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Mikrofonempfindlichkeit
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saint.itch #1
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Subject: Mikrofonempfindlichkeit
Hallo,

ich habe mir heute eine Mikrofonkapsel von zwei
zuvor ausgesuchten gekauft. Kriterium war die
Aufnahmelautstärke, die durch den Parameter
"Empfindlichkeit" angegeben wird.

Wurde mir das richtig erklärt, dass ein Mikrofon
mit einer Empfindlichkeit von -70 db schon ab
einem Pegelausschlag von -70 dB aufnimmt,
während ein Mikrofon mit einer Empfindlichkeit
von -30 dB erst ab einem Ausschlag von -30 dB
aufnimmt, was auf einer dB Skala lauter ist
also -70 und das Mikrofon somit leisere Töne
aufnimmt?

Laut Spezfikation soll dieser Wert (hm, ja was)
angeben, bei einer Beschallung mit einem 1kHz
Ton bei 80 dB oder so.

Danke
saint.itch #2
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Edgar, man merkt dass Du nicht da bist... :/
Ingmar (Moderator) #3
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Edgar hat auch noch andere Sachen zu tun. Schließlich hat er auch noch ein Beruf und das hier ist nur ein Hobby. :-)
(:- Ingmar :-)
saint.itch #4
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Ok, dann Schreiben wir Edgars Chef, dass
Edgar bezahlten Urlaub braucht, damit er
Zeit für sein Hobby hat. :)
stephan_g #5
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Bei Mikrofonen wird normalerweise der Feldübertragungsfaktor bei 1 kHz angegeben, soundsoviel mV / Pa bzw. entsprechend dBV / Pa. (Siehe Boré / Peus: Mikrophone, 4. Auflage, im Anhang. Gips als PDF...) 1 Pa wird erreicht bei 94 dB SPL, damit weißt du schon mal die zugehörige Ausgangsspannung bei diesem Pegel.

Nehmen wir z.B. mal an, wir hätten
a) ein Großmembran-Mic mit -32 dBV / Pa
b) ein Kleinmembran-Mic oder Elektret mit -42 dBV / Pa
c) ein dynamisches Mic mit -54 dBV / Pa,
... dann wird a) bei gleicher Lautstärke 10 dB mehr Ausgangspegel liefern als b) und glatte 22 dB mehr als c). Entsprechend weniger dominant werden Rauschen und Störungen des Mikrofoneingangs sein.

Jedes Mikrofon hat allerdings auch ein gewisses Eigenrauschen. Bei einem dynamischen ist es schlicht thermisches Rauschen bedingt durch die Mikrofonimpedanz (Rauschleistungsdichte 4kT|Z|). Bei einem Exemplar mit Spannungsfolger- oder anderen Verstärkerstufen, also z.B. Kondensator- oder Elektretmic, rauschen diese natürlich auch. Dieses läßt sich bestimmen und mit dem Feldübertragungsfaktor in einen Ersatzgeräuschpegel umrechnen, meist A-bewertet in dB(A) angegeben, schon weil da die Zahlen kleiner sind ;).
Das ist ganz praktisch, weil man damit quasi weiß, ob einen in einer gewissen Umgebung das Rauschen stört. Wenn man z.B. in einem normalen Wohnraum Aufnahmen machen will, in dem man kaum unter 20 dB(A) Umgebungsgeräuschpegel kommt, wird es ziemlich eagl sein, ob das Mic nun 13 dB(A) oder 7 dB(A) bringt - ganz im Gegensatz zur jeweiligen Preislage.

Analoges beim Thema maximaler Schallpegel, selbst wenn er nicht direkt durch die Nichtlinearität des eigentlichen Wandlers, sondern durch die Verstärkerstufen begrenzt wird.

Dazwischen liegt die nutzbare Dynamik des Mikrofons. Diese kann bei hochwertigen Großmembran-Mics über 130 dB betragen, dynamische Exemplare hinken da meist sehr deutlich hinterher.

Als Beispiel wollen wir mal die beliebte Panasonic-Elektretkapsel WM-61 heranziehen; vermessen z.B. hier. Diese erreicht eine recht gute Empfindlichkeit von ca. -35 dBV/Pa auch noch bei 2 V Versorgungsspannung, wobei allerdings etwas gemogelt wurde, da hier der verbaute FET ab Werk nicht etwa als Sourcefolger, sondern in Sourceschaltung verwendet wird. Das bringt je nach Versorgungsspannung vielleicht 4-5 dB mehr Pegel (sicher keine schlechte Idee bei gurkigen Mikrofoneingängen), geht allerdings auf Kosten von minimal mehr Rauschen und vor allem bald 10 dB weniger Übersteuerungsfestigkeit (Input-IP3 grob geschätzt ca. 152 dB SPL bzw. 161 dB SPL, damit Maximalpegel von ca. 122 bzw. 131 dB, will man die 3. Harmonische unter -60 dBc halten - an sich nicht schlecht, aber bei 10 V Versorgungsspannung gemessen; bei 2 V wird es deutlich schlechter aussehen, nachdem so schon bei ca. 125 / 135 dB offenbar Clipping einsetzt).
Wenn ich die Rauschmessung bzw. S/N-Spec richtig interpretiert habe, liegt der Ersatzgeräuschpegel bei ca. 31,5 dB(A) - das ist doch ein gewisser Kontrast zu den oben angeführten Werten (die von Großmembran-Mics stammten). Trotzdem, schlägt sich gar nicht so schlecht, das Kapselchen.

Was dann allerdings handelsübliche Camcorder und anderes Amateur-Videoaufnahmezeug aus solchen Kapseln machen, geht teils auf keine Kuhhaut. Man kann sich ja bei Youtube ein wunderbares Bild machen (Live-Musikaufnahmen sind besonders gut geeignet) - entweder gibt es erst gar keine AGC und der Ton ist völlig übersteuert, oder aber die AGC reagiert viel zu schnell und plättet wirkungsvoll jede Dynamik, um ja den Pegel nicht zuweit unter -10 dBFS abfallen zu lassen. Wer konzipiert solchen Bockmist? Das konnten ja die Leute bei Grundig vor 35 Jahren besser... Und Mithören beim Autofokus durch Übertragung übers Gehäuse habe ich noch gar nicht erwähnt... </rant>
edgar-rft (Moderator) #6
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Akustische Geschichten wie Übertragungsfaktor, dbV, SPL, usw. siehe: Sengpielaudio Mikrofonempfindlichkeit - Eberhard Sengpiel weiss so etwas besser als ich

Die Empfindlichkeit eines Mikrofons wird normalerweise in "mV/Pa" (Millivolt pro Pascal) angegeben, das hat Stephan aber bereits beschrieben. Pascal ist die Einheit für den mechanischen Luftdruck. Der "mechanische Luftdruck" ist das, was die Ohren als "Lautstärke" wahrnehmen (was das Gehirn als Lautstärke wahrnimmt ist nochmal eine andere Geschichte).

Die Einheit "Millivolt pro Pascal" wird aus zwei Gründen verwendet:

  • Jedes Mikrofon ist nichts anderes als ein Messwandler, der einen mechanischen Luftdruck in eine elektrische Leistung umwandelt.

