1. Was ist ein Mikrofon?
Ein Mikrofon ist ein Gerät zur Umwandlung von Schall in elektrische Energie (auch als Wandler oder Sensor bekannt). Es dient als Eingangskomponente in Audiosystemen, während ein Lautsprecher als Ausgangskomponente fungiert. Das Mikrofon wird oft als Sender, Mikrofon oder Kapsel bezeichnet.
2. Arten von Mikrofonen
2.1 Basierend auf dem Funktionsprinzip:
- Mikrofone auf Kohlenstoffbasis
- Dynamische Mikrofone
- Elektretmikrofone (hier hauptsächlich besprochen)
- Piezoelektrische Mikrofone
- Mikrofone auf Siliziumbasis
2.2 Basierend auf der Größe:
Elektretmikrofone sind in verschiedenen Größen erhältlich:
- Φ9,7-mm-Serie
- Φ8mm-Serie
- Φ6mm-Serie
- Φ4,5-mm-Serie
- Φ4mm-Serie
2.3 Basierend auf der Direktionalität:
- Omnidirektional
- Unidirektional
- Bidirektional (Geräuschunterdrückung)
2.4 Basierend auf der Polarisationsmethode:
- Membrantyp
- Backplate-Typ
- Frontplattentyp
2.5 Basierend auf dem Verbindungsstil:
- L-Lötpunkte
- PIN-Anschluss (P-Typ)
- Konzentrischer Kreistyp (S-Typ)
3. Aufbau eines Elektretmikrofons
Zu den Hauptkomponenten eines omnidirektionalen Elektretmikrofons gehören:
- Staubdichtes Netz:Verhindert Staubansammlungen und physische Schäden an der Membran.
- Gehäuse:Bietet Unterstützung und elektromagnetische Abschirmung.
- Membran:Das Schlüsselelement, das Schall durch Vibration in elektrische Energie umwandelt.
- Abstandshalter:Hält den Abstand zwischen Membran und Rückplatte aufrecht.
- Rückplatte:Funktioniert als andere Elektrode im kapazitiven Design.
- Leiterplatte:Beherbergt den Feldeffekttransistor (FET) und andere Komponenten.
4. Funktionsprinzip von Elektretmikrofonen
Elektretmikrofone basieren auf Kapazitätsänderungen, die durch Schalldruckvibrationen an der Membran verursacht werden. Diese Änderungen werden in elektrische Signale umgewandelt, die von einem Feldeffekttransistor (FET) verstärkt und zur Weiterverarbeitung ausgegeben werden.
5. Wichtige Spezifikationen von Mikrofonen
- Aktueller Verbrauch:Vom FET bestimmter Betriebsstrom.
- Empfindlichkeit:Unter Standardschalldruck erzeugte Spannung (gemessen in dBV/Pa).
- Ausgangsimpedanz:Entspricht normalerweise dem Lastwiderstand.
- Direktionalität:Definiert Tonaufnahmemuster (z. B. omnidirektional, unidirektional).
- Signal-Rausch-Verhältnis (S/N):Das Verhältnis von gewünschtem Signal zu Hintergrundrauschen.
- Maximaler Schalldruckpegel (SPL):Der höchste Schallpegel, den das Mikrofon ohne Verzerrung verarbeiten kann.
6. Testmethoden
Die Mikrofonleistung kann durch Strommessungen, Empfindlichkeitstests und Richtcharakteristikanalysen bewertet werden, die oft mit speziellen Testgeräten unter Standardbedingungen durchgeführt werden.
