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Wie funktioniert ein Mikrofon?

Wie funktioniert ein Mikrofon?

Wie funktioniert ein Mikrofon?

Mikrofone sind im Grunde Schallwandler, die Schallwellen in Form von Schwingungen in der Luft in elektronische Signale umwandeln. Diese analogen Signale sind Spannung, die vom Mikrofon dann über das Kabel weitergeleitet wird – entweder per USB Kabel an einen Aufnahmerechner oder per XLR Kabel an ein Audio Interface oder ein Mischpult. Aber wie funktioniert ein Mikrofon eigentlich und wie werden die Schwingungen in der Luft in Spannung umgewandelt? Hier in diesem Ratgeber Artikel zeigen wir dir, wie ein Mikrofon im Detail funktioniert.

Dabei gibt es einige Unterscheidungen, denn analoge XLR-Mikrofone und USB Mikrofone unterscheiden sich etwas in ihrer Funktionsweise. Des weiteren gibt es einen großen Unterschied zwischen Großmembran und Kleinmembran Mikrofonen. Wir erklären, wie die jeweiligen Mikrofon Typen aufgebaut sind, wie diese im Detail funktionieren und wie sich die Bauweise, sowie die Funktionsweise des Mikros sich auf die Soundqualität und den Klangcharakter auswirkt.

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So funktioniert ein Kondensatormikrofon

So funktioniert ein Kondensatormikrofon

So funktioniert ein Kondensatormikrofon

Das Kondensatormikrofon ist für Aufnahmen im Homerecording Studio das mit Abstand am häufigsten verwendete Mikrofon, da die Kondensator-Bauweise sehr detaillierte und hochwertige Aufnahmen ermöglicht. Wie bei allen Mikrofonen hat auch ein Kondensatormikrofon eine Membran. Diese Membran stellt eine Kondensatorplatte dar, gegenüber der Membranplatte befindet sich eine Gegenelektrode. Diese Elektrode wird durch die Phantomspeisung von meist 48 V unter Spannung gesetzt. Hinter den Kondensatorplatten befindet sich bei Modellen mit Niederfrequenz-Schaltung ein hochohmiger Widerstand.

Wenn nun Schallwellen auf die Membran treffen, so wird diese in Schwingung gesetzt. Durch das Schwingen der Membran, die eine Platte des Kondensators darstellt, ändert sich der Abstand zwischen der Membran und der Gegenelektrode. Dieser wechselnde Abstand sorgt für eine Kapazitätsänderung des Kondensators. Nun muss diese Kapazitätsänderung nur noch in Spannung umgewandelt werden. Hierfür besitzen moderne Mikrofone verschiedene Schaltungen, unter anderem die Niederfrequenz-Schaltung (mit hochohmigem Widerstand) und die Hochfrequenz-Schaltung.

Die meisten modernen Kondensatormikrofone für die Aufnahme im (Home)-Studio sind jedoch Elektret-Kondensatormikrofone. Mit einem Marktanteil von über 90 % ist diese Form des Mikrofons die mit großem Abstand am häufigsten verkaufte und genutzte Art an Studio Mikrofonen auf der ganzen Welt. Elektretmikrofone gehören zu den Niederfrequenz-Mikrofonen und werden sowohl im Homerecording Bereich, als auch im professionellen Studioeinsatz genutzt – außerdem ist diese Form des Mikrofons bei hochprofessionellen Messmikrofonen sehr verbreitet.

So funktioniert ein dynamisches Mikrofon

Funktionsweise: Dynamische Mikros

Funktionsweise: Dynamische Mikros

Dynamische Mikrofone werden vor allem für Aufnahmen von Gesang im Studio genutzt, sowie bei Live-Shows auf der Bühne. Die meisten dynamischen Mikrofone, die heute genutzt werden, arbeiten nach der sogenannten Tauchspulen-Bauweisen. Hierbei treffen die Schallwellen ebenfalls wieder auf die Membran, an deren Rückseite eine Kupferspule angebracht ist. Innerhalb dieses Kupferdrahts befindet sich frei schwingend ein Permanentmagnet, der direkt am Kabelanschluss des Geräts angebracht ist. Wenn die Membran mit der Kupferspule in Schwingung versetzt wird, so entsteht durch die Bewegung zwischen Spule und Magnet eine magnetische Spannung.