  • Der mechanische Luftdruck ist der einzig sinnvolle Referenzwert, weil er direkt der physikalischen "Lautstärke" entspricht. Jedes Geräusch, das wir hören, ist nichts anderes als eine Luftdruckschwankung.

Impedanz vs. Widerstand

Eine "Impedanz" ist ein frequenzabhängiger Widerstand. Weil ein Mikrofon nicht alle Frequenzen gleich laut aufnehmen kann, was verschiedene sowohl akustische wie auch elektrische Gründe hat, wird in Datenblättern oft nicht vom "Widerstand" eines Mikrofons sondern von der "Impedanz" eines Mikrofons gesprochen. Obwohl es mathematisch sehr wohl einen Unterschied zwischen Impedanz und Widerstand gibt kannst du dir die "Impedanz" am besten als statistischen Mittelwert des Widerstands im an gegebenen Aufnahmebereich des Mikrofons vorstellen. Im Allgemeinen wird mit der "Impedanz" so gerechnet, als sei sie ein konstanter Wert, was sie in Wirklichkeit aber nicht ist. Der genaue Unterschied ist aber nur dann wichtig wenn du ganz genau wissen möchtest, wie laut eine bestimmte Frequenz von zum Beispiel 100Hz oder 10kHz von deinem Mikrofon aufgenommen wird.

Elektrische Spannung (Millivolt)

Vom Mikrofon wird der Luftdruck zunächst nicht in eine elektrische Spannung sondern in eine elektrische Leistung umgewandelt.

  • Elektrische Leistung = Elektrische Spannung * Elektrischer Strom

"Leistung" = Energie ist eine allgemeine physikalische Grösse, weshalb eine akustische "Energie" (ein Luftdruck) auch nur in eine elektrische "Energie" (Leistung) umgewandelt werden kann. Elektrische "Spannung" und elektrischer "Strom" sind elektrotechnische Sonderfälle, es gibt keine akustische "Spannung" und auch keinen akustischen "Strom".

Da wir es bei Mikrofoneingängen fast immer mit einer reinen Spannungsanpassung zu tun haben (die Eingangsimpedanz des Mikrofonvorverstärkers ist üblicherweise mindestens zehn mal grösser als die Ausgangsimpedanz des Mikrofons) interessiert bei Mikrofonen eigentlich nur die Ausgangsspannung, die das Mikrofon abgeben kann. Das ist der eigentliche Grund warum die Empfindlickkeit eines Mikrofons in "Millivolt" (elektrische Spannung) pro Pascal und nicht in "Milliwatt" (elektrische Leistung) pro Pascal angegeben wird.

Vieviel Ausgangsspannung das Mikrofon abgibt, hängt von seinem elektrischen "Innenwiderstand" ab, der üblicherweise als "Ausgangsimpedanz" angegeben wird. Der abstrakte Wert einer "Ausgangsimpedanz" ist insofern sinnvoll, weil sich der genaue Wert je nach Mikrofontyp "innerhalb des Mikrofons" anders berechnet. Bei einem "dynamischen" Mikrofon, bei dem das elektrische Signal dadurch erzeugt wird, dass sich eine Spule (aufgewickelter Draht) in einem Magnetfeld bewegt entspricht die "Ausgangsimpedanz" des Mikrofons direkt der Impedanz der Spule, bei Kondensatormikrofonen, bei denen sich noch ein elektrischer Vorverstärker mit im Mikrofon befindet, entspricht die "Ausgangsimpedanz" des Mikrofons der Ausgangsimpedanz des eingebauten Vorverstärkers.

Die "Ausgangsleistung" und der "Ausgangsstrom", die meist nirgendswo angegeben sind, weil sie direkt auch so gut wie nie gebraucht werden, können mit Hilfe des Ohm'sches Gesetzes folgendermassen zurückrekonstruiert werden:

  • Ausgangsimpedanz = Ausgangsspannung / Ausgangsstrom  (Wikipedia: Ohm'sches Gesetz)

Daraus lässt sich dann folgendes berechnen:

  • Ausgangsstrom = Ausgangsspannung / Ausgangsimpedanz

  • Ausgangsleistung = Ausgangsspannung * Ausgangsstrom = (Ausgangsspannung ^ 2) / Ausgangsimpedanz

Hinweis: Das ist nicht 100% richtig, weil im Gegensatz zu einem konstanten Widerstand bei einer frequenzabhängigen Impedanz je nach Frequenz unterschiedliche Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung entstehen können, so dass sich der mathematisch korrekte Wert der Leistung aus dem geometrischen Mittel (Pythagoras) der Phasenwinkel von Strom und Spannung und nicht aus dem linearen Produkt konstanter Werte berechnet. In der Praxis, wo eine Impedanz meist als ein konstanter Mittelwert angesehen wird, reichen die oben genannten Annäherungen normalerweise vollkommen aus.
Deutsche Handbücher und Onlinehilfe findet ihr unter "Bitte zuerst lesen", "Informationen und Fragen zur Webseite" und "Allgemeine FAQ"
This post was edited 4 times, last on 2010-04-10, 17:15 by edgar-rft.
Ebs1 #7
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Subject: Mikrofone wandeln direkt den Schallwechseldruck in Audiospannung um
Betreff: Mikrofone wandeln direkt den Schallwechseldruck in Audiospannung um

Dieses ist ein gutes und interessantes Posting von edgar.rft, jedoch sollten einige Punkte daraus hier nicht unwidersprochen bleiben.

Quote by edgar-rft on 2010-04-10, 15:30:
* Jedes Mikrofon ist nichts anderes als ein Messwandler, der einen mechanischen Luftdruck in eine elektrische Leistung umwandelt.
Einspruch. Die Empfindlichkeit oder der Übertragungsfaktor von Mikrofonen wird üblicherweise in mV/Pa, also Spannung pro Schallwechseldruck angegeben. Das weist deutlich darauf hin, dass der Schallwechseldruck p in Pa, der auf die Membran des Sensors fällt direkt proportional der gewandelten Spannung U in Millivolt ist. Hier wirkt allein der Schalldruck als Schallfeldgröße. Unser Gehör hat dabei wichtige Trommelfelle und allein der Schalldruck kann diese bewegen. Vergiss die Leistung; siehe - "Schalldruck und Schallleistung – Wirkung und Ursache": http://www.sengpielaudio.com/SchalldruckUndSchallleistung.…

Mikrofonmembranen werden auch nur durch den Schalldruck in Bewegung gesetzt.
Schallleistung und Schallintensität, also Schallintensitätsgrößen haben nichts am Mikrofon und an den Trommelfellen zu suchen.


