Mikrofon

Wissenswertes übers Mikrofon
Mikrofone gehören zu den Schallwandlern, die den Schall in elektrische Spannungsänderungen umwandelt. Ein Tonabnehmer dagegen wandelt Festkörperschwingungen um. Gängige Bauformen von Mikrofonen verfügen über eine elastisch gelagerte Membran, die meist in einem Gehäuse untergebracht ist. Das Gehäuse ist meist mit einem Gitter überspannt, sodass die Membran geschützt ist, aber trotzdem vom Schall erreicht werden kann.

Entwicklung der Mikrofone
Die Entwicklung vom Mikrofon geht auf die Entwicklung des Telefons zurück, da diese gleichzeitig entwickelt wurden. Dabei basiert die Entwicklung auf dem Wandlerprinzip. In den USA wurde bereits 1860 das erste Telefon unter Verwendung des elektromagnetischen Wandlers gebaut. Da der Entwickler jedoch kein guter Geschäftsmann war, verfügte er nicht über das nötige Kleingeld, um diese Erfindung als Patent anzumelden. Der Schotte Alexander Graham Bell, der als Erfinder der Mikrofone gilt, arbeitete in dem Labor, in dem der Prototyp aufbewahrt wurde und meldete 1876 ein technisch gleichartiges Gerät zum Patent an. Rund 10 Jahre später versuchte die amerikanische Regierung die Patentanmeldung zu annullieren, was jedoch nach dem Tod des eigentlichen Entwicklers eingestellt wurde. Zur gleichen Zeit entwickelte Philipp Reis ein Kontaktmikrophon, dass im Zuge seines Fernsprechprototypen 1861 vorgestellt wurde. 1877 folgte dann aus den Bell Labs in den USA das erste Kohlemikrofon, dass zur Signalgewinnung auf ein Stück Kohle setzte. 1890 konstruierte Anthoony C. White dann eine Weiterentwicklung des Kohlemikrofons, dessen Grundprinzip die folgenden 100 Jahre keiner Änderung mehr unterlag. 1923 folgte zwar das Kondensatormikrofon, das aber anfangs nicht den gewünschten Erfolg brachte. Erst gut ein viertel Jahrhundert später kann dieses seinen Durchbruch schaffen und wird noch heute als Mikrofon aller höchster Güte angepriesen.

Kohle-Mikrofon
In Kohlemikrofonen wird das elektroakustische Wandlerprinzip das durch Druckschwankungen des Schalls Widerstandsänderungen angewendet. Dazu befindet sich hinter der Membran ein Kohlegranulat, das je nach Druck seinen Übergangswiderstand ändert. Allerdings sind die Wiedergabeeigenschaften nicht sonderlich gut, was an der Masse der Membran liegen mag, die für eine Begrenzung und Verzerrung des Frequenzganges sorgt. Des Weiteren entsteht gerade bei Bewegung ein Rauschen, das auf die Kohlekörner zurückzuführen ist. Darüber hinaus ist der Zusammenhang zwischen Druck und Übergangswiderstand nicht linear, was zu Verzerrungen führt, die nicht reproduzierbar sind.

Kondensator Mikrofon
Kondensatormikrofone besitzen eine nur wenige tausendstel Millimeter dicke und elektrisch leitfähige Membran, die sich vor einer Metallplatte befindet, die elektrisch isoliert ist. Durch die Erhöhung der Spannung entsteht zwischen den Beiden ein Potentialgefälle. Somit kann man diesen Aufbau mit einem Plattenkondensator vergleichen. Trifft Schall auf die Membran, beginnt diese zu schwingen, was zu einer Änderung des Abstandes zwischen der Membran und dem Metall führt. Dadurch kommt es zu Kapazitätsschwankungen, was wiederum zu Spannungsschwankungen führt. Diese Spannungsschwankungen stellen das elektrische Ausgangssignal dar. Um ein ausreichendes Potentialgefälle zwischen den beiden Punkten zu erreichen, wird eine Spannungsquelle benötigt, die gleich bleibend 48V bereitstellt.