Diese Spannung wird dann über das Kabel an das Audio Interface, das Mischpult oder den Aufnahmecomputer gesendet. Im Gegensatz zum Kondensatormikrofon ist die Messmethode des dynamischen Mikrofons etwas ungenauer. Daraus resultieren nicht so detaillierte Aufnahmen, andererseits sind dynamische Mikrofone daher unempfindlicher gegenüber Echos, Hintergrundgeräuschen oder anderen störenden Einflüssen. Auch der Raumanteil bei dieser Mikrofon Bauart ist geringer als beim Kondensatormikrofon.

So funktioniert ein XLR Mikrofon

Funktion eines XLR Mikrofons

Funktion eines XLR Mikrofons

XLR Mikrofone sind der analoge Standard, der für die Aufnahme im Homerecording Studio und auch in professionellen Tonstudios eingesetzt wird. Hier werden im Gegensatz zum USB Mikrofon nicht schon im Mikrofon die analogen Signale in digitale Signale umgewandelt, sondern die Spannung wird einfach analog über das Kabel getragen. Der XLR-Anschluss ist ein dreipoliger Stecker, der für Mikrofone einen absoluten Standard darstellt – jedes Mischpult und jedes Audio Interface verfügt über einen solchen Anschluss.

Der große Vorteil von XLR Mikrofonen ist, dass bei der Umwandlung der Signale keine Qualität verloren geht. So kann der Nutzer noch Mischpulte oder andere Peripheriegeräte zwischen Mikrofon und Rechner schalten, ohne dass eine Signalumwandlung stattfindet. Andererseits muss so zum Mikrofon noch zumindest ein Audio Interface angeschafft werden – wer beim Homerecording Studio einrichten aufs Geld schauen möchte, der ist also mit einem USB Mikrofon manchmal besser beraten.

So funktioniert ein USB Mikrofon

USB Mikrofon: Funktionsweise

USB Mikrofon: Funktionsweise

USB Mikrofone gibt es – genau so wie XLR Mikrofone – nach dynamischer und Kondensator-Bauweise. Die Anschlussart selbst sagt nur etwas darüber aus, in welcher Form das Signal vom Mikrofon weitergeleitet wird. Bei einem USB Mikrofon werden die analogen Signale in Form von Spannung bereits im Mikrofon durch ein integriertes Audio Interface in digitale Signale umgewandelt. Diese digitalen Signale werden mit Hilfe eines USB Kabels dann an einen Aufnahme-Computer gesendet und dieser kann diese Signale dann verarbeiten.

Der größte Vorteil von USB Mikrofonen ist die kompakte Bauweise und die Alles-in-Einem Funktion. Hier muss kein weiteres Zubehör mehr gekauft werden, um mit dem Aufnehmen loslegen zu können. Das Problem bei den meisten USB Mikros ist lediglich, dass die internen A/D-Wandler, die die Signalumwandlung vornehmen, nicht mit denen von externen Audio Interfaces mithalten können. So geht einiges an Aufnahmequalität verloren. Ein gutes XLR Mikrofon mit gutem USB Audio Interface erreicht in der Praxis fast immer eine bessere Aufnahmequalität als das beste USB Mikrofon.

Weitere Mikrofon Typen und Bauweisen

Neben den klassischen Bauweisen dynamisch und Kondensatormikrofon gibt es auch noch weitere Arten, wie ein Mikrofon funktionieren kann. Ein Beispiel hierfür ist das Bändchenmikrofon – dieses spielt in der Praxis fürs Homerecording Studio aber kaum eine Rolle. Weitere Mikrofon Formen sind das Shotgun Mikrofon, das zum Beispiel für Interviews an Kameras angebracht werden kann. Für die Nutzung im Homestudio gibt es kaum eine Alternative zu Kondensatormikrofonen oder dynamischen Mikros mit USB oder XLR Anschluss.

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