8.5 Funktionsweisen von Schallwandlern

Tonbeispiel: Vergleich von dynamischem und Kondensator-Mikrofon
Zwar rauschen dynamische Mikrofone selbst nicht, aber durch den geringen Signalpegel kommt es durch den Mikrofonverstärker insbesondere bei geringen Schallpegeln zu verrauschten Aufnahmen (im ersten Teil der Aufnahme zu hören).
Das Kondensatormikrofon rauscht zwar von sich aus etwas, aber es liefert je nach Typ einen deutlich höheren Signalpegel, so dass der Mikrofonverstärker nur wenig verstärken muss.

Der zweite Teil der Beispielaufnahme zeigt, dass mit einem guten Kondensatormikrofon auch leise Geräusche rauscharm aufgenommen werden können. Bei leisen Naturgeräuschen wie Vogelstimmen ist also ein Kondensatormikrofon mit einem geringen Grundrauschen (Ersatzgeräuschpegel > 15 dBA) und einem hohen Signalpegel (> 15 mV/Pa) sinnvoll.

Schallwandler arbeiten nach unterschiedlichen Prinzipien, die jeweils verschiedene Vor- und Nachteile haben. Die beiden wichtigsten Wandlerarten erläutere ich nachfolgend. Dynamische Wandler
Bei dynamischen Wandlern schwingt eine an die Membran geklebte Spule im Magnetfeld eines Dauermagneten (siehe Abb. I.8.8). Dadurch wird eine Wechselspannung induziert, die an den Enden der Spulendrähte direkt abgenommen werden kann. Allerdings ist die Spannung relativ gering, sodass der Mikrofonverstärker sehr empfindlich und von hoher Qualität sein sollte. Andernfalls kann bei leiseren Geräuschen die Aufnahme am Rekorder nicht hoch genug ausgesteuert werden und ein Rauschen ist in der Aufnahme hörbar. Durch den Dauermagneten sind dynamische Mikrofone meist größer und schwerer als Kondensatormikrofone, aber auch sehr robust. Kapazitiver Wandler
Ein kapazitiver Wandler ist im Prinzip ein Kondensator, der durch eine goldbedampfte Membran und eine Gegenelektrode gebildet wird (siehe Abb. I.8.9). Der Luftspalt dazwischen ist der Isolator. Schwingt die Membran, ändert sich der Luftspalt und dadurch die Kapazität des Kondensators. Eine nachgeschaltete Elektronik erzeugt aus den Kapazitätsänderungen eine Wechselspannung. Die bewegte Masse, also die Membran, ist viel geringer als bei einem dynamischen Wandler, weil keine Spule nötig ist. Dadurch kann sie jedem Schallimpuls nahezu verzögerungsfrei folgen und auch komplexe Klangstrukturen sehr fein auflösen. Auch der Übertragungsbereich von sehr tiefen bis zu sehr hohen Tönen ist größer als bei dynamischen Mikrofonen. Allerdings rauschen Wandler und Elektronik eines Kondensatormikrofons mehr oder weniger stark. Die Größe dafür ist der Ersatzgeräuschpegel. Er beträgt bei extrem rauscharmen Mikrofonen etwa 10 dBa und bei weniger guten Mikros bis zu 35 dBA. Außerdem neigen Kondensatormikrofone bei sehr hohen Schallpegeln von über 130 dBA zu Verzerrungen.
Wegen der verwendeten Elektronik ist auch eine Speisespannung erforderlich. Sie wird entweder durch eine Batterie im Mikrofongriff oder vom Aufnahmegerät an der Mikrofonbuchse geliefert. Bei mobilen Rekordern der Consumer-Klasse erfolgt dies meist durch Tonaderspeisung, bei Profigeräten durch 48-Volt-Phantomspeisung an XLR-Buchsen.