Quote by edgar-rft on 2010-04-10, 15:30:
* Der mechanische Luftdruck ist der einzig sinnvolle Referenzwert, weil er direkt der physikalischen "Lautstärke" entspricht. …
Der "mechanische Luftdruck" ist das, was die Ohren als "Lautstärke" wahrnehmen (was das Gehirn als Lautstärke wahrnimmt ist eine andere Geschichte).
Der (mechanische) Luftdruck entspricht nicht der physikalischen "Lautstärke". Der Luftdruck  ist der hydrostatische Druck der Luft, der durch die Gewichtskraft der Luftsäule wirkt, die auf der Erdoberfläche oder einem auf ihr befindlichen Körper steht. Der mittlere Luftdruck der Atmosphäre auf Meereshöhe beträgt 101325 Pascal (Pa). Der Luftdruck ist nicht mit dem Schallwechseldruck (Schalldruck) zu verwechseln, denn der Schalldruck ist dem Luftdruck überlagert.

Der Schalldruck als Luftdruckschwankung ist nicht der Luftdruck ; siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdruck und http://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruck

Lautstärke ist eine "Empfindung" der Lautheit. Die persönlich wahrgenommene Lautstärke ist eine psychoakustische Größe, die von mehreren Faktoren abhängt: dem Schalldruckpegel, dem Frequenzspektrum, sowie dem Zeitverhalten des Schalls. Das ist "richtig" überhaupt nicht zu messen. Messen kann man dagegen den Schalldruck bzw. den Schalldruckpegel. Also Vorsicht bei der Verwendung der psychoakustisch empfundenen "Lautstärke"; siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Lautst%C3%A4rke

Quote by edgar-rft on 2010-04-10, 15:30:
Eine "Impedanz" ist ein frequenzabhängiger Widerstand. Weil ein Mikrofon nicht alle Frequenzen gleich laut aufnehmen kann, was verschiedene sowohl akustische wie auch elektrische Gründe hat, wird in Datenblättern oft nicht vom "Widerstand" eines Mikrofons sondern von der "Impedanz" eines Mikrofons gesprochen.
Es ist üblich, den wirklichen Wert der Ausgangsimpedanz eines Mikrofons allein bei 1 kHz als Nennimpedanz anzugeben. In der Umgangssprache der  Tontechniker wird "Ausgangsimpedanz des Mikrofons" meistens mit Ausgangswiderstand oder auch mit Quellwiderstand oder Innenwiderstand bezeichnet. Die Worte "gleich laut" sollten durch "mit gleichem Pegel" ersetzt werden, weil "gleich laut" zum schwammigen Begriff der Psycho-Akustik gehört. 

Quote by edgar-rft on 2010-04-10, 15:30:
Die "Ausgangsleistung" und der "Ausgangsstrom", die meist nirgendswo angegeben sind, weil sie direkt auch so gut wie nie gebraucht werden, können mit Hilfe des Ohm'sches Gesetzes folgendermassen zurückrekonstruiert werden.
Hier sollte nichts zurückrekonstruiert werden. Zu Recht wird das nirgends angegeben und edgar-rft schreibt ja auch: "weil das direkt auch "so gut wie nie" gebraucht wird". Also: ganz schnell vergessen!

Weitere Gedankenhilfen zu Mikrofonen und der Schallwandlung:
Mikrofon-Empfindlichkeit und Übertragungsfaktor in mV/Pa:
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-sensitivity.htm
Zusammenschalten von zwei Audio-Geräten - Mikrofon und Mikrofonvorverstärker:
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-spannungsanpassung.htm
Prinzip der elektro-akustischen Wandlung
http://www.sengpielaudio.com/PrinzipDerElektro-Akustischen…

Viele Grüße ebs
http://www.sengpielaudio.com
This post was edited 2 times, last on 2010-05-09, 16:27 by Ebs1.
edgar-rft (Moderator) #8
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Erstmal danke sehr an Ebs1 für die umfangreiche Antwort, weil es ist tatsächlich so dass mein Posting von oben Fehler enthält.

Ebs1: Der (mechanische) Luftdruck entspricht nicht der physikalischen "Lautstärke". Der Luftdruck  ist der hydrostatische Druck der Luft, der durch die Gewichtskraft der Luftsäule wirkt, die auf der Erdoberfläche oder einem auf ihr befindlichen Körper steht. Der mittlere Luftdruck der Atmosphäre auf Meereshöhe beträgt 101325 Pascal (Pa). Der Luftdruck ist nicht mit dem Schallwechseldruck (Schalldruck) zu verwechseln, denn der Schalldruck ist dem Luftdruck überlagert.

Dass ist richtig, ich habe eindeutig "mechanischen Luftdruck" und "Schalldruck" verwechselt.

"Mechanischer Luftdruck" ist das, was wir z.B. aus dem Wetterbericht kennen (Hochdruckgebiet und Tiefdruckgebiet). Dieser Luftdruck ist immer und auch ohne ein akustisches Schallereignis vorhanden. Ein Mikrofon, bei dem im "Ruhezustand", also ohne ein Schallereignis, auf beiden Seiten der Mikrofonmembran der gleiche Luftdruck sein sollte, erzeugt ein elektrisches Signal das der *Differenz* (dem Unterschied) des mechanischen Luftdrucks auf beiden Seiten der Mikrofonmembran entsprechen soll.

Ich schreibe absichtlich "entsprechen soll" weil ich kein einziges Mikrofon kenne bei dem das auch wirklich so ist.

Ebs1: Lautstärke ist eine "Empfindung" der Lautheit. Die persönlich wahrgenommene Lautstärke ist eine psychoakustische Größe, die von mehreren Faktoren abhängt: dem Schalldruckpegel, dem Frequenzspektrum, sowie dem Zeitverhalten des Schalls. Das ist "richtig" überhaupt nicht zu messen. Messen kann man dagegen den Schalldruck bzw. den Schalldruckpegel. Also Vorsicht bei der Verwendung der psychoakustisch empfundenen "Lautstärke".

Ebs1: Die Worte "gleich laut" sollten durch "mit gleichem Pegel" ersetzt werden, weil "gleich laut" zum schwammigen Begriff der Psycho-Akustik gehört.

Das ist ebenfalls richtig. Ich habe versucht eine extrem komplexen Zusammenhang so einfach wie möglich zu erklären. Die vom Gehirn wahrgenommene "Lautstärke" ist eine persönliche Empfindung und hat meist recht wenig mit physikalisch messbaren akustischen und elektrischen Grössen zu tun.

Ebs1: Die Empfindlichkeit oder der Übertragungsfaktor von Mikrofonen wird üblicherweise in mV/Pa, also Spannung pro Schallwechseldruck angegeben. Das weist deutlich darauf hin, dass der Schallwechseldruck p in Pa, der auf die Membran des Sensors fällt direkt proportional der gewandelten Spannung U in Millivolt ist.

Der zweite Satz ist leider blanker Unsinn und zwar gleich in mehrfacher Hinsicht:

Der Übertragungsfaktor von Mikrofonen wird einzig und allein deshalb in mV/Pa angegeben weil es sich beim Anschluss eines Mikrofons an den nachfolgenden Vorverstärker in der Tontechnik um eine elektrische Spannungsanpassung handelt. Der elektrische Strom und die elektrische Leistung spielen bei einer Spannungsanpassung nur eine untergeordnete Rolle und werden in Berechnungen daher meist ignoriert, sind aber deshalb trotzdem nicht unwichtig. In der Fernmeldetechnik (Telefon), wo meist aus Gründen der Energie-Effizienz (Spannungsanpassung = Energieverschwendung) statt der Spannungsanpassung eine elektrische Leistungsanpassung verwendet wird spielen der elektrische Strom und die elektrische Leistung eines Mikrofons sehr wohl eine wichtige Rolle.

Die schlechte Nachricht ist: es gibt in der ektrotechnischen Realität keine Spannungsanpassung, bei der weder der Strom noch die Leistung eine Rolle spielen (das gilt für alle anderen elektrischen "Anpassungen" im Kreis herum genauso).

Wikipedia Spannungsanpassung: http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsanpassung
Wikipedia Leistungsanpassung: http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung

In jedem dynamischen Mikrofon, bei dem das elektrische Signal mit Hilfe einer Spule und eines Magnetfeldes erzeugt wird, wird der Schalldruck zunächst in einen elektrischen *Strom* umgewandelt, weil ausschliesslich der elektrische Strom und *nicht* die elektrische Spannung proportional zum erzeugten Magnetfeld ist. Durch Auswahl mehr oder weniger geeigneter Magnetmaterialien wird dann versucht die elektrische Spannung einigermassen proportional zum elektrischen Strom und damit proportional zum Schallwechseldruck hinzubekommen. Da aber *jedes* Magnetmaterial eine magnetische "Hysterese" (die Kurve bei der Magnetisierung entspricht nicht der Kurve bei der Entmagnetisierung) und eine magnetische "Remanenz" (beim Nulldurchgang überlagert sich ein Teil des jeweis gegenpoligen Magnetfelds mit dem neu erzeugten Magnetfeld) kann die Ausgangsspannung eines dynamischen Mikrofons *niemals* exakt proportional zum akustischen Schallwechseldruck sein.

Wikipedia Ferromagnetismus: http://de.wikipedia.org/wiki/Ferromagnetismus

Bei Kondensatormikrofonen sieht die Sache anders aus weil das von der Mikrofonmembran abgegebene Signal so dermassen gering ist dass es bei geringster Belastung bereits zusammenbrechen würde und daher sowieso nichts anderes als eine Spannungsanpassung übrig bleibt. Aber auch hier spielen so viele elektrische und akustische Nichlinearitäten eine Rolle dass von einer "Proportionalität" der Ausgangsspannung zum Schalldruck leider nicht die Rede sein kann. Ich bin gerne bereit das noch weiter auszuführen, aber das wird dann aber eine längere Geschichte werden.

Zusammenfassung: Die "Proportionalität" der Ausgangsspannung eines Mikrofons zum Schalldruck ist leider eine reine Wunschtraumvorstellung. Richtig ist, dass die Ausgangsspannung steigt, wenn der Schalldruck steigt bzw. die Ausgangsspannung sinkt wenn der Schalldruck sinkt. Der Zusammenhang ist aber nicht linear sondern sehr komplex.

Es geht mit hier nicht darum an allem herumzunörgeln sondern es ist sehr wichtig im Kopf zu behalten dass es *kein* einziges Mikrofon gibt dass sowohl den kompletten Frequenzbereich von 20Hz bis 20kHz linear aufnehmen kann als auch alle Schalldruckbereiche mit linearer Proportionalität in eine elektrische Ausgangsspannung umwandeln kann (es gibt übrigens auch keinen einzigen Lautsprecher der das Umgekehrte kann).

Ebs1: Es ist üblich, den wirklichen Wert der Ausgangsimpedanz eines Mikrofons allein bei 1 kHz als Nennimpedanz anzugeben.

Es ist richtig dass die Ausgangsimpedanz eines Mikrofons üblicherweise allein bei 1kHz angegeben wird, es ist aber ebenfalls sehr wichtig im Kopf zu behalten dass es sich bei diesem Wert um eine grob fahrlässige Verallgemeinerung handelt, weil die reale Impedanz in anderen Frequenzbereichen um bis zu mehrere hundert Prozent abweichen kann. Der Grund für diese Verallgemeinerung ist schlichtweg der, dass es wegen dem extrem komplexen Zusammenspiel aller elektrischen Parameter (vor allem dynamische Mikrofonen haben extrem nichtlineare Magnetkennlinien) und akustischen Parameter (Bauform des Gehäuses, Konstruktion und Aufhängung der Membran, usw.) überhaupt nicht machbar ist eine Formel anzugeben, mit der mit realistischen mathematischen Aufwand die reale Impedanz von 20Hz bis 20kHz berechenbar wäre. Hier hilft meist nur Ausmessen weiter. Trotzdem ist die 1kHz Impedanz ein wichtiger Anhaltspunkt um z.B. Fehlanpassungen zu vermeiden. Die 1kHz Ausgangsimpedanz des Mikrofons sollte ca. zehn mal kleiner als die Eingangsimpedanz des nachfolgenden Verstärkers sein (Spannungsanpassung).

edgar: Die "Ausgangsleistung" und der "Ausgangsstrom", die meist nirgendswo angegeben sind, weil sie direkt auch so gut wie nie gebraucht werden, können mit Hilfe des Ohm'sches Gesetzes folgendermassen zurückrekonstruiert werden...

Ebs1: Hier sollte nichts zurückrekonstruiert werden. Zu Recht wird das nirgends angegeben und edgar-rft schreibt ja auch: "weil das direkt auch "so gut wie nie" gebraucht wird". Also: ganz schnell vergessen!

Hintergrundinformation (weil es aus dieser Diskussion nicht klar ersichtlich ist):

saint.itch will einen elektrischen Vorverstärker für sein Mikrofon bauen, der möglichst wenig rauscht. Wie soll saint.itch die Eingangsstufe des Vorverstärkers berechnen wenn er den Ausgangsstrom des Mikrofons nicht kennt?
Deutsche Handbücher und Onlinehilfe findet ihr unter "Bitte zuerst lesen", "Informationen und Fragen zur Webseite" und "Allgemeine FAQ"
This post was edited 6 times, last on 2010-05-09, 22:17 by edgar-rft.
Ebs1 #9
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Quote by edgar-rft:
Ebs1: Die Empfindlichkeit oder der Übertragungsfaktor von Mikrofonen wird üblicherweise in mV/Pa, also Spannung pro Schallwechseldruck angegeben. Das weist deutlich darauf hin, dass der Schallwechseldruck p in Pa, der auf die Membran des Sensors fällt direkt proportional der gewandelten Spannung U in Millivolt ist.
Der zweite Satz ist leider blanker Unsinn und zwar gleich in mehrfacher Hinsicht:
Der Übertragungsfaktor von Mikrofonen wird einzig und allein deshalb in mV/Pa angegeben weil es sich beim Anschluss eines Mikrofons an den nachfolgenden Vorverstärker in der Tontechnik um eine elektrische Spannungsanpassung handelt. Der elektrische Strom und die elektrische Leistung spielen bei einer Spannungsanpassung nur eine untergeordnete Rolle und werden in Berechnungen daher meist ignoriert, sind aber deshalb trotzdem nicht unwichtig. In der Fernmeldetechnik (Telefon), wo meist aus Gründen der Energie-Effizienz (Spannungsanpassung = Energieverschwendung) statt der Spannungsanpassung eine elektrische Leistungsanpassung verwendet wird spielen der elektrische Strom und die elektrische Leistung eines Mikrofons sehr wohl eine wichtige Rolle.

