Sind Mikrofone AC- oder DC-Geräte?

Mikrofone fungieren als Wandler und wandeln Schallwellen(mechanische Wellenenergie) in Audiosignale(elektrische Energie) um. Die Bewegung dieser elektrischen Energie wird als Strom bezeichnet, der in einer von zwei Formen auftritt: Wechselstrom(AC) oder Gleichstrom(DC).

Sind Mikrofone AC- oder DC-Geräte? Einige Mikrofone benötigen Gleichspannungen, um ihre aktiven Schaltkreise(interne Vorverstärker usw.) ordnungsgemäß mit Strom zu versorgen und ihre Mikrofonkapseln vorzuspannen, wodurch sie zu Gleichstromgeräten werden. Andere Mikrofone benötigen jedoch keinen Strom. Mikrofone geben AC-Signale(analoge Audiosignale) aus und sind damit AC-Ausgabegeräte.

Daher benötigen einige Mikrofone überhaupt keinen Strom, während andere Gleichstrom benötigen, um richtig zu funktionieren. Schauen wir uns genauer an, warum einige Mikrofone Gleichstromgeräte sind und andere nicht, und schauen wir uns auch die Wechselstromausgänge von Mikrofonen an.

Was macht ein Mikrofon zu einem Gleichstromgerät?

Beginnen wir zunächst damit, zu definieren, was ein DC-Gerät ist. Ein Gleichstromgerät ist jedes elektronische Gerät, das Gleichstrom benötigt, um zu funktionieren.

Nach dieser Definition sind Mikrofone, die eine Gleichspannung benötigen, egal wie klein die Spannung ist, um richtig zu funktionieren, Gleichspannungsgeräte.

Einige Mikrofone sind also Gleichstromgeräte, andere nicht. Mikrofone, die für ihre ordnungsgemäße Funktion Gleichspannung benötigen, werden als aktive Mikrofone bezeichnet. Mikrofone, die zum Betrieb keine elektrische Energie benötigen, werden als passive Mikrofone bezeichnet.

Was macht also ein aktives Mikrofon zu einem DC-Gerät? Es gibt zwei Hauptgründe, warum ein Mikrofon externe Gleichstromversorgung benötigt:

• Aktive Schaltung: ACsi alle Kondensatormikrofone und einige Bändchenmikrofone sind mit aktiven Vorverstärkern in den Mikrofonkörpern ausgestattet. Die aktiven Verstärkungsschaltungen aktiver Mikrofone verstärken nicht nur das Kapselsignal, sondern passen auch die Impedanz des Mikrofonsignals an, damit es effektiv genutzt werden kann. Verstärker benötigen externe elektrische Energie, um das angelegte Eingangssignal zu verstärken.
• Kapselvorspannung: Einige Kondensatormikrofone(bekannt als „echte“ oder „Nicht-Elektret“-Kondensatoren) benötigen eine externe Spannung, um ihre Kapseln richtig vorzuspannen. Kondensatormikrofonkapseln sind im Grunde Parallelplattenkondensatoren und benötigen Strom, um eine elektrische Wechselstromlast aufrechtzuerhalten.

Die Frage «Ist dieses Mikrofon ein elektronisches Gleichstromgerät oder nicht» ist im Wesentlichen die gleiