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Was unterscheidet ein Kondensatormikrofon von anderen Kondensatormikrofonen?

Auf dem Bild sieht man 4 aufeinander aufgereihte KondensatormikrofoneWas unterscheidet ein Kondensatormikrofon von anderen Kondensatormikrofonen?

Grundsätzlich sind Kondensatormikrofone in zwei Kategorien einzuteilen. Zum einen gibt es die Großmembran-Kondensatormikrofone, zum anderen die sogenannten Kleinmembraner. Dabei stellen die Großmembran Mikrofone die Königsklasse der Mikrofone dar. Vor gar nicht allzu langer Zeit waren diese Mikrofone nicht für jedermann erschwinglich und daher nur in gut ausgestatteten Tonstudios zu finden. Die schnelle technische Entwicklung hat dafür gesorgt, dass inzwischen auch im Homerecording Bereich viele der begehrten Mikrofone zu finden sind.

Der zweite Unterscheidungspunkt bei Kondensatormikrofonen bezieht sich auf die Elektronik. Die früheren Großmembranmikrofone waren fast ausschließlich mit Röhrenelektronik versehen. Diese Mikrofone haben die Eigenschaft, den bekannten „larger than life“ Sound zu erzeugen. Durch das Übersteuerungsverhalten der Röhren wurde das Signal insgesamt verdichtet und verschiedene Obertöne produziert. Dadurch entstand ein sehr interessantes und von vielen Toningenieuren geliebtes Klangbild. Heutzutage gibt es auch viele Mikrofone mit Transistorelektronik. Diese ist nicht notwendigerweise schlechter produziert allerdings nicht so viele Obertöne wie eine Röhre. Dadurch sind Transistormikros häufig etwas neutraler im Klang.

Weiterhin sind die Mikrofone durch ihre verschiedenen Richtcharakteristiken zu unterscheiden. Nierencharakteristik, Kugel, Acht, Superniere oder Hyperniere sind die gängigsten Formen. Außerdem sollte ein Augenmerk auf die Zusatzausstattung wie zum Beispiel eine Pad Schaltung, Low Cut, eine elastische Aufhängung (Spinne), Windschutz und eine Aufbewahrungsbox oder ein Mikrofonkoffer achten. Der Grenzschalldruckpegel sollte ebenfalls beachtet werden, wenn das Mikrofon zum Beispiel für Schlagzeugaufnahmen eingesetzt werden soll. Ansonsten brauch man sich heutzutage über den Wert der Empfindlichkeit keine Sorgen mehr zu machen, außer man besitzt einen alten Mikrofon-Vorverstärker, der nur begrenzte Ausgangsleistung liefert.

Außerdem sollte man sich nicht von technischen Daten blenden lassen. Der persönliche Geschmack lässt sich nicht ausschließlich nach rein objektiven Kriterien beurteilen. Tendenziell haben Mikrofone mit Röhrenelektronik einen groß Klingenden Sound, während Transistormikrofone eher einen neutralen Klang liefern.

Was ist ein Großmembran Kondensatormikrofon?

Die Membran des Kondensatormikrofons ist eine leichte elektrisch leitend gemachte Folie, die mit sehr geringem Abstand vor einer starren Metallplatte positioniert ist. Membran und Metallplatte bilden das Paar Elektroden eines Kondensators. Die Folie ist so präpariert, dass sie perfekt auf Schall reagiert. Ein möglich weiter spektraler akustischer Bereich sollte zu linearen Spannungsänderungen führen. Groß bedeutet technisch sind die Durchmesser der Membrane größer als 2,54 cm. Es gibt jedoch einige Hersteller, die sich nicht an diese Konvention halten und kleiner Durchmesser als Großmembrane bezeichnen.

Das Großmembranmikrofon ist in der Popmusik die bessere Wahl. Es trägt den Ruf des Solistenmikrofons. Großmembranmikrofone zeigen die Eigenschaft, Schallquellen und darunter besonders die menschliche Stimme größer und fülliger aufzuzeichnen. Dies ist ein Sound, des sehr beliebt ist unter Musikern. Mikrofone sind außerordentlich technisch komplex geworden. Selbst, wenn das Mikrofon konkret Großmembran Kondensatormikrofon heißt, kann bereit sehr viel Technologie im Mikrofon selbst untergebracht sein, deshalb sind nicht ausschließlich nach rein objektiven Kriterien bedeutend.

