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Die Funktionsweise vom Mikrofon einfach erklärt

Egal ob im Handy, Headset oder auf der Bühne: Mikrofone sind überall. Die Funktionsweise gibt dabei vielen ein Rätsel auf. Wie ein Mikrofon funktioniert, erfahren Sie hier.

Mikrofone sind aus dem Alltag kaum wegzudenken.
Mikrofone sind aus dem Alltag kaum wegzudenken.

Mikrofon ist nicht gleich Mikrofon

  • Grundsätzlich nimmt ein Mikrofon Schallschwingungen auf und wandelt diese in elektrische Schwingungen um. Die genaue Funktionsweise kann jedoch je nach Mikrofon unterschiedlich sein.
  • Zunächst einmal unterscheidet man passive von aktiven Mikrofonen. Ein passives Mikrofon benötigt keine Stromzufuhr von außen. Beispiele dafür sind Livegesangsmikrofone.
  • Aktive Mikrofone benötigen eine Stromzufuhr von außen, die sogenannte Phantomspeisung. Hierfür werden spezielle Verstärker benötigt, die diese Spannung liefern können. Viele Studio- aber auch Handymikrofone fallen unter diese Kategorie.

Funktionsweise von Mikrofonen im Allgemeinen

  • Alle Mikrofone besitzen eine dünne Membran, welche durch Schall in Schwingung versetzt wird. Es gilt also, diese mechanische Bewegung in ein elektrisches Signal umzuwandeln. 
  • Mikrofone benutzen daher elektrische Bauteile, die an die Membran gekoppelt werden, und deren Eigenschaften je nach Position der Membran variieren.
  • Es gibt drei Grundbauteile in der Elektronik: den Widerstand, die Spule und den Kondensator. Diese drei Bauteile haben drei verschiedene Eigenschaften: Widerstand, Induktion und Kapazität.
  • Indem man diese Bauteile clever in einem Mikrofon verbaut, kann durch Bewegung der Membran Widerstand, Induktion oder Kapazität verändert werden. Dies führt zu einer Veränderung des elektrischen Ausgangssignals - die Umwandlung von Schall in elektrische Schwingung ist komplett.

Unterschiedliche Mikrofontypen erklärt

Man unterscheidet fünf unterschiedliche Mikrofontypen, welche auf unterschiedlichen Bauteilen beruhen.

  1. Dynamische Mikrofone benutzen eine Spule, welche an der Membran angebracht ist. Die Funktionsweise beruht auf magnetischer Induktion: Wenn sich eine Spule durch ein Magnetfeld bewegt, fließt Strom. Nach dem gleichen Prinzip funktioniert auch der Dynamo an Ihrem Fahrrad. Vibriert also die Membran, so erzeugt die Spule Strom. Dynamische Mikrofone sind somit passiv.
  2. Kondensatormikrofone haben eine beschichtete, elektrisch leitende Membran vor einer Metallplatte. Bringt man zwei Metallplatten nah aneinander und legt man an beiden Platten eine elektrische Spannung an, so erhält man einen Kondensator. Die Menge an elektrischer Energie, die ein Kondensator speichern kann, die sogenannte Kapazität, hängt unter anderem vom Abstand der beiden Platten ab. Ändert man also den Abstand der Platten, so ändert sich die Kapazität. Dies hat eine Änderung in der Spannung zur Folge. Kondensatorenmikrofone benötigen eine ständige Stromzufuhr, um zu funktionieren.
  3. Elektret-Kondensatormikrofone sind die bei Weitem häufigsten Mikrofone. Sie kommen beispielsweise in Handys zum Einsatz und funktionieren im Endeffekt genau wie Kondensatormikrofone. Der Unterschied liegt in einer Elektretfolie, welche dazu führt, dass erheblich weniger Strom benötigt wird, um das Mikrofon zu betreiben.
  4. Kohlemikrofone haben ein Kohlenpulver, welches elektrisch leitend ist und durch die Membran verdichtet werden kann. Der elektrische Widerstand des Pulvers hängt von der Verdichtung ab. Je dichter das Pulver, desto geringer der elektrische Widerstand. Sie sind aktiv: Die Funktionsweise beruht auf einer ständigen Stromversorgung. Heutzutage finden Kohlemikrofone kaum mehr eine Anwendung.
  5. Piezomikrofone basieren auf dem piezoelektrischen Effekt. Bestimmte Kristalle geben, wenn sie komprimiert werden, eine elektrische Ladung ab. Ein bekanntes Beispiel dafür sind Elektrofeuerzeuge. Es handelt sich um passive Mikrofone.
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