Nichts ist blanker Unsinn! Alle mir bekannten Mikrofonentwickler, wie Peuss, Schneider, Hibbing und Wuttke stimmen mit mir überein, dass das Kondensatormikrofon als "Sensor" den Schallwechseldruck p direkt in Audiospannung U umsetzt; siehe:
"Kondensatormikrofon und das Spannungsteilerprinzip" http://www.sengpielaudio.com/KondensatormikrofonSpannungst…
Dicht hinter dem Kondensator (Membran + Gegenelektrode) sitzt kein Verstärker, sondern ein "Impedanzwandler", der die Kondensatorgrößenänderung durch den Schalldruck direkt als Audiospannung am Mikrofonausgang ausgibt. Der Name "Mikrofonverstärker" ist so eingeführt, wobei man wissen sollte, dass hier keine Tonspannungen verstärkt werden. Mit Spannungsanpassung Ri < Ra geht es dann an den Mikrofonvorverstärker weiter. Die in der Telefontechnik angewendete Leistungsanpassung spielt in der Tontechnik keine Rolle; siehe:
"Anpassung in der Tonstudiotechnik - Spannungsanpassung" http://www.sengpielaudio.com/AnpassungInDerTonstudiotechni…
Wir Tonverantwortlichen arbeiten bei der abgebildeten Kurve allein weit auf der rechten Seite, also fast im "Leerlauf". Wer dabei an Leistung denkt, der liegt bestimmt falsch.

Quote by edgar-rft:
Die schlechte Nachricht ist: es gibt in der ektrotechnischen Realität keine Spannungsanpassung, bei der weder der Strom noch die Leistung eine Rolle spielen (das gilt für alle anderen elektrischen "Anpassungen" im Kreis herum genauso).

In der Tontechnik gibt es in der Realität keine Spannungsanpassung? Das ist höchst interessant. Das Gegenteil ist jedoch richtig.

Quote by edgar-rft:
Zusammenfassung: Die "Proportionalität" der Ausgangsspannung eines Mikrofons zum Schalldruck ist leider eine reine Wunschtraumvorstellung. Richtig ist, dass die Ausgangsspannung steigt, wenn der Schalldruck steigt bzw. die Ausgangsspannung sinkt wenn der Schalldruck sinkt. Der Zusammenhang ist aber nicht linear sondern sehr komplex.
Es geht mit hier nicht darum an allem herumzunörgeln sondern es ist sehr wichtig im Kopf zu behalten dass es *kein* einziges Mikrofon gibt dass sowohl den kompletten Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz linear aufnehmen kann als auch alle Schalldruckbereiche mit linearer Proportionalität in eine elektrische Ausgangsspannung umwandeln kann (es gibt übrigens auch keinen einzigen Lautsprecher der das Umgekehrte kann).

Die Ausgangsspannung eines Mikrofons ist wirklich zum Schalldruck proportional. Ein Mikrofon ist ein Sensor der die Luftdruckschwankungen sozusagen leistungslos in Spannung umwandelt. Ein Lautsprecher ist etwas anderes, denn der muss mit seiner Membran anstrengend viel Luft bewegen. Dazu gehört Membranschnelle und auch Leistung. Darum muss ein Lautsprecher um tiefe Frequenzen wiederzugeben eben auch schön groß sein. Das trifft für Mikrofone eben nicht zu. Ein Mikrofon sollte schön klein sein, um korrekt auch tiefe Frequenzen aufzunehmen. Das steht im Gegensatz zur Beliebtheit von großen Mikrofonen bei den Amateuren; siehe:
Wuttke: "Das Großmembran-Dogma und dessen wahrer Kern" http://www.youtube.com/watch?v=mIk3Yne7Dno

Quote by edgar-rft:
Ebs1:  Hier sollte nichts zurückrekonstruiert werden. Zu Recht wird das nirgends angegeben und edgar-rft schreibt ja auch: "weil das direkt auch "so gut wie nie" gebraucht wird". Also: ganz schnell vergessen!
Hintergrundinformation (weil es aus dieser Diskussion nicht klar ersichtlich ist):
saint.itch will einen elektrischen Vorverstärker für sein Mikrofon bauen, der möglichst wenig rauscht. Wie soll saint.itch die Eingangsstufe des Vorverstärkers berechnen wenn er den Ausgangsstrom des Mikrofons nicht kennt?

Er sollte eine besonders rauscharme Spannungsquelle nehmen, also ein sehr gutes Mikrofon und dazu einen rauscharmen Spannungsverstärker bauen; siehe:
"Rauschspannung - Thermisches Rauschen oder Wärmerauschen" http://www.sengpielaudio.com/Rechner-rauschen.htm
Nebenbei, der Mikrofonvorverstärker ist eindeutig ein Spannungsverstärker.

Wenn man sich intensiv und aktiv mit der aufnehmenden "Tontechnik" befasst, ist es empfehlenswert, sich etwas weniger mit der Schallleistung, der elektrischen Leistung und der Schallintensität als Ergiegröße zu befassen und sich etwas mehr um den Schallwechseldruck und die Audiospannung als Feldgröße zu kümmern.

Viele Grüße ebs
edgar-rft (Moderator) #10
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Vorwort

Es ging mir nicht darum irgend ein blöde Streiterei vom Zaun zu brechen, sondern es ist mir bekannt dass die Schnittmenge aus Tontechniker-Wissen und Elektrotechniker-Wissen leider eher gering ist. Das soll jetzt nicht heissen dass der eine dümmer oder klüger als der andere ist sondern dass ein sinnvolles Ergebnis nur durch eine Zusammenarbeit zu erreichen ist weil die Wissensgebiete und Erfahrungsbereiche einfach sehr unterschiedlich sind.

Ich habe z.B. bekanntermassen in der Vergangenheit im Audacity Forum (und auch anderswo) schon öfter akustische Masseinheiten verwechselt weil die Übertragungskette in der Elektrotechnik wesentlich komplexer als in der Tontechnik ist, wo z.B. ein Verstärker meist nur ein Kasten mit Eingängen und Ausgängen angesehen wird ohne dabei das Innenleben zu berücksichtigen. Dafür ist dann aber in der Tontechnik z.B. eine gute Mikrofonaufsstellung herauszufinden ein wesentlich komplexeres Problem als in der Elektrotechnik, wo ein Mikrofon nur eine Membran mit zwei Anschlüssen ist. Die Sichtweisen sind daher manchmal sehr verschieden, auch wenn es um die selbe Sache geht.

Deshalb gibt es ja auch z.B. mittlerweile auch die berühmten "der-und-der weiss das wesentlich besser als ich"-Links, z.b. zu www.sengpielaudio.com und anderen, weil was Akustik und Tontechnik anging die besten Kommentare (z.B. zu meinen Fehlern in diesem Forum) bisher fast alle aus der Ecke Sengpiel/Berlin kamen. Vielen Dank daher an Eberhard Sengpiel bei dieser Gelegenheit.

