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Ja, dann mache ich an dieser Stelle mal weiter und gebe einfach mal so einen Überblick für diejenigen, die sich interessieren. Also prinzipiell gibt es eine ganze Menge unterschiedlicher Mikrofone. Angefangen hat das mal mit dem sogenannten Kohlekörner-Mikrofon.
Denn, das muss man sich so vorstellen, das waren früher diese Telefonkapseln, kennt vielleicht noch jeder. Da konnte man dann diesen Sprachteil des Hörers, den konnte man abschrauben, das war so ein rundes Ding und dann war unter dieser Abdeckung mit Löchern drin, da war dann so eine Kapsel drin.
Das ist also nichts anderes als einfach ein kleines Gehäuse mit ganz feinem Kohlenstaub gefüllt und darüber hat man eine Membrane gespannt.
Und jetzt leitet man durch diese...
Kohlenstaub, Strom. Kohle ist stromleitend. Und wenn die Membran jetzt durch die Sprache mehr auf die Kohle drauf drückt, dann wird der Abstand zwischen den Kohlekörnern kleiner. Das heißt, der Widerstand wird kleiner, das heißt, es fließt mehr Strom.
Und wenn die Membran nach oben schwingt, dann hat die Kohle mehr Platz, dann fließt weniger Strom. Und damit hat man sozusagen dann den Effekt des Mikrofons, des Kohlekörner-Mikrofons.
Das hat allerdings auch keinen allzu hohen Frequenzgang.
Dann war da meistens so bei 6, 7 Kilohertz, war da allerspätestens Schluss.
Ich will jetzt auf die Sondermikrofone, Karton-Mikrofone, was da alles ist, will ich nicht weiter eingehen. Ich möchte einfach nur die für uns gebräuchlichen, typischen Mikrofone einfach mal kurz beschreiben.
Dann hat es das sogenannte dynamische Mikrofon. Das funktioniert im Prinzip nur völlig umgekehrt wie ein Lautsprecher.
Also bei einem Lautsprecher haben wir einen Magneten und in diesen Magneten hinein...
...saucht eine Spule. Man muss sich das so vorstellen, einfach zwei Ringe oder sagen wir noch anders, wir nehmen eine runde magnetische Platte und nehmen jetzt einen Zirkel, stechen in die Mitte und ritzen da sozusagen einen Kreis rein von, sagen wir mal, 4 cm Durchmesser.
Und diese magnetische Scheibe ist ziemlich dick. Das heißt so, dass wir diesen Schlitz, den wir da reinritzen, der ist durchaus 2 cm tief.
Und darin taucht jetzt eine Spule ein. Also früher hat man einfach nur ein Stück Pappe genommen und da hat man Kupfer drum gewickelt und das taucht jetzt in diese Magneten ein.
Und wenn ich jetzt durch diese Spule Strom schicke, je nachdem, von Plus nach Minus oder von Minus nach Plus, dann entsteht entweder ein ordentlicher Magnet, also Nordpol-Südpol, das heißt es zieht sich an, oder die Spule wird umgekehrt magnetisch, dann wird sie abgestoßen.
Und wenn ich jetzt auf diese Spule eine...
...Membran klebe, dann habe ich einen Lautsprecher, wo diese Membran, also im Rhythmus des eingegebenen Stroms, entweder nach vorne oder nach hinten schwingt oder nach oben oder unten, je nachdem, wie rum ich das Ding halte.
Umgekehrt, wenn ich jetzt auf diese Membrane spreche, dann wird durch meine Sprache die Membrane mal mehr und mal weniger in den Magnet eintauchen, also mal geht sie rein, mal geht sie raus und dadurch entsteht in dieser Spule Strom.
Und das heißt also, das ist dann mein dynamisches Mikrofon.
Ich spreche, die Spule geht im Magneten hin und her und erzeugt Strom.
Dieser Strom wird verstärkt und erreicht dann als Schallwelle wiederum meine Uhren, indem sie durch einen Lautsprecher geht oder einen Kopfhörer.
Manche Kopfhörer eignen sich auch sehr gut als Mikrofone, das hat man schon ab und zu mal festgestellt.
Und in manchen zum Beispiel Funkgeräten funktioniert der Lautsprecher dann genau umgekehrt, wenn man auf die Sprachtaste drückt.
Also diese Technologie hat man sich sehr häufig schon zunutze gemacht, dass man den Lautsprecher gleichzeitig auch als Mikrofon benutzt.
Ein bisschen ähnlich funktionieren die Piezo- oder auch Kristallmikrofone.
Manche kennen auch einen Piezo-Lautsprecher, meistens sind das Hochtöner.
