Wissenswertes zu Mikrofonen

 

Frequenzgang

Der Frequenzgang eines Mikrofons resultiert aus seiner akustischen Bauform, der Mikrofonabstimmung und dem Wandlerprinzip. Je kleiner und je leichter die Membran (und gegebenenfalls die Tauchspule) ist, desto weniger Eigenresonanz besitzt sie im hörbaren Frequenzband (20 Hz bis 20 kHz). Je weniger sie selbst in Resonanz gerät, desto unverzerrter gibt sie den Klang wieder. Die akustische Bauform setzt etwa beim Druckgradientenmikrofon Grenzen zu tiefen Frequenzen hin; zudem ist der Frequenzgang aller Mikrofone abhängig vom Beschallungswinkel (siehe Richtcharakteristik) und beim Druckgradientenmikrofon von dem Abstand zur Schallquelle (Nahbesprechungseffekt).

Empfindlichkeit

Mikrofone wandeln Schalldruck in Wechselspannung um. Man misst den Feldübertragungsfaktor in Millivolt pro Pascal (mV/Pa), der etwa proportional mit der Membrangröße ansteigt. So haben zum Beispiel bei Elektretmikrofonen kleine 1/4-Zoll-Kapseln 5 bis 10 mV/Pa, 1/2-Zoll-Kapseln bis 30 bis 50 mV/Pa, 1 Zoll-Kapseln kommen bis auf 100 mV/Pa.

Rauschen

Je kleiner eine Kapsel ist, desto stärker ist sie aufgrund des geringen Übertragungsfaktors für Rauschen anfällig. Ursache des Rauschens ist jedoch nicht die Mikrofonmembran, sondern der elektrische Innenwiderstand der Kapsel. Das ist zum Beispiel bei dynamischen Mikrofonen der Widerstand der Tauchspule, beim Elektretmikrofon der Lastwiderstand. Je höher der Innenwiderstand ist, desto mehr rauscht das Mikrofon, umso höher ist in der Regel jedoch auch die Ausgangsspannung. Verglichen mit Tauchspulmikrofonen besitzen Elektretkapseln einen mindestens zehn Mal höheren Abschlusswiderstand und damit mindestens √10-mal (√10≈3) höheres Rauschen – sie liefern jedoch auch wesentlich höhere Signalspannungen

Impedanz

Als Impedanz bezeichnet man den elektrischen Ausgangswiderstand des Mikrofons bei Wechselspannung im Tonsignalbereich. Während dynamische Mikrofone häufig Impedanzen um 600 Ohm besitzen, haben Kondensator-Kapseln eine sehr hohe Impedanz, da sie aber einen Arbeitswiderstand benötigen, erscheint nur dieser als Impedanz nach außen (bei Elektretmikrofonen im Bereich zwischen 1 und 5 kOhm). Je hochohmiger der Ausgang des Mikrofons ist, desto stärker macht sich die kabelkapazität der Anschlussleitung bemerkbar: hohe Frequenzen werden durch lange Kabel gedämpft

Klirrfaktor

Der Klirrfaktor gibt den Anteil nichtlinearer Signalverzerrungen am Nutzsignal in Prozent an. Bei dynamischen Mikrofonen ist der Klirrfaktor gering, nichtlineare Verzerrungen kommen in der Regel nur bei sehr großen, nicht relevanten Schallpegeln vor. Der nichtlineare Zusammenhang der Membranauslenkung zur abgegebenen Spannung verzerrt bei Elektret- und Kondensatormikrofonen prinzipbedingt das Signal ab bestimmten Pegeln nichtlinear.