Elektrische Signalübertragung

edgar: es gibt in der ektrotechnischen Realität keine Spannungsanpassung, bei der weder der Strom noch die Leistung eine Rolle spielen.

Ebs1: In der Tontechnik gibt es in der Realität keine Spannungsanpassung?

Das habe ich nirgendswo geschrieben, was ich damit sagen wollte ist folgendes:

Eine elektrische Signalübertragung nur durch Spannung allein ist physikalisch nicht möglich. Auch bei einer Spannungsanpassung fliesst ein Strom, auf der "Empfängerseite" (Verstärkereingang) wird jedoch nur die Spannung ausgewertet. Die Spannung multipliziert mit dem fliessenden Strom ist eine Leistung. Alle drei Grössen sind in der Elektrotechnik untrennbar miteinander verbunden.

  • Spannungsanpassung bedeutet dass nur die Sapnnung ausgewertet wird

  • Stromanpassung bedeutet dass nur der Strom ausgewertet wird

  • Leistungsanpassung bedeutet dass nur die Leistung ausgewertet wird

In allen drei Fällen wird aber eine Spannung, ein Strom und eine Leistung gleichzeitig übertragen, weil ein elektrisches Signal *immer* aus allen drei Komponenten gleichzeitig besteht.

Richtig ist, dass es in der Tontechnik in 99% Prozent aller Fälle um eine reine Spannungsanpassung geht, weshalb in der Tontechniker-Praxis die Stromanpassung und die Lestungsanpassung ohne weiteres ignoriert werden können.

Richtig ist auch dass in der Tontechnik keine Leistungsanpassung verwendet wird und selbst in der digitalen Fernmeldetechnik spielt die Leistungsanpassung von Mikrofonen heute nur noch eine untergeordnete Rolle (z.B. bei der Reparatur uralter Telefonanlagen).

Kondensatormikrofon

Ebs1: Alle mir bekannten Mikrofonentwickler, wie Peuss, Schneider, Hibbing und Wuttke stimmen mit mir überein, dass das Kondensatormikrofon als "Sensor" den Schallwechseldruck p direkt in Audiospannung U umsetzt

Wie ich bereits oben erklärt habe ist eine Signalübertragung nur durch eine Spannung allein physikalisch nicht möglich. Auch kann in der Physik eine Energie nur in eine andere Energie umgewandelt werden und eine elektrische Energie ist nunmal die elektrische Leistung und nicht die elektrische Spannung. Die Spannung ist nur ein Teil der der elektrischen Leistung, weshalb ein Schalldruck auch nicht direkt in eine Spannung umgewandelt werden kann, das ist physikalischer Unsinn.

Im Fall der Spannungsteilerschaltung (siehe Bild in Kondensatormikrofon und das Spannungsteilerprinzip) findet durch die Bewegung der Membran eine Ladungsbewegung innerhalb des elektrischen Felds in der Mikrofonkapsel statt, die einen Stromfluss im "Ladewiderstand" bewirkt, was wiederum eine Spannungsänderung am Mikrofonausgang hervorruft. Diese Spannungsänderung wird von nachfolgenden Verstärker ausgewertet. Der "Koppelkondensator" ist lediglich dafür zuständig den Wechselspannungs-Anteil (die durch die Membranbewegung verursachte Änderung) von der 48-60Volt Phantomspeisung zu trennen. Ohne einen Stromfluss im "Ladewiderstand" ist keine Änderung der Ausgangsspannung möglich. Der Stromfluss multipliziert mit der Spannungsänderung ist die Leistung, in die der Schalldruck umgewandelt wurde. Alle von der Mikrofonmembran aufgenommene Schall-Energie, die nicht als elektrische Energie an den Ausgang weitergegeben wird (auch bei Spannungsanpassung fliesst ein Strom), wird vom "Ladewiderstand" in Wärme-Energie umgewandelt.

Was also wahrscheinlich gemeint ist, ist dass von einem Kondensatormikrofon und einem Ladewiderstand ein Schalldruck so umgewandelt wird, dass am Ausgang des Mikrofons eine Spannung erscheint, die proportional ähnlich zur Höhe des Schalldrucks ist. Der Schalldruck wird aber in eine elektrische Leistung umgewandelt, was gleichzeitig eine Spannungsänderung am Mikrofonausgang hervorruft.

Aus Sicht des Tontechnikers ist ein Kondensatormikrofon dann ein "elektrischer Kasten", an dessen Anschlüssen eine Spannung erscheint, die proportional ähnlich zur Höhe des Schalldrucks ist.

Ebs1: Ein Mikrofon ist ein Sensor der die Luftdruckschwankungen sozusagen leistungslos in Spannung umwandelt.

Warum eine leistungslose Signalumwandlung nicht möglich ist habe ich bereits oben erklärt.

Ebs1: Die Ausgangsspannung eines Mikrofons ist wirklich zum Schalldruck proportional.

Ich bleibe dabei: die Ausgangsspannung ist proportional ähnlich zum Schalldruck, aber nicht proportional. Dazu müsste ein Mikrofon z.B. einen Übertragungsbereich von Null bis unendlich haben. Aber auch innerhalb "handelsüblicher" Dynamik- und Frequenzbereiche sind die Übertragungseigenschaften selbst hochwertiger Mikrofone alles andere als linear.

Ebs1: Ein Lautsprecher ist etwas anderes, denn der muss mit seiner Membran anstrengend viel Luft bewegen. Dazu gehört Membranschnelle und auch Leistung. Darum muss ein Lautsprecher um tiefe Frequenzen wiederzugeben eben auch schön groß sein. Das trifft für Mikrofone eben nicht zu. Ein Mikrofon sollte schön klein sein, um korrekt auch tiefe Frequenzen aufzunehmen.

Da sind wir uns mal einig. :-) Auch meine Erfahrung ist, dass je kleiner die Membran und das Mikrofongehäuse, desto besser die Aufnahmequalität. Leider ist der Preis dieser Mikrofone meist umgekehrt proportional zur mechanischen Grösse, was ich irgendwo aber auch verstehen kann, weil bei solch extremer Feinmechanik ist mit Selberbauen nicht mehr viel zu machen. :-(

Ebs1: Wenn man sich intensiv und aktiv mit der aufnehmenden "Tontechnik" befasst, ist es empfehlenswert, sich etwas weniger mit der Schallleistung, der elektrischen Leistung und der Schallintensität als Ergiegröße zu befassen und sich etwas mehr um den Schallwechseldruck und die Audiospannung als Feldgröße zu kümmern.

