Elektret-Kondensatormikrofon
Ein Elektret-Kondensatormikrofon ist, wie der Name schon sagt, ein Plattenkondensator und arbeitet nach dem Prinzip der variablen Kapazität. Es besteht aus zwei Platten, einer festen (Rückplatte genannt) und einer beweglichen (Membran genannt) mit einem kleinen Abstand zwischen ihnen. Ein elektrisches Potential lädt die Platte auf. Wenn Schall auf die Membran trifft, beginnt sie sich zu bewegen und verändert dadurch die Kapazität zwischen den Platten, was wiederum zu einem variablen elektrischen Stromfluss führt.
Vorteile des Elektret-Kondensatormikrofons
Sie erzeugen sehr präzisen Ton mit breitem
Frequenzgang und geringem Eigenrauschen
Wie bereits erwähnt, verwenden
Elektret-Kondensatormikrofone ultradünne Folien als
Membranen, die leichter sind und besser auf
Schalldruck reagieren. Dadurch stellen sie
Schallquellen genauer dar, mit geringerem
Eigenrauschen, breiterem Frequenzgang und besserer
Transientenantwort (was bedeutet, dass schnelle
Anschlagsgeräusche wie Schlagzeug und gezupfte Saiten
genauer aufgenommen werden).
Sie benötigen weniger Verstärkung, um gute
Aufnahmepegel zu erreichen
Da Elektret-Kondensatormikrofone über interne
Vorverstärkungsschaltungen verfügen, haben sie eine
stärkere Ausgangsleistung als dynamische Mikrofone.
Das heißt, sie benötigen weniger Verstärkung über die
Audioschnittstelle oder den Mischpult, um gute
Aufnahmepegel zu erreichen.
Sie sind empfindlicher und ideal für Aufnahmen über
große Entfernungen
Ein weiterer Vorteil ihrer Konstruktion ist,
dass Elektret-Kondensatormikrofone hinsichtlich der
Entfernung zwischen Mikrofon und Tonquelle weniger
empfindlich sind als dynamische Mikrofone.
Elektret-Kondensatormikrofone nehmen den Ton
gleichmäßiger und aus größerer Entfernung auf als
dynamische Mikrofone, was zu einer ausgewogeneren
Aufnahme führt.
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Arten von Elektret-Kondensatormikrofonen
Folien-Elektret-Kondensatormikrofon
Folienelektret-Kondensatormikrofone gehörten zu den
ersten Typen, die entwickelt wurden. Bei diesen Mikrofonen
besteht das Elektretmaterial aus einer dünnen Folie, die
direkt hinter der Membran platziert ist. Diese Konstruktion
ist unkompliziert, kann aber manchmal hinsichtlich der
Klangqualität und der Langzeitstabilität der Elektretladung
eingeschränkt sein.
Zurück Elektret-Kondensatormikrofon
Bei
Back-Elektret-Kondensatormikrofonen wird das Elektretmaterial
nicht auf der Membran, sondern auf der Rückplatte der
Mikrofonkapsel platziert. Dieses Design bietet mehrere
Vorteile, darunter eine verbesserte Stabilität und Konsistenz
der Elektretladung im Laufe der Zeit sowie eine größere
Flexibilität bei Membranmaterialien und -konstruktion. Dieser
Typ wird aufgrund seiner Robustheit und Zuverlässigkeit häufig
in modernen Anwendungen eingesetzt.
Andere Variationen und ihre Eigenschaften
Es gibt auch spezielle Elektret-Kondensatormikrofone
für bestimmte Anwendungen, wie etwa geräuschunterdrückende
Mikrofone, die mit Doppelmembranen Hintergrundgeräusche
reduzieren, und Miniaturmikrofone für den Einsatz in
Mobilgeräten, wo Platz knapp ist. Diese Varianten
demonstrieren die Vielseitigkeit der
Elektretmikrofontechnologie.
Richtmikrofone
Richtmikrofone sind eine
Art Kondensatormikrofon, das sich durch sein langes,
röhrenförmiges Design auszeichnet. Der Zweck eines
Richtmikrofons besteht im Allgemeinen darin, Audio aus der
Ferne aufzunehmen und dabei Fokus und Klarheit beizubehalten.
USB-Kondensatormikrofone
Der größte
Unterschied bei einem USB-Mikrofon besteht in der Art der
Signalausgabe. Anstelle eines analogen XLR-Anschlusses
verfügen USB-Mikrofone wie das nt-USB mini über einen
USB-Ausgang und integrierte A/D-Wandler
(Analog-Digital-Wandler), die den von der Kapsel erzeugten
elektrischen Strom in ein digitales Signal umwandeln, das
direkt an einen Computer oder ein anderes digitales
Aufnahmegerät gesendet werden kann.