Ein Kristall reagiert nämlich auch darauf, wenn man ihm Strom zuführt, dann wird er auch geringfügig größer oder geringfügig kleiner.
Und das kann man dann auch wieder umgekehrt ausnutzen.
Also wenn ein...
Wenn ein Kristall mit Schall besprochen, beschallt wird, dann dehnt er sich eben aus oder zieht sich zusammen.
Nur sehr geringfügig, aber das reicht aus, um eine Stromspannung zu erzeugen, die man dann wiederum verstärken kann.
Das sind dann die Kristallmikrofone.
Kommen mittlerweile ganz, ganz selten vor.
Die dynamischen Mikrofone kommen schon sehr häufig vor.
Und dann gibt es die sogenannten Kondensatormikrofone.
Und in abgewandelter Form.
Die sogenannten Elektret-Kondensatormikrofone.
Und das Prinzip eines Kondensatormikrofons ist gar nicht so einfach zu erklären.
Dazu muss man nämlich wissen, was ein Kondensator ist.
Ein Kondensator könnte man vielleicht so beschreiben, ist ein Elektronensammler.
Es gibt Kondensatoren, die können eine ganze Menge Elektronen sammeln.
Dann haben sie eine große Kapazität, weil da eben doch eine ganze Menge reinpasst.
Und dann gibt es Kondensatoren, sehr bewusst.
Die haben gar nicht so viele Elektronen, sammeln nur ein paar.
Die haben also eine kleine Kapazität.
Es gibt große und kleine Wassereimer.
Je nachdem, wie groß der Eimer ist, desto mehr Wasser passt rein.
Desto mehr Kapazität steht mir also zur Verfügung.
Jetzt stellen wir also uns vor, wir montieren zwei Metallplatten sehr dicht zueinander.
Also sehr dicht beieinander.
Und legen dann eine elektrische Spannung an.
Und dann muss man wissen, wenn der Abstand sich...
... zwischen diesen Platten verkleinert, das ist komisch, aber das ist so,
dann sammelt dieser Kondensator mehr Elektronen.
Und wenn der Abstand sich vergrößert, dann sammelt er weniger Elektronen.
Und hier gleich wieder das gleiche Prinzip.
Ich lege also meine elektrische Spannung zwischen diese beiden Platten und bespreche jetzt eine davon.
Dann wird der Abstand mal kleiner und mal größer.
Also mal wird die Kapazität dieses Kondensators etwas kleiner und mal...
... wenn die Platten dichter zueinander kommen, wird sie etwas größer.
Und das kann man messen.
Es ergeben sich also geringfügige Spannungsunterschiede.
Wenn der mehr Elektronen sammeln kann, dann steigt die Spannung.
Und wenn er weniger sammeln kann, logisch, dann fällt die Spannung.
Und daraus kann ich mir jetzt...
... das kann ich jetzt wieder verstärken.
Dieses Messergebnis kann ich verstärken.
Und dann habe ich meinen Ton.
Das geht übrigens auch umgekehrt.
Es gibt sogenannte elektrostatische Lautsprecher.
Oder auch elektrostatische Kopfhörer.
Das ist genau das Gleiche.
Ich habe zwei Platten.
Da wird eine sehr hohe Spannung angelegt und die wechselt.
Und dadurch, dass sie wechselt, verringert sich oder vergrößert sich der Abstand.
Und ich habe meinen Ton.
Und da man diese Platten mit sehr, sehr, sehr dünner Folie macht.
Das sind also keine Platten, sondern man nimmt einfach eine Kunststofffolie, die man einfach mit Metall bedämpft.
Dadurch ist das irre leicht.
Und dadurch kann man eben mit Kondensatormikrofonen noch sehr hohe Frequenzen wiedergeben.
Weil die schwingende Membran eben sehr, sehr leicht ist.
Ja, also bei einem Kondensatormikrofon muss ich also eine Spannung anlegen.
Und durch den unterschiedlichen Abstand verändert sich die Spannung.
Bei einem Elektretkondensatormikrofon muss ich diese Spannung nicht mehr anlegen,
sondern das sind spezielle Folien.
Zwischen denen man eine Spannung, man nennt das, einfriert.
Das heißt, das sind unterschiedlich geladene Folien, zwischen denen jetzt automatisch eine Spannung besteht.
Und jetzt nimmt man eine Röhre oder auch einen Feldeffekttransistor.
Die lassen nämlich keine Elektronen durch.
Die messen die Spannung, indem sie sich im Prinzip wie so ein kleiner Luftballon aufblasen und die Luft wieder abgeben.
Aber eben elektronisch.