Das ist richtig, aber auch Tontechnikern schadet es mit Sicherheit nicht zumindest ein paar Grundschulkenntnisse in Elektrotechnik zu haben.
Deutsche Handbücher und Onlinehilfe findet ihr unter "Bitte zuerst lesen", "Informationen und Fragen zur Webseite" und "Allgemeine FAQ"
This post was edited 19 times, last on 2010-05-10, 09:25 by edgar-rft.
Ebs1 #11
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Wie hoffentlich in meinen bisherigen beiden Postings zu erkennen war, geht es mir allein um die Sache der Tontechnik, der Akustik und der Elektrotechnik, wobei häufig physikalische Sachverhalte weniger korrekt dargestellt wurden.
Die nützliche Tätigkeit von edgar-rft mit den speziellen Ratschlägen rund um den freien Audioeditor und -rekorder Audacity habe ich jahrelang verfolgt und halte sie für großartig.
Erst kürzlich bin ich in dieses Forum eingestiegen, weil ich finde, dass hier gemachte unrichtige Aussagen und Gedankengänge  nicht kommentarlos und unwidersprochen so stehen bleiben sollten.

Quote by edgar-rft:
Die schlechte Nachricht ist: es gibt in der ektrotechnischen Realität keine Spannungsanpassung, bei der weder der Strom noch die Leistung eine Rolle spielen (das gilt für alle anderen elektrischen "Anpassungen" im Kreis herum genauso).
Quote by ebs1:
In der Tontechnik gibt es in der Realität keine Spannungsanpassung? Das ist höchst interessant. Das Gegenteil ist jedoch richtig.

Diesen Satz muss ich kommentarlos wiederholen, weil er möglicherweise im Posting von Edgar verloren ging. Denn Edgar meint, das habe ich nirgendswo geschrieben.

Quote by ebs1:
Alle mir bekannten Mikrofonentwickler, wie Peuss, Schneider, Hibbing, Wuttke und Wittek stimmen mit mir überein, dass das Kondensatormikrofon als "Sensor" den Schallwechseldruck p direkt in Audiospannung U umsetzt
Quote by edgar-rft:
Wie ich bereits oben erklärt habe ist eine Signalübertragung nur durch eine Spannung allein physikalisch nicht möglich. Auch kann in der Physik eine Energie nur in eine andere Energie umgewandelt werden und eine elektrische Energie ist nun mal die elektrische Leistung und nicht die elektrische Spannung. Die Spannung ist nur ein Teil der der elektrischen Leistung, weshalb ein Schalldruck auch nicht direkt in eine Spannung umgewandelt werden kann, das ist physikalischer Unsinn.

Was macht ein digitales Aufzeichnungsgerät? Die analogen Eingangssignale werden durch A/D-Wandler gewandelt und als Einsen und Nullen digital gespeichert. Was wird denn gewandelt? Das ist der jeweilige zeitliche Zustand des Audiospannungssignals als Zahlenwert. Nach der digitalen Aufzeichnung können die Einsen und Nullen im richtigen Takt durch den D/A-Wandler wieder in zusammenhängende Audiospannungswerte zurückgewandelt werden, die wir uns über Verstärker und Lautsprecher dann anhören können. Wie man erkennt, handelt es sich vom Prinzip her um die Aufzeichnung und Wiedergabe von Audiospannungssignalen.
Man kümmere sich mal nicht so sehr darum, dass in jedem elektrischen Gerät zum Betrieb Leistung = Spannung mal Stromstärke notwendig sind.
Der Knackpunkt ist, dass immer der jeweilige zeitrichtige Audiospannungszustand (analog oder digital) übertragen wird. Diese Gedanken können wir auf das Mikrofon, den Verstärker und den Lautsprecher übertragen. Wie schön, dass man mit einem Equalizer die Spannungsamplitudenwerte je nach Frequenz nutzbringend zur Klangveränderung verbiegen kann.

Quote by ebs1:
Wenn man sich intensiv und aktiv mit der aufnehmenden "Tontechnik" befasst, ist es empfehlenswert, sich etwas weniger mit der Schallleistung, der elektrischen Leistung und der Schallintensität als Ergiegröße zu befassen und sich etwas mehr um den Schallwechseldruck und die Audiospannung als Feldgröße zu kümmern.
Quote by edgar-rft:
Das ist richtig, aber auch Tontechnikern schadet es mit Sicherheit nicht zumindest ein paar Grundschulkenntnisse in Elektrotechnik zu haben.
      
Deshalb sind hier ein paar dieser Grundkenntnisse zu finden:
"Anpassung in der Tonstudiotechnik ist Spannungsanpassung"
http://www.sengpielaudio.com/AnpassungInDerTonstudiotechni…
"Zusammenhang der physikalischen Größen - Elektrische Spannung U, Strom I, Widerstand R, Impedanz Z, Leistung P"
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-ohm.htm
Umrechnen von Schallgrößen (Pegel) - Schalldruckpegel, SPL in Schalldruck und Schall-Intensität
http://www.sengpielaudio.com/Rechner-schallpegel.htm

Viele Grüße ebs

PS:
Anmerkung zu einem anderen Thema:
"Der Schalldruck nimmt eben wirklich nicht mit dem Quadrat der Entfernung ab.":
http://www.audacity-forum.de/post/19610
This post was edited on 2010-05-10, 21:41 by Ebs1.
edgar-rft (Moderator) #12
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Bevor das jetzt noch ewig so weitergeht:

Im Audacity Forum und www.sengpielaudio.com geht es um Tontechnik (zumindest in 99% aller Fragen).

  • Bei Tontechnik geht es um die Anwendung elektrischer und akustischer Geräte. Soweit es die Elektrotechnik betrifft geht es dabei so gut wie immer ausschliesslich um Spannungswerte, alles andere kommt so gut wie nie vor. Für einen Tontechniker ist deshalb ein Satz wie "ein Kondensatormikrofon wandelt den Schallwechseldruck direkt in eine Audiospannung um" wesentlich einfacher zu verstehen als meine sehr viel längere Erklärung von oben. Wie ein Mikrofon "innendrin" funktioniert muss ein Tontechniker nur "vom Prinzip her" verstanden haben, ob ein Schalldruck zuerst in eine elektrische Leistung und dann... (bla bla bla, siehe oben)... braucht ein Tontechniker nicht zu wissen.

  • Bei Elektrotechnik geht es um die Entwicklung bzw. Reparatur von elektrischen Geräten und da ist ein Satz wie "ein Kondensatormikrofon wandelt den Schallwechseldruck direkt in eine Audiospannung um" schlichtweg falsch weil die einzigen bisher bekannten "Geräte", die mehr Energie aufnehmen als sie abgeben sind "schwarze Löcher" im Weltall. Fragen zu physikalischer Elektrotechnik tauchen hier im Forum aber maximal ein oder zweimal im Jahr auf, weil das Audacity Forum ist ja eigentlich auch kein Elektrotechnik Forum.

So lange es die Tontechnik betrifft kann ich mit einem Satz wie "ein Kondensatormikrofon wandelt den Schallwechseldruck direkt in eine Audiospannung um" ohne grössere Probleme leben.