Das wichtigste Kriterium bleibt der subjektive Klangeindruck in Setup, wie das Mikrofon eingesetzt werden soll. Großmembran-Kondensatormikrofone klingen nicht besonders neutral. Großmembranmikrofone wollen volumig klingen und Sound machen.

Zu beurteilen ist, wie fähig für den ausgewählten Einsatz ist ein Mikrofon. Ein Wert, der Aufmerksamkeit fordert, ist das Eigenrauschen. In der Musikproduktion wird ein Signal durch einen Dynamikkompressor bearbeitet bei Aufnahme, Mischung, EQ Bearbeitung und Mastering. Rauschen kann so verstärkt werden. Je rauschärmer das Mikrofon ist, desto weniger Störungen bei der Bearbeitung.

Der Grenzschalldruckpegel sollte über 130 dB-SPL gewählt werden für praktisch allen Anwendungen. Großmembran Kondensatormikros haben oft ausreichend hohe Empfindlichkeit. Interessant sein kann das Zubehör. Eine elastische Aufhängung ist vorteilhaft. Alle anderen Angaben, die von Herstellern auf Mikrofonseiten machen können übersehen werden. Das Großmembran Kondensatormikrofon ist ein Klassiker. Mit moderner flexibler Technik kann es schon einiges kosten.

 

Woraus besteht ein Kondensatormikrofon?

Das Kondensatormikrofon ist ein Gerät das Schallenergie in elektrische Energie umwandelt. Ein Kondensator heißt Verdichter. Ein Kondensator ist also ein Konstruktion, die elektrische Ladungen speichern kann. Ein Kondensatormikrofon ist also qua Definitionem ein Gerät, dass die durch Abstandsänderungen zwischen der beweglichen Membran und der Gegenelektrode hervorgerufenen Kapazitätsänderungen je nach Ausführung in elektrische Signale umwandelt.

Eine nur wenige Mikrometer dicke, elektrisch leitfähige Membran wird beim Kondensatormikrofon dicht vor einer Metallplatte, elektrisch isoliert, montiert. Um eine optimale Akkustik zu erreichen, wird diese Metallplatte gelocht. Damit haben wir technisch gesehen einen Plattenkondensator mit Luft-Dieelktrikum, vor uns. Die Kapazität wird von der Plattenfläche und dem Abstand der Kondensatorplatten bestimmt.

Die Funktion des Mikrofons besteht nun darin, dass der auftreffende Schall, die Membran zum Schwingen bringt und damit die Abstände zwischen Membran und Gegenelektrode, also die Kapazität des Kondensators, verändert.

2 Varianten eines Kondensatormikrofon.

Diese Kapazitätsänderungen können in 2 Varianten ausgeführt werden:

  1. Niederfrequenz – Schaltung
  2. Hochfrequenz – Schaltung

Letztere ist robuster und weniger empfindlich gegenüber elektrischen Einstreuungen und Luftfeuchtigkeit.

Wie funktioniert ein dynamisches Kondensatormikrofon?

Die grundlegende Funktionsweise eines Kondensatormikrofons

Bei dieser Art Mikrofon handelt es sich im wesentlichen um elektrische Akustikwandler. Kernstück ist der namensgebende Plattenkondensator, welcher auftreffende Schallwellen in elektrische Energie umwandelt. Diese Platte ist extrem dünne Membran, die nur wenige Mikrometer Dicke aufweist. Diese Kondensatormembran wird entweder komplett aus Metall gefertigt oder besteht aus einer metallischen Kunststofffolie.

Direkt hinter dieser Kondensatormembran befindet sich die Gegenelektrode. Bekanntlich ist ein Kondensator ein Bauteil, das elektrische Energie (zwischen)speichern kann. Damit das Mikrofon also funktioniert, muss die Kondensatormembran aufgeladen sein. Damit diese Membran geladen werden kann, ist sie über einen hochohmigen Widerstand mit einer Gleichspannungsquelle vernetzt. Hochohmige Widerstände sind deswegen zwischengeschaltet, da sonst ein starker Ladungsausgleich bei eintreffenden Schallwellen entstehen würde. Durch die Schallwellen ändert sich nun der hauchdünne Abstand der Kondensatormembran zur Gegenelektrode. Durch die Abstandsänderunge kommt es logischerweise zu einer Änderung der Kondensatorspannung. Kondensatorspannung und Schallanregung sind damit direkt zueinander proportionale Größen.

