschwindigkeit der Membran ist und nicht zu ihrer Auslenkung.

[Bearbeiten] Tauchspulenmikrofon

Bei dem Tauchspulen-Mikrofon ist die Membran fest verbunden mit einer Magnet-Spule, die sich auf einem statischen dauermagnetischen Kern bewegt. Zur Unterdrückung von Störschall (wie Trittschall oder Hantiergeräuschen) ist diese Einheit im Mikrofongehäuse meist elastisch gelagert. Die relative Bewegung von Spule und Magnetkern erzeugt per Induktion das Signal, das dann der weiteren Signalkette zur Verfügung steht. Ein prominentes Beispiel dieses Typs ist das Shure SM58.

Tauchspulenmikrofone haben ein träges Impulsverhalten, was im allgemeinen bei höheren Ansprüchen eher negativ gewertet wird, aber dennoch für bestimmte Zwecke erwünscht sein kann. Die Vorteile dieses Mikrofon-Typs zeigen sich darin, dass sie in der Regel gegenüber mechanischen Belastungen recht robust sind und hohe Schalldrücke vertragen – Eigenschaften, die im Livebetrieb gefragt sind. Zudem gelten sie als eher relativ preisgünstig.

[Bearbeiten] Bändchenmikrofon

Bei Bändchenmikrofonen (engl. Ribbon-Microphone) schwingt ein extrem dünnes, einige Zentimeter langes Aluminium-Bändchen in einem Magnetfeld und liefert per Induktion das Signal, dessen geringe Amplitude eine entsprechende Vorverstärkung erforderlich macht und sich nachteilig auf das Rauschverhalten auswirken kann. Die geringe Membran-Masse ermöglicht eine gute Impulstreue, der Frequenzgang ist oft sehr linear. Es hat einen "Vintage-Sound", klingt warm, in den Mitten sehr dicht, ohne betonte Höhen und hat meist eine Achter-Charakteristik. Historisch ist es der Vorläufer des Kondensator-Mikrofons; Elvis Presley benutzte diesen Typ gewöhnlich als Gesangsmikrofon im Studio. Es reagiert sehr empfindlich auf akustische Störgeräusche, verträgt keine extremen Schalldrücke und unterliegt dem Nahbesprechungseffekt, zudem gilt es als wenig robust gegenüber mechanischer Belastung. Modell-Beispiele sind das Royer R121 und die Beyerdynamic M130 und M160, letztere mit Doppelbändchen. Bändchenmikrofone sind in der Regel teurer als andere Mikrofontypen. Charakteristische MP3-Hörbeispiele: Jazz-Gitarre, Sax, Klassisches Klavier, Chor.

[Bearbeiten] Kondensatormikrofon

Das Kondensatormikrofon (im Anwenderjargon auch Kondenser; engl. condenser microphone) arbeitet namensgebend nach dem Prinzip des Kondensators. Es wird auch als Elongationswandler bezeichnet, dessen Signalspannung proportional zur Auslenkung (Weg) und nicht zur Geschwindigkeit der Membran ist.

[Bearbeiten] Spannungsbeaufschlagt

Die Kapsel des Kondensatormikrofons enthält eine sehr dünne, elektrisch leitfähige Membran. In geringem Abstand steht ihr eine Gegenelektrode gegenüber. Beide Elektroden sind voneinander elektrisch isoliert. Dieses System nennt man einen Kondensator. Die Auslenkung der Membranfolie (Folienabstand) bewirkt dabei eine Änderung der Kapazität des Kondensators und liefert auf diese Weise das schalläquivalente elektrische Signal. Ein typischer Kondenser ist das AKG C1000.

Da gegenüber Tauchspulenmikrofonen drastisch weniger Membran-Masse bewegt wird, weisen Kondensatormikrofone eine deutlich höhere Impulstreue auf – eine Eigenschaft, die bei anspruchvollen Anwendungen, z. B. im Studio, sehr geschätzt ist.

[Bearbeiten] Elektretmikrofon

Elektretmikrofone sind Kondensatormikrofone, bei denen auf einer der beiden Kondensator-Folien (Membran / Gegenelektrode) die Kapselvorspannung dauerhaft "eingefroren" ist. Die Folie, die diese speziellen Eigenschaften bietet, heisst Elektretfolie. Der Kapsel nachgeschaltet ist ein Impedanzwandler, der fast immer mit einem Feldeffekttransistor realisiert wird, der einen Speisestrom von weniger als 1 Milliampere benötigt, wofür eine kleine Batterie ausreicht. Auch wenn man diese Elektronik hinter der Membran häufig mit "Verstärker" bezeichnet, so wird dort allein eine Impedanzwandlung (Stromverstärkung, im Beispiel knapp 1500-fach) vorgenommen und keine Spannungsverstärkung, wie häufig unrichtig angenommen wird.

Die Größe der Mikrofonkapsel liegt meistens zwischen einem Millimeter und einem Zentimeter. Elektretmikrofone sind verbreitet, man findet sie z.B. in Handys.

Die Entwicklungsgeschichte des Elektretmikrofons reicht zurück bis in die 1960er Jahre.

Das Mikrofonrauschen wird als Ersatzgeräuschpegel angegeben. Der Grenzschalldruck ist derjenige Schalldruckpegel, bei dem der Klirrfaktor bei 1 kHz größer als 0,5% ist.

[Bearbeiten] Siehe auch

   * Liste der Mikrofonhersteller
   * Mikrofonkabel

[Bearbeiten] Web-Links

   Homepage des Bändchenmikrofon-Herstellers Royer (englisch)
Meine Werkzeuge