Aber eben, es fließen keine Elektronen von Plus nach Minus, sodass diese Spannung nicht abgebaut werden kann.
Das ist ein bisschen kompliziert.
Aber wenn wir uns einfach merken, ein Elektretkondensatormikrofon braucht jetzt keine Spannung für diesen Kondensator,
sondern trägt diese Spannung schon in sich.
Man braucht also nicht mehr so einen hohen Aufwand zu treiben, um da jetzt noch eine höhere Spannung zu erzeugen.
Sondern man greift sozusagen diese unterschiedlichen Kapazitäten mithilfe eines,
in diesem Mikrofon schon integrierten kleinen Mini-Transistors, ein Feldeffekttransistor, der ist irre klein, greift man ab.
Die Dinge haben entweder zwei oder drei Drähte.
Das muss ich jetzt nicht erklären.
Das hängt mit der Beschaltung von solchen Feldeffekttransistoren zusammen.
Aber eben, jetzt kann ich mein Elektretkondensatormikrofon nehmen, muss da keine Spannung mehr anzeigen,
sondern ich kann sozusagen direkt mein Messergebnis abnehmen.
Allerdings, ein Feldeffekttransistor braucht auch eine Spannung.
Aber eben, das ist eine.
Eine ganz normale Betriebsspannung, wie zum Beispiel von einer 9 Volt Batterie oder,
also die funktionieren schon bei 1,5 Volt.
Also eine kleine 1,5 Volt Batterie würde schon reichen, um diesen Feldeffekttransistor in Gang zu setzen.
Bei einem Mikrofon, bei einem Kondensatormikrofon, da braucht man schon eine relativ hohe Spannung.
Die kann schon mal zwischen 8 und 900 Volt betragen.
Je nach Konstruktion.
Aber der Aufwand, eine so hohe Spannung zu erzeugen, ist natürlich viel geringer,
viel natürlich viel größer, als wenn ich jetzt einfach nur eine 1,5 Volt Batterie nehme
oder meine Betriebsspannung für diesen kleinen Feldeffekttransistor einfach aus einem Rekorder aus oder direkt aus dem Gerät schon raushole.
Ja, das sind also die Kondensatormikrofone.
Und dann gibt es seit einiger Zeit sogenannte MEMS.
Das sind Halbleitermikrofone.
Da ist der Unterschied, wenn man da, das ist im Prinzip ein Halbleiter.
Also, wenn wir, wir nehmen einfach mal einen Transistor.
Und auch da messen wir die Unterschiede, wenn wir diesen Transistor mit Schall beschallen.
Diese Unterschiede sind noch viel geringer, deswegen rauschen die Dinge auch noch ein bisschen.
Im Gegensatz zu unseren Kondensatormikrofonen zum Beispiel.
Aber das wird auch immer besser.
Indem man diese Halbleiterstrukturen noch ein bisschen verändert, um dann noch ein bisschen mehr Spannungsdifferenz rauszukriegen.
Aber ich brauche natürlich, um einfach nur ein paar Kristalle in einem Halbleiter zu bewegen, viel weniger Energie.
Das heißt, ich kann damit tatsächlich Frequenzen von bis zu 100 Megahertz aufnehmen.
Also, das heißt, das ist ein Mikrofon, das unglaublich in die Höhe geht.
Bei den großen Tiefen hat es dann allerdings wieder ein bisschen mehr Schwierigkeiten.
Aber man kann tiefe Frequenzen natürlich viel besser kompensieren, also viel besser realisieren.
Auch wenn das Ergebnis schlechter wird am Mikrofon selbst als hohe Frequenzen.
Also, ein dynamisches Mikrofon kann einfach nicht.
eine Million Mal pro Sekunde schwingen.
Das klappt nicht. Das geht nicht.
Das wird dann ein Megahertz.
Und diese Halbleitermikrofone, die können 100 Millionen Mal in der Sekunde schwingen.
Und das kann man dann sogar noch abbilden.
Ich sage, man könnte in der Regel gehen solche Mikrofone dann etwa bis 100 Kilohertz.
Das heißt also 100.000 Schwingungen pro Minute.
Damit kann ich also locker, ganz, ganz locker Fledermäuse aufzeichnen.
So, das war jetzt mal so ein ganz grober Überblick über das Prinzip von Mikrofonen, wie sie arbeiten.
Ich hoffe, euch hat das viele Labern jetzt nicht gestört.
Aber ich dachte, ich gebe einfach mal so einen kurzen Überblick, damit man mal so ungefähr weiß, wie was funktioniert.
Tja, dann wünsche ich noch einen schönen Tag.