Mikrofon
Ein Mikrofon ist…
Ein Mikrofon - auch Mikrophon geschrieben - ist ein Gerät, das Luftschall in elektrische Spannungsänderungen umwandelt. Mikrofone dienen dazu, Tonaufnahmen zu machen oder Töne direkt an einen Verstärker und Lautsprecher zu senden, um die Lautstärke zu vergrößern. Hydrofone sind Mikrofone, die im Wasser zum Einsatz kommen.
Geschichtliche und technische Entwicklung
Mit Aufkommen der neuen Technik der Schallumwandlung entwickelten sich Mikrofon und Telefon fast parallel. Als Erfinder der Mikrofon-Technik gilt Alexander Graham Bell. Er meldete 1876 das Patent dafür an. Zu erwähnen bleibt jedoch, dass Bell damals in einem Labor arbeitete, in dem Antonio Meucci eine technische Erfindung aufbewahrt hatte, die er 1860 getätigt hatte und die dem Patent Bells entspricht.
Kontakt- und Kohlemikrofon
Das erste tatsächliche Mikrofon erfand Philipp Reis. Er entwarf ein Kontaktmikrofon unter Verwendung eines mit einer Membran bespannten Schalltrichters, welcher in einem Gehäusekasten mündete. Die sich an der Membran befindlichen Platinkontakte leiten Gleichstrom. Gerät die Membran auf Grund eines Schallwechseldrucks in Schwingung, werden die Kontakte zusammengedrückt. Auf dieser Basis wurde später das Kohlemikrofon erfunden, welches den ersten Tonaufnahmen im Rundfunkbereich diente. Hierbei spielt der Übergangswiderstand zwischen Membran und einem Kohlestäbchen - beziehungsweise später: Kohlekörnern - eine wichtige Rolle.
Kondensator- und Elektretmikrofon
Das Kondensatormikrofon löste die Kohletechnik in den 1940er Jahren ab. Beim Kondensatormikrofon funktionieren Membran und Gegenelektrode als Kondensator. Dieser wird auf eine Gleichspannung geladen. Wenn die Membran bewegt wird, ändert sich auch die Kondensatorkapazität, woraus letztlich das Signal entsteht. Noch heute ist dieses Wandlerprinzip Standard bei qualitativ hochwertigen Mikrofonen.
1962 entwickelten Gerhard M. Sessler und James Edward Maceo West das Elektretmikrofon, welches zur Gruppe der Kondensatormikrofone zählt. Heutzutage ist es mit 90 Prozent Marktanteil das am weitest verbreitete Mikrofon.
Gängige Mikrofontypen
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen dynamischen Mikrofonen, Kondensatormikrofonen und einigen anderen Typen, wozu unter anderem die Elektret- und die Kohlemikrofone zählen. Die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Typen basiert auf dem Wandlerprinzip. Hierbei handelt es sich um die Art und Weise, auf welche die mechanischen Schallschwingungen in elektrischen Strom umgewandelt werden. Um gute Aufnahmeergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, sich vor der Anschaffung eines Mikrofons über die Aufnahmesituation im Klaren zu sein.
Dynamische Mikrofone
Bei dynamischen Mikrofonen entsteht Strom durch Induktion. Zur Gruppe der dynamischen Mikrofone ist unter anderem das Tauchspulmikrofon zu rechnen. An dessen Membran befindet sich eine Spule, welche ein Dauermagnet umschließt. Die Spule bewegt sich, sobald die Membran durch Schall in Schwingung gerät. Dadurch erzeugt sie innerhalb des Magnetfelds elektrischen Strom. Nach einem ähnlichen Prinzip funktionieren auch die Bändchenmikrofone. Allerdings fungiert bei diesen die Membran selbst als Leiter. Sie schwingt zwischen zwei Polen eines Magneten.