Anwendung des Elektret-Kondensatormikrofons
Einsatz in der Unterhaltungselektronik
Elektret-Kondensatormikrofone sind aufgrund ihrer kompakten
Größe, hohen Empfindlichkeit und Erschwinglichkeit ein fester
Bestandteil der Unterhaltungselektronik. Sie werden häufig in
Smartphones, Laptops und Tablets zur Sprachkommunikation und
Audioaufzeichnung eingesetzt. Aufgrund ihres geringen Platzbedarfs
sind sie ideal für die Integration in den begrenzten Platz dieser
Geräte.
Professionelle Audio- und Aufnahmefunktionen
Im professionellen Audiobereich werden
Elektret-Kondensatormikrofone wegen ihrer Klangqualität und
Vielseitigkeit geschätzt. Sie werden für Studioaufnahmen,
Live-Beschallung und Rundfunkanwendungen eingesetzt. Aufgrund
ihres breiten Frequenzgangs und ihrer hohen Empfindlichkeit eignen
sie sich für die Aufnahme einer breiten Palette von Klängen, von
gesprochenem Wort bis hin zu musikalischen Darbietungen.
Spezialanwendungen
Die Flexibilität der
Elektretmikrofontechnologie ermöglicht ihren Einsatz in
Spezialbereichen. In der Überwachungstechnik werden beispielsweise
stark gerichtete Elektret-Kondensatormikrofone zur fokussierten
Audioaufnahme verwendet. In der medizinischen Gerätetechnik werden
Miniatur-Elektret-Kondensatormikrofone in Hörhilfen und
Diagnosegeräten eingesetzt, da sie von ihrer geringen Größe und
Zuverlässigkeit profitieren.
Feldaufnahmen
Kondensatormikrofone mit
kleiner Membran werden häufig bei Außenaufnahmen verwendet, um
Umgebungsgeräusche, Naturgeräusche oder Audiodaten vor Ort für die
Film- und Videoproduktion aufzunehmen.
Podcasting und Rundfunk
USB-Kondensatormikrofone bieten eine praktische Lösung für
Podcaster und Rundfunksender und bieten
Plug-and-Play-Funktionalität ohne zusätzliche Ausrüstung.
Live-Auftritte
Obwohl sie bei Live-Sound
nicht so gebräuchlich sind wie dynamische Mikrofone, werden
Kondensatormikrofone manchmal bei Live-Auftritten verwendet,
insbesondere wenn eine detailliertere Klangaufnahme gewünscht ist,
wie etwa bei Chören oder Orchestern.
Studioproduktion
In professionellen
Studioumgebungen werden Großmembran-Kondensatormikrofone aufgrund
ihrer Fähigkeit, einen breiten Frequenzgang und subtile
Klangdetails zu erfassen, bevorzugt, was sie für viele Produzenten
und Toningenieure zur ersten Wahl macht.
Komponenten des Elektret-Kondensatormikrofons
Draufsicht
Durch Entfernen des Metallkörpers
kommt eine zylindrische Kunststoffabdeckung zum Vorschein, die für
mechanische Stabilität sorgt und die gesamte Baugruppe stützt. Die
gesamte Baugruppe wird als Kapsel bezeichnet.
Kondensatorplatte
Die beiden Platten des
Kondensators bilden das Herzstück des Kondensatormikrofons, und
die Membran (Metallkörper) ist ein sehr dünner leitfähiger
Metallfilm. Sie ist von Natur aus verformbar und elastisch. Die
Membran ist auf einen festen Hohlring geklebt, der die notwendige
Unterstützung für die Membran bietet. Die Rückwand ist eine dicke,
feste, perforierte Metallplatte. Sie ist mit permanent geladenem
Elektretmaterial beschichtet und benötigt keine polarisierende
Stromquelle. Diese Elektrete werden hergestellt, indem ein
dielektrisches Material mit polaren Molekülen (wie Wachs,
Kunststoff usw.) geschmolzen und in einem starken
elektrostatischen Feld verfestigt wird. Die polaren Moleküle des
dielektrischen Materials neigen dazu, in Richtung des
elektrostatischen Felds zu weisen und erzeugen darin eine
permanente elektrostatische Vorspannung. In modernen Mikrofonen
wird PTFE-Kunststoff (Polytetrafluorethylen) zur Bildung des
elektrischen Materials verwendet.