Das Kondensatormikrofon erweist sich seit Jahrzehnten als sehr genaues Schallwerkzeug. Aufgrund der extrem dünnen Kondensatormembran ist das Gerät dazu in der Lage, bis in hohe Frequenzlagen, Geräuschänderungen zu registrieren. Derlei Mikrofone sind ergo sehr empfindlich und impulsgenaue Geräte. Aufgrund dieser hervorragenden Eigenschaften kommen diese Mikrofone besonders im musikalischen Bereich als Studiomikrofone zum Einsatz. Durch die hohe Empfindlichkeit muss jedoch eine gewisse Abschirmung gegen äußere Fremdschalleinflüsse (Wind, Bewegung, Husten etc.) erfolgen, damit das empfindliche Gerät durch zu hohe Schalldrücke nicht zu Schaden kommt.



Rolle der Wandlerschaltung im Mikrofon

Das sich stetig ändernde Spannungspotential muss jedoch noch ausgewertet werden. Dies übernimmt die Wandlerschaltung. Diese Schaltung besteht im wesentlich stets aus den Untereinheiten eines Verstärkers und des eigentlichen Impedanz-Wandlers. Die Wandlerschaltung ist hoch empfindlich auf Spannungsänderungen. Dank des vorgeschalteten starken Widerstands wird die Gleichspannungsquelle durch der starken Spannungsschwankungen nicht überlastet.

Am Ende erhält der Anwender eines Kondensatormikrofons ein niedrigohmiges Mikrofonsignal mit Impedanzen von ungefähr 200 Ohm. Dieses Signal kann dann an ein verarbeitendes Gerät wie ein klassisches Mischpult oder einen Computer mit Mikrofoneingang verwendet werden.

Wieviel Spannung erzeugt ein Kondensatormikrofon?

Sie basieren auf einem Kondensator mit geringer Kapazität. Eine metallene Seite ist fest, die andere eine durch Geräusche und Stimme leicht bewegliche metallbedampfte Membran. Der Kondensator liegt in einem externen Spannungskreis. Es wird die Ausgangsspannung des Kondensators vermessen.

Bei ihnen sind 3 Spannungen 12 V, 24 V und 48 V Standard, mit denen Kondensatormikrofone gespeist werden an Mischpulten oder anderen Aufzeichnungsgeräten. Diesen sind die Entkopplungswiderstände 680 Ω, 1,2 kΩ und 6,8 k­ zugeordnet, welche den Strom im Kondensatormikrofonkreis begrenzen.

Der Spannungshub, der von ihnen abgegriffen werden kann, ist gleich der kapazitiven Änderung durch die akustische Belastung des Kondensator dividiert durch dessen unbelastete Ruhekapazität multipliziert mit der Speise- oder Phantomspannung auf dem Eingang des Kondensatormikrofons. Unter idealen Bedingungen ist die kapazitive Änderung am Kondensator gleich der Dielektrizitätskonstante von Luft oder dem Füllgas im Kondensator multipliziert mit der wirksamen Fläche des Kondensators dividiert die Änderung des Abstandes der Kondensator durch die Beschallung abzüglich der Kapazität des unbelasteten Kondensators.

Die Änderung des Abstands der Kondensators durch den aufzunehmenden Schall geht reziprok in die Spannungsänderung ein. Berücksichtigt man, dass Luft oder Füllgase ein ausgesprochen dynamisches System sind, so wird deutlich, dass das Kondensatormikrofon nichtlinear arbeitet und oft verzerrt. Größere Abstände der Kondensatorplatten führen zu kleineren Spannungen.

Um ungewünschte elektromagnetische Einstreuungen am Mikrofonkabel und andren Störquellen auszuschließen, wird technisch korrekt eine Symmetrisierung des Signals durch einen Übertrager oder durch eine elektrische Symmetrisierstufe mit Transistoren angewendet.

Bei der Hochfrequenzausführung wird die akustisch veränderte Kapazität zur Abstimmen eines hochfrequenten Schwingkreises verwendet. Damit entsteht eine frequenzmodulierte Hochfrequenz, die im Mikrofon demoduliert wird. Hochfrequenzvarianten sind erheblich weniger störbar mit elektrischen Einstreuungen und Luftfeuchtigkeit. Sie benötigen keine hochohmige Vorspannungseinspeisung und keinen Impedanzwandler.

Die abgenommenen Spannungen liegen bei allen technisch verfeinerten Kondensatormikrofontypen wie bei originalen nur Kondensatormikrofon bei den Speise- oder Phantomspannungen.

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