Der Grund warum ich darauf herumhacke ist aber schlichtweg der, dass bei mir sehr oft Tontechniker mit wirren Wunschtraumvorstellungen auftauchen, die dann in der Realität leider nirgendswo realisiert werden können. Mit dem Satz "auch Tontechnikern schadet es mit Sicherheit nicht zumindest ein paar Grundschulkenntnisse in Elektrotechnik zu haben" war nicht gemeint dass *du* keine Ahnung von Elektrotechnik hast sondern ich meinte damit dass bei der Ausbildung von Tontechnikern bitte nicht vergessen werden sollte auch zumindest die grundlegendsten Grundlagen der Elektrotechnik zu vermitteln.
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This post was edited 3 times, last on 2010-05-11, 18:20 by edgar-rft.
stephan_g #13
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Holla, hier wurden ja inzwischen alle Klarheiten beseitigt ;)

Nochmal zum Thema dynamisches Mic:
Nachdem dieses auf dem guten alten Induktionsgesetz basiert, werden hier Membranschwingungen tatsächlich zunächst in Strom und erst über die Schwingspul- und Eingangsimpedanz (in Reihe) in Spannung umgesetzt. Bei typisch 200 Ohm beim Mic und >10 kOhm beim Eingang kann man in guter Näherung von Spannungsanpassung ausgehen. Grundsätzlich könnte man so'n Ding aber auch an einen Stromeingang (Kurzschluß) klemmen, also Stromanpassung... wäre dann aber zum mindesten sehr stark bedämpft und von den Impedanzverhältnissen her etwas ungünstig. Das wäre die Konfig der Wahl für den dynamischen Kopfhörer als Mikrofon (meist für Quellimpedanzen von 0 bis 120 Ohm konstruiert).

Hysterese ist hier allerdings nicht im Spiel, schließlich wird nichts ummagnetisiert (der Treiber hat einen Permanentmagneten und die Schwingspule ist eh aus Al oder AlCu). Vielmehr sind es Inhomogenität des Magnetfeldes und Verformung der Membran, die beim Schalldruck Grenzen setzen.

Whatever.
edgar-rft (Moderator) #14
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stephan_g hat recht, schon wieder ein Fehler von mir, diesmal in Beitrag #8:

edgar: Da aber jedes Magnetmaterial eine magnetische "Hysterese" (die Kurve bei der Magnetisierung entspricht nicht der Kurve bei der Entmagnetisierung) und eine magnetische "Remanenz" (beim Nulldurchgang überlagert sich ein Teil des jeweis gegenpoligen Magnetfelds mit dem neu erzeugten Magnetfeld) kann die Ausgangsspannung eines dynamischen Mikrofons niemals exakt proportional zum akustischen Schallwechseldruck sein.

stephan_g: Hysterese ist hier allerdings nicht im Spiel, schließlich wird nichts ummagnetisiert (der Treiber hat einen Permanentmagneten und die Schwingspule ist eh aus Al oder AlCu). Vielmehr sind es Inhomogenität des Magnetfeldes und Verformung der Membran, die beim Schalldruck Grenzen setzen.

Das Magnetfeld des Permanentmagneten im Mikrofon ist während der Aufnahme natürlich statisch, es wird durch die Bewegung der Spule nicht ummagnetisiert. Hysterese und Remananz spielen in diesem Fall deshalb nur bei der Herstellung des Magneten eine Rolle, aber nicht während der Aufnahme mit einem dynamischen Mikrofon. Ich habe offenbar zu lange mit Kondensator-Mikrofonen gearbeitet.


Eine ganz andere dumme Frage, wenn hier schon alle Mikrofon-Spezialisten versammelt sind:

  • Gibt es irgendwo eine über längere Zeit verfügbare Internet-Informationsquelle, wo z.B. ein(e) fünfzehnjährige(r) Audacity-Erstbenutzer(in) lernen kann was bei einem Mikrofon wichtig ist und was nicht?

Also ich meine jetzt nicht so eine kleinkrämerische Detail-Diskussion wie oben, die aber zum grössten Teil auf mein eigenes Konto geht, sondern möglichst in "Sendung mit der Maus" Art erklärt?

Bei mir ist das mittlerweile schon über dreissig Jahre her dass ich begonnen habe Tontechnik und Elektrotechnik zu lernen und ich gehe mal davon aus dass heute niemand mehr mit den entsetzlich rauschenden Mikrofonen arbeiten möchte, mit denen ich damals arbeiten musste. Da ich mittlerweile fast nur noch mit der Reparatur von Tontechnik-Geräten zu tun habe (RFT = Rundfunk- und Fernsehtechniker oder anders gesagt: ich bin kein Tonmeister und bilde mir auch nicht ein einer zu sein, ich habe aber schon mit vielen Tonmeistern zusammen gearbeitet), habe ich zwangsläufig mehr Ahnung von der elektrischen als von der akustischen Seite, die im Tontechnik Bereich meist eine wesentlich wichtigere Rolle spielt.

Ich habe mal unter Jörg Wuttke: Studio Know-how - Das Mikrofon angefangen Material zu diesem Thema zu sammeln, das ist aber wahrscheinlich für Audacity Erstbenutzer weniger geeignet.

Weiss irgend jemand vielleicht noch etwas besseres?
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This post was edited 7 times, last on 2010-05-15, 06:53 by edgar-rft.
Ebs1 #15
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Subject: Mikrofonvortrag und Sendung mit der Maus
Quote by edgar-rft:
Ich habe mal unter Jörg Wuttke: Studio Know-how - Das Mikrofon angefangen Material zu diesem Thema zu sammeln ...
Durch Nachträge wurde die Reihe von Vorlesungsteilen, die jedem mit Mikrofonen befassten Anwender zu empfehlen ist, ganz beträchtlich erweitert; siehe:
http://tonthemen.de/viewtopic.php?p=6192#6192
Diese YouTube Videos des Vortrags vom Mikrofonentwickler Dipl-Ing. Jörg Wuttke sind bei einem Gastvortrag an der Hochschule der Medien Stuttgart entstanden. Vielleicht kann edgar-rft seine bisherige Liste unter:
http://www.audacity-forum.de/thread/4272 damit noch erweitern.

Quote by edgar-rft:
Eine ganz andere ... Frage, wenn hier schon alle Mikrofon-Spezialisten versammelt sind:
  • Gibt es irgendwo eine über längere Zeit verfügbare Internet-Informationsquelle, wo z. B. ein fünfzehnjähriger Audacity-Erstbenutzer lernen kann, was bei einem Mikrofon wichtig ist und was nicht?
Also ich meine möglichst ... nach der "Sendung mit der Maus" Art erklärt?
Auf diese Art kann man sicher anschaulich ein Schnurtelefon, auch Dosentelefon genannt, als Kinderspielzeug erklären.
http://de.wikipedia.org/wiki/Schnurtelefon

Die Erklärung, wie die Abstandsänderung d der Kondensatorplatten (Membran - Gegenelektrode) bei einem Kondensatormikrofon direkt  Audiospannung U erzeugt, wird meine Oma sicher nicht verstehen, aber die sieht gerne die Sendung mit der Maus: siehe:
http://www.sengpielaudio.com/KondensatormikrofonSpannungst…

Jedenfalls ist es allein der Schallwechseldruck, der die Mikrofonmembranen und unsere Trommelfelle bewegt und dieser Schalldruck nimmt schlicht nach dem 1/r-Gesetz mit dem Abstand von der Schallquelle ab.

Viele Grüße ebs
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