Membrane & Distanzstück
Der massive Hohlring
der Membran dient zur Verbindung der Membran mit der äußeren
Metallummantelung. Zwischen den beiden Platten wird ein sehr
dünner Kunststoff-Abstandshalter platziert, um sie zu isolieren
und gleichzeitig den Spalt für die Bewegung der Membran zu
schaffen.
Elektrischer Anschluss & JFET
Die Membran
ist über die äußerste Metallummantelung elektrisch mit einem der
Mikrofonbeine verbunden. Ein JFET-Transistor (Junction Field
Effect Transistor) wird verwendet, um den erzeugten elektrischen
Strom zu verstärken. Die in der Kapsel befestigte Rückplatte ist
mit dem Gate des Transistors verbunden, die Quelle ist mit der
Masse des externen Schaltkreises verbunden und das elektrische
Signal erscheint am Drain.
Elektret-Kondensatormikrofon: Technische Daten und Leistung
Frequenzgang
Der Frequenzgang eines Mikrofons gibt an, wie gut es Audiosignale innerhalb des Spektrums des menschlichen Gehörs (normalerweise 20 Hz bis 20 kHz) wiedergeben kann. Elektret-Kondensatormikrofone haben oft einen breiten Frequenzgang, wodurch sie für eine Reihe von Audioanwendungen geeignet sind, von der Sprachaufzeichnung bis zur Hi-Fi-Musikaufnahme.
01
Empfindlichkeit
Die Empfindlichkeit gibt an, wie effektiv ein Mikrofon Schall in ein elektrisches Signal umwandelt. Elektret-Kondensatormikrofone sind für ihre hohe Empfindlichkeit bekannt, was bedeutet, dass sie feine Audiodetails aufnehmen können, was sie ideal für Studioaufnahmen und eine feine Klangwiedergabe macht.
02
Signal-Rausch-Verhältnis
Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) ist ein wichtiges Maß für die Fähigkeit eines Mikrofons, gewünschte Geräusche aufzunehmen und gleichzeitig unerwünschte Hintergrundgeräusche zu unterdrücken. Elektret-Kondensatormikrofone haben im Allgemeinen ein gutes SNR und gewährleisten eine klare Tonaufnahme auch in Umgebungen mit etwas Umgebungsgeräuschen.
03
Richtcharakteristik
Elektret-Kondensatormikrofone können mit verschiedenen Richtcharakteristiken wie Kugel-, Zweiwege- und Nierencharakteristik hergestellt werden. Dies ermöglicht Flexibilität bei der Tonaufnahme, egal ob Audio aus allen Richtungen aufgenommen oder auf eine einzelne Quelle fokussiert wird.
04
Hauptunterschiede zwischen Elektret-Kondensatormikrofon und Kondensatormikrofon
Polarisation
Ein Kondensatormikrofon
benötigt eine externe Stromquelle, die normalerweise als
Phantomspeisung bezeichnet wird, um die Membran und die
Rückplatte zu polarisieren und einen Kondensator zu erzeugen. Im
Gegensatz dazu hat ein Elektretmikrofon aufgrund eines Materials
namens Elektret eine permanente Ladung, sodass keine externe
Stromquelle zur Aufrechterhaltung der Polarisation erforderlich
ist.
Leistungsbedarf
Wie bereits erwähnt,
benötigen Kondensatormikrofone normalerweise eine externe
Stromversorgung, entweder über Batterien oder Phantomspeisung,
die von einer Audioschnittstelle oder einem Mischpult
bereitgestellt wird. Elektret-Kondensatormikrofone hingegen
benötigen keine externe Stromversorgung, da das Elektretmaterial
eine permanente Ladung liefert.
Empfindlichkeit
Elektret-Kondensatormikrofone sind im Allgemeinen weniger
empfindlich als Kondensatormikrofone. Kondensatormikrofone haben
in der Regel einen breiteren Frequenzgang und eine höhere
Empfindlichkeit, wodurch sie sich für die Aufnahme subtiler
Klänge und Nuancen eignen.
Kosten und Größe
Elektret-Kondensatormikrofone sind im Vergleich zu
herkömmlichen Kondensatormikrofonen in der Regel kostengünstiger
und kompakter. Dies macht Elektret-Kondensatormikrofone beliebt
bei Anwendungen, bei denen Größe und Kosten entscheidende
Faktoren sind.
Haltbarkeit
Aufgrund der permanenten
Ladung des Elektretmaterials sind Elektret-Kondensatormikrofone
im Vergleich zu Kondensatormikrofonen häufig langlebiger und
weniger anfällig für Verschleiß im Laufe der Zeit.
So pflegen Sie ein Elektret-Kondensatormikrofon
Sorgfältiger Umgang
Da es sich um empfindliche Instrumente handelt, sollten diese Mikrofone mit Vorsicht behandelt werden, um eine Beschädigung der empfindlichen Membran zu vermeiden.
Feuchtigkeit vermeiden
Feuchtigkeit und Nässe können das Elektretmaterial mit der Zeit beschädigen. Daher empfiehlt es sich, sie an einem trockenen Ort aufzubewahren.
Regelmäßige Reinigung
Wie jedes Audiogerät sollten diese Mikrofone regelmäßig gereinigt werden, um Staubansammlungen vorzubeugen.
Komponenten des Elektret-Kondensatormikrofons
Elektretkapsel
Die Elektretkapsel
ist das Herzstück des Mikrofons. Sie besteht aus einer
dünnen Membran und einer Rückplatte mit einer Beschichtung
aus leitfähigem Material. Die Membran vibriert, wenn
Schallwellen auf sie treffen, und die Rückplatte fängt die
Bewegung der Membran ein. Die Elektretkapsel erzeugt ein
elektrisches Signal, das proportional zu den Schallwellen
ist.
FET-Verstärker
Elektret-Kondensatormikrofone verfügen über einen
eingebauten FET-Verstärker, der zum Betrieb Strom
benötigt. Der FET-Verstärker (Feldeffekttransistor)
verstärkt das von der Elektretkapsel erzeugte elektrische
Signal. Er sorgt außerdem für die Impedanzanpassung und
wandelt die hohe Impedanz der Elektretkapsel in einen
Ausgang mit niedriger Impedanz um.
Vorspannungswiderstand
Der
Vorspannungswiderstand ist eine Komponente, die dem
FET-Verstärker eine Gleichspannung zuführt. Die
Vorspannung ist notwendig, um den FET-Verstärker in seinem
aktiven Bereich zu halten und Verzerrungen zu vermeiden.
Der Vorspannungswiderstand hilft auch, den
Gleichstrom-Betriebspunkt des FET-Verstärkers zu
stabilisieren.
Ausgangskondensator
Der
Ausgangskondensator ist eine Komponente, die
Gleichspannung blockiert und nur das Wechselsignal
durchlässt. Er ist notwendig, um zu verhindern, dass ein
Gleichspannungsoffset vom FET-Verstärker den Ausgang
erreicht. Der Ausgangskondensator hilft auch dabei,
Rauschen oder Störungen aus der Gleichstromversorgung zu
entfernen.
Ein Elektret-Kondensatormikrofon ist im Wesentlichen ein hochspezialisierter Kondensator. Für diejenigen, die keinen Abschluss in Elektronik haben: Ein Kondensator ist ein passives elektrisches Bauteil, das dazu dient, vorübergehend Energie in einem elektrischen Feld zu speichern. Kondensatoren funktionieren mit zwei Platten, die nahe beieinander liegen. Je näher sie beieinander sind, desto höher ist die Kapazität, d. h., desto größer ist ihre Fähigkeit, Ladung zu speichern. Bei Elektret-Kondensatormikrofonen besteht eine der Platten aus einem sehr leichten, oft sehr dünnen Material und fungiert als Membran. Die Membranen der Mikrofone Presonus PX{{0}} und PM-2 beispielsweise bestehen aus goldbedampftem Mylar und sind nur 6 Mikrometer (0,006 mm) dick. Bei Schalleinwirkung vibriert die Membran und verändert den Abstand zwischen den beiden Platten und damit die Kapazität. Die daraus resultierenden Kapazitätsschwankungen erzeugen eine elektrische Darstellung der Schallenergie der Eingangsquelle. Aktive Schaltkreise sind erforderlich, um die sehr hohe Impedanz des gleichstrompolarisierten Kapselausgangs in eine nutzbare niedrige Impedanz umzuwandeln; Zur Stromversorgung dieses Schaltkreises wird normalerweise eine +48-V-Phantomspeisung verwendet. Andere Methoden sind spezielle Netzteile (normalerweise mit Röhrenkondensatoren verwendet) und Batterien (normalerweise mit Elektretkondensatoren).
Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung eines Elektret-Kondensatormikrofons
Schutzausrüstung tragen
Tragen Sie beim
Umgang mit dem Mikrofon immer Schutzausrüstung wie Handschuhe und
Schutzbrille, um Unfälle oder Verletzungen zu vermeiden.
Verwenden Sie ein Netzteil mit Vorsicht
Stellen Sie bei der Verwendung eines Netzteils sicher, dass
es für das zu testende Mikrofon geeignet ist. Eine falsche
Spannung oder Polarität kann das Mikrofon beschädigen oder einen
Kurzschluss verursachen.
