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Technische Universität BerlinFachgebiet Elektronik und medizinische SignalverarbeitungSommersemester 2013Projektorientiertes Praktikum im Grundstudium "Projektlabor"02.05.2013Referentin: Tanja Jürgens
Vortrag zum Thema "Mikrofon"
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Agenda:
● Kurzer Blick in die Geschichte● Wie funktioniert ein Mikro und welche Arten
werden unterschieden?● Individuelle Funktionsweise vom dynamischen
Mikrofon● Wichtige Kennwerte● Welches Mikro eignet sich für unser Projekt?
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Kurzer Blick in die Geschichte
● Erstes Patent 14.02.1876
● 1. Mikrofon war das sog. "Kontaktmikrofon"
● Kurze Zeit später folgte das Kohlemikrofon
● Ab 1940 wurden Kondensatormikrofone hergestellt (bis heute)
Quelle Grafik: fernsprechtechnik.de 22.04.13
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Agenda:
● Kurzer Blick in die Geschichte● Wie funktioniert ein Mikro und welche Arten
werden unterschieden?● Individuelle Funktionsweise vom dynamischen
Mikrofon● Wichtige Kennwerte● Welches Mikro eignet sich für unser Projekt?
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Wie funktioniert ein Mikrofon allgemein ?
Ein Mikrofon ist ein Schallwandler. Mit einer beweglichen Membran werden die akustischen Wellen aufgenommen und an den spefizischen Wandler weitergegeben.
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Quelle Grafik: wikipedia.org 22.04.2013
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Welche Arten von Mikros gibt es?
● Kondensator-Mikrofon Elektret-Mikrofon Großmembran-Mikrofon● Dynamisches Mikrofon Tauchspulen-Mikrofon Bändchen-Mikrofon
Weitere Arten wie z.B.● Lavalier-Mikro, Funkmikro, USB-Mikro, Headset
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MikrofonartenKolhlemikrofon
Elektretmikrofon
Bändchenmikro
Großmembranmikrofon
Quelle aller Grafiken: mikrofon.org 22.04.13
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Agenda:
● Kurzer Blick in die Geschichte● Wie funktioniert ein Mikro und welche Arten
werden unterschieden?● Individuelle Funktionsweise vom dynamischen
Mikrofon● Wichtige Kennwerte● Welches Mikro eignet sich für unser Projekt?
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Funktionsweise eines dynamisches Mikros
● Schallwellen treffen auf bewegliche Membran
● Direkt an der der Membran ist eine Spule befestigt
● Spule taucht bei Vorwärtsbewegung in einen Dauermagneten ein
● Durch Selbstinduktion sind keine Batterien notwendig
Quelle Grafik: „Wissen macht Ah!“, ARD, 22.04.2013
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Geöffnete Mikrofonkapsel mit Schutzgewebe, beweglicher Membran und Spule
Quelle Grafik: „Wissen macht Ah!“, ARD 22.04.2013
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Spule ist an der Membran befestigt und taucht in den Dauermagneten
Quelle Grafik: „Wissen macht Ah!“, ARD 22.04.2013
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Wie sehen die elektrischen Impulse aus?
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Vergrößerung der elektrischen Impulse
Quelle Grafiken: „Wissen macht Ah!“, ARD, 22.04.2013
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Agenda:
● Kurzer Blick in die Geschichte● Wie funktioniert ein Mikro und welche Arten
werden unterschieden?● Individuelle Funktionsweise vom dynamischen
Mikrofon● Wichtige Kennwerte● Welches Mikro eignet sich für unser Projekt?
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Kenngrößen eines Mikrofons
● Frequenzgang● Empfindlichkeit● Rauschen● Klirrfaktor● Impedanz● (Richtcharakteristik)
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Frequenzgang
● Wie empfindlich verhält sich ein Mikro bei den verschiedenen Frequenzen
➔ Linearer Frequenzgang➔ Konturierter Frequenzgang
Frequenzgang ist abhängig von der Bauform, dem Wandlerprinzip und der Mikrofonabstimmung
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Frequenzgang
Linearer Frequenzgang Konturierter Frequenzgang
Quelle Grafiken: Shure.de 26.04.13
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Empfindlichkeit
● Wird auch Feldbetriebsübertragungsfaktor genannt
● Diese Kenngröße setzt die erzeugte Wechselspannung mit dem Schalldruck p ins Verhältnis
● Wesentliches Qualitätsmerkmal● Die Empfindlichkeit steigt etwa proportional mit
der Membrangröße
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Zum Vergleich:
●Eine Kapsel mit der Größe 1/4 Zoll hat einen Übertragungsfaktor von 5-10 mV/pa
●Eine Kapsel mit der Größe 1/2 Zoll hat einen Übertragungsfaktor von 30-50 mV/Pa
●Eine Kapsel mit der Größe 1 Zoll hat einen Übertragungsfaktor bis zu 100 mV/Pa
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Kenngröße: Rauschen
● Generell gilt:
Je geringer der Feldbetriebsübertragungsfaktor ist, desto anfälliger ist ein Mikrofon für Rauschen.
● Ursache ist der Innenwiderstand
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Kenngröße: Klirrfaktor
● Gibt den prozentualen Anteil an nichtlinearen Verzerrungen des effektiven Signals an
● Dynamische Mikros erzielen vergleichsweise gute Werte
● Wie hörbär ein Klirrfaktor ist, hängt vom übertragenen Frequenzbereich ab
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Kenngröße: Impedanz
➔ Die Impedanz ist der Wechselspannungswiderstand eines Mikrofons
➔ Beeinflusst werden dadurch nur die hohen Töne➔ Je höher die Impedanz, desto hochtonreicher
ist die Übertragung➔ Bei der Kabellänge gilt: So lang wie nötig, so
kurz wie möglich!
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Richtcharakteristiken: setzen die Empfindlichkeit mit dem Einfallswinkel des Schalls ins Verhältnis
Quelle Grafik: thomann.de 22.04.2013
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Kugelcharakteristik vs. Nierencharakteristik
Quelle Grafiken: Shure.de 22.04.2013
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Agenda:
● Kurzer Blick in die Geschichte● Wie funktioniert ein Mikro und welche Arten
werden unterschieden?● Individuelle Funktionsweise vom dynamischen
Mikrofon● Wichtige Kennwerte● Welches Mikro eignet sich für unser Projekt?
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Welches Mikro eignet sich für unser Projekt?
● Frequenbereich 80 -12 000 Hz
● Impedanz 600 Ohm● Empfindlichkeit
1,8 mV/Pa● XLR-Anschluss, sym.
Quelle Grafik: reichelt.de 26.04.13
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Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit !