Was ist ein Mikrofon?
Ein Mikrofon ist ein Gerät, das durch den Schall verursachte Schwingungen in elektrische Signale umwandelt und wird hauptsächlich für die Kommunikation, für Aufnahmen und zum Sprechen verwendet.
Ein Mikrofon wird im Allgemeinen als Eingabegerät für Schall bezeichnet, sei es digital oder analog. Während ein Mikrofon ein Audio-Eingabegerät ist, wird ein Gerät, das elektrische Signale in Schall umwandelt und diesen ausgibt, als Lautsprecher bezeichnet.
Anwendungen von Mikrofonen
Mikrofone dienen als Audio-Eingabegeräte und werden in verschiedenen Formen für unterschiedliche Zwecke verwendet, z. B. für den Rundfunk, für Musikaufnahmen und für Schallpegelmessungen. Sie sind auch in vielen elektronischen Geräten wie Smartphones, PCs, IC-Recordern und Kameras eingebaut und dienen der Spracheingabe und -erkennung.
Sie sind auch als Lautsprecher nützlich, um eine große Anzahl von Menschen bei Konzerten, Live-Auftritten, Vorträgen und Veranstaltungen zusammenzubringen. Sie werden häufig an bekannten Orten wie Karaoke, Sportveranstaltungen und Schulveranstaltungen eingesetzt.
Funktionsweise von Mikrofonen
Mikrofone wandeln akustische Schwingungen in elektrische Signale um, wobei es verschiedene Methoden dieser Umwandlung gibt. Es gibt verschiedene Arten von Mikrofonen, darunter dynamische und Kondensatormikrofone:
1. Dynamisches Mikrofon
Das dynamische Mikrofon ist einfach aufgebaut und besteht aus einer Spule, die an einer Membran befestigt ist, die den Schall in ein elektrisches Signal umwandelt. Es verwendet eine Membran, die Diaphragma genannt wird, eine Schwingspule und einen Magneten und der magnetische Fluss ändert sich aufgrund von Schallschwingungen und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt.
Dynamische Modelle werden häufig für Aufführungen, Live-Musik und Vorträge verwendet, da sie robust und einfach zu handhaben sind und einen kräftigen Klang liefern.
2. Kondensatormikrofon
Das Kondensatormikrofon hat eine komplexe Struktur: Die Membran fungiert als Elektroden des Kondensators und wandelt den Schall in ein elektrisches Signal um. Die Membran, die mit Elektrizität geladen ist und die Rückplatte, die Backplate genannt wird, bilden zusammen einen elektrischen Kondensator. Der Abstand zwischen der Membran und der Rückplatte verändert das elektrische Feld im Kondensator aufgrund von Schwingungsänderungen. Diese Änderung wird als elektrischer Eingang verwendet. Es zeichnet sich durch eine höhere Empfindlichkeit als dynamische Typen aus.
Kondensatormikrofone haben einen komplexen Aufbau, benötigen interne elektronische Schaltungen und sind teurer als dynamische Mikrofone.
Arten von Mikrofonen
1. Schwingspulmikrofone
Schwingspulmikrofone wandeln Schall = Luftschwingungen in elektrische Signale um, wenn sich eine an einer Membran befestigte Spule, die Membran, in einem Magnetfeld bewegt. Diese Struktur ähnelt den magnetischen Tonabnehmermikrofonen, die bei Gitarren und Bässen verwendet werden, wo die Vibration der Saiten ein elektrisches Signal erzeugt.
2. Bändchenmikrofone
Bändchenmikrofone verwenden ein dünnes Metallfolienband, das zwischen Schlitzen aufgehängt ist, die von Magnetpolen als schwingendes System umgeben sind, wobei die Schallschwingungen an beiden Enden des Bändchens elektrische Signale erzeugen. Die leichte Struktur des schwingenden Systems ermöglicht die Aufnahme von Schall in einem breiten Frequenzbereich, von hoch bis tief und der Frequenzgang ist weniger eigenartig und klingt natürlicher.
3. Kohlemikrofone
Kohlemikrofone nutzen die Änderung des Kontaktwiderstands von Kohlepulver, um ein Audiosignal zu erhalten. Dazu wird Kohlenstoffpulver zwischen zwei plattenförmigen Elektroden angeordnet.
Wenn ein Gleichstrom zwischen den Elektroden angelegt wird, wobei eine Elektrode fest und die andere beweglich ist, vibriert die bewegliche Elektrode aufgrund des Schalls, wodurch sich der Übergangswiderstand zwischen der Elektrode und dem Kohlenstoffpulver ändert, wodurch ein Audiosignal entsteht. Kohlemikrofone sind robust und haben eine sehr hohe Empfindlichkeit, aber da sie die Änderung des Kontaktwiderstands des Kohlepulvers nutzen, haben sie den Nachteil, dass sie den Schall leicht verzerren.
4. Piezoelektrische Mikrofone
Piezoelektrische Mikrofone verwenden piezoelektrische Elemente, um ein Audiosignal zu erzeugen, indem Elektroden durch Schall in Schwingung versetzt werden. Die Empfindlichkeit ist hoch, aber die Ausgangsleistung ist gering.
Sie werden hauptsächlich in Situationen eingesetzt, in denen die Bandbreite begrenzt ist.
5. Lasermikrofone
Ein Lasermikrofon ist ein Mikrofontyp, der einen Laserstrahl verwendet, um Lichtschwankungen zu erkennen und zu demodulieren, die durch die Vibration der Stimme mit Hilfe eines Lichtempfangselements verursacht werden. Es ist für den Einsatz in Umgebungen und Situationen gedacht, in denen herkömmliche Mikrofone nur schwer einsetzbar sind und es gibt mehrere Formen, darunter solche, die auf dem Dopplereffekt und der Interferometrie basieren.
Mikrofone, die ohne Membran ein Plasma erzeugen und dieses mit Schallwellen beaufschlagen, um modulierte Schallwellen zu extrahieren, so genannte Ionenmikrofone oder Plasmamikrofone, sind ebenfalls untersucht worden.