Vermeiden Sie eine Überlastung des Mikrofons
Eine Überlastung des Mikrofons mit hohen Schalldruckpegeln
kann das Mikrofon beschädigen oder zu Verzerrungen im Audiosignal
führen. Beginnen Sie immer mit niedrigen Schallpegeln und erhöhen
Sie die Lautstärke schrittweise, um Schäden zu vermeiden.
Gehen Sie vorsichtig mit dem Mikrofon um
Elektret-Kondensatormikrofone sind empfindliche
Instrumente. Ein unsachgemäßer Umgang kann zu Schäden am Mikrofon
führen oder die Genauigkeit der Testergebnisse beeinträchtigen.
Gehen Sie immer vorsichtig mit dem Mikrofon um und vermeiden Sie,
es fallen zu lassen oder übermäßige Kraft anzuwenden.
Trennen Sie die Stromversorgung, wenn Sie sie nicht
verwenden
Um Unfälle oder Schäden am Mikrofon zu vermeiden, trennen
Sie immer die Stromversorgung, wenn das Mikrofon nicht verwendet
wird.
Was sind die Trends und Entwicklungsrichtungen von Elektret-Kondensatormikrofonen auf dem Markt
Jüngste Fortschritte
Aktuelle Fortschritte in der Elektretmikrofontechnologie konzentrieren sich auf die Verbesserung der Klangqualität, Haltbarkeit und Miniaturisierung. Zu den Innovationen gehören verbesserte Materialien für Elektret und Membran sowie fortschrittliche Fertigungstechniken, die Leistung und Zuverlässigkeit verbessern.
Neue Anwendungen
Die sich entwickelnde Technologielandschaft eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten für Elektret-Kondensatormikrofone. In Smart-Home-Geräten werden Elektret-Kondensatormikrofone beispielsweise zur Sprachbefehlserkennung verwendet und in der virtuellen Realität ermöglichen sie immersive Audioerlebnisse. Darüber hinaus verbessern Entwicklungen in der Geräuschunterdrückungstechnologie bei Elektret-Kondensatormikrofonen deren Einsatz in lauten Umgebungen.
Unternehmensprofil
Shenzhen Marquess Electronics Co., Ltd. wurde im Juli 2004 als Joint Venture der japanischen AOI Electric Motor Manufacturing Company gegründet und ist auf die Herstellung von ECM (Elektret-Kondensator-Mikrofonen) spezialisiert.
Unser Zertifikat
ISO 9001 2015,ISO 14001 2015,ISO 4500 12018,UL E473299,UL E473487
Häufig gestellte Fragen
F: Was ist ein Elektret-Kondensatormikrofon (ECM)?
F: Wie funktioniert ein Elektret-Kondensatormikrofon?
F: Sind Elektret-Kondensatormikrofone für professionelle Audioaufnahmen geeignet?
F: Benötigen Elektret-Kondensatormikrofone Phantomspeisung?
F: Können Elektret-Kondensatormikrofone mit Smartphones und Computern verwendet werden?
F: Wie groß ist der Frequenzgangbereich von Elektret-Kondensatormikrofonen?
F: Wie schneiden Elektret-Kondensatormikrofone im Vergleich zu dynamischen Mikrofonen ab?
F: Können Elektret-Kondensatormikrofone für Aufnahmen im Freien verwendet werden?
F: Benötigen Elektret-Kondensatormikrofone eine regelmäßige Wartung?
F: Sind Elektret-Kondensatormikrofone für Gesangsaufnahmen geeignet?
F: Können Elektret-Kondensatormikrofone für Instrumentenaufnahmen verwendet werden?
F: Wie ist das Richtdiagramm der meisten Elektret-Kondensatormikrofone?
F: Benötigen Elektret-Kondensatormikrofone für die Gesangsaufnahme einen Pop-Filter?
F: Können Elektret-Kondensatormikrofone für Podcasts und Streaming verwendet werden?
F: Sind Elektret-Kondensatormikrofone für Feldaufnahmen geeignet?
F: Was ist die typische Impedanz von Elektret-Kondensatormikrofonen?
F: Können Elektret-Kondensatormikrofone für ASMR-Aufnahmen verwendet werden?
F: Werden Elektret-Kondensatormikrofone mit Zubehör wie Stoßdämpfern und Windschutz geliefert?
F: Wie hoch ist die Lebensdauer eines Elektret-Kondensatormikrofons?
F: Was ist der Zweck eines Kondensatormikrofons?