Vor- und Nachteile sowie Einsatzbereiche dynamischer Mikrofone
Die Widerstandsfähigkeit dynamischer Mikrofone ist ein klarer Vorteil. Sie sind robust und lassen sich deshalb einfacher transportieren. Aus diesem Grund kommen sie vorwiegend bei Live-Veranstaltungen zum Einsatz. Wegen ihrer leichten Handhabung und der widerstandsfähigen Bauweise eigenen sie sich gut für den häufigen Transport. Sie benötigen keine externe Stromquelle und sind günstiger als andere Mikrofone. Da es auch bei hohen Pegeln nicht zu großen Verzerrungen kommt, können dynamische Mikrofone bei lauten Musikinstrumenten, wie etwa Trommeln, eingesetzt werden.
Allerdings ist die Membran eines dynamischen Mikrofons relativ schwer. Dadurch bedarf es mehr Aufwand, um sie zum Schwingen zu bringen. Diese Art von Mikrofonen verfügt also über ein schlechteres Impulsverhalten als andere. Entsprechend schlechter ist auch die Klangqualität. Dynamische Mikrofone eignen sich nicht besonders gut für geringe Pegel. Die Schallquelle sollte möglichst nah am Mikrofon sein. Auch Störgeräusche, wie etwa Wind, beeinträchtigen die Klangqualität des Mikrofons teilweise stark.
Kondensatormikrofone
Kondensatormikrofone benötigen eine externe Stromquelle, damit die Ladung des Kondensators aufrecht erhalten werden kann. Darüber hinaus ist der Strom wichtig für die Vorverstärkung des Signals. Die Membran, die zusammen mit einer Gegenelektrode den Kondensator bildet ist bei Kondensatormikrofonen wesentlich dünner und leichter als bei dynamischen Mikrofonen. Dadurch lässt sie sich viel leichter in Schwingung versetzen. Das Impulsverhalten ist entsprechend besser. Man unterscheidet zwischen Kleinmembran- und Großmembran-Kondensatormikrofonen sowie Röhrenmikrofonen.
Vor- und Nachteile sowie Einsatzbereiche von Kondensatormikrofonen
Ein Nachteil von Kondensatormikrofonen ist ihr relativ hoher Preis im Vergleich zu anderen Mikrofontypen. Da Kondensatormikrofone sehr anfällig für Erschütterungen und Feuchtigkeit sind, eignen sie sich eher nicht für häufige Transporte. Es muss sichergestellt sein, dass eine Stromquelle - wie etwa eine Phantomspeisung über ein Mischpult - vorhanden ist, damit das Mikrofon funktioniert. Wie dynamische Mikrofone vertragen Kondensatormikrofone nur wenige Störgeräusche. Darüber hinaus entstehen Klangveränderungen, wenn sich der Aufnahmewinkel verändert. Dreht beispielsweise ein Interviewpartner häufig den Kopf, wirkt sich das auf den Klang aus.
Weitere Mikrofon-Typen
Kohlemikrofone weisen eine eher schlechte Klangqualität auf. Aus diesem Grund findet man sie nur noch selten. Früher waren sie weit verbreitet. Jedes Telefon und jede Fernsprecheinrichtung verfügte über ein Kohlemikrofon.
Elektretmikrofone gehören in Hinblick auf das Wandlerprinzip zu den Kondensatormikrofonen. Allerdings müssen sie nicht mit Strom von außen versorgt werden. Der Vorverstärker funktioniert mit Batterien. Von daher eignen sich Elektretmikrofone besonders für Außenaufnahmen. Bei den meisten Ansteckmikrofonen handelt es sich um Elektretmikrofone.
Der Abstand
In der Regel betonen Mikrofon-Typen tiefe Frequenzen zu stark, sobald sich die Schallquelle zu nahe am Mikrofon befindet. Das Resultat ist ein dumpfer Klang. Der Mindestabstand zwischen Schallquelle und Mikrofon sollte daher 50 bis 60 Zentimeter betragen. Mikrofone, die mit einem Low-Cut-Filter ausgestattet sind, umgehen dieses Problem. Einige Mikrofone sind allerdings speziell auf einen Abstand von zehn bis 50 Zentimeter ausgerichtet, sodass eine größere Distanz die Klangqualität negativ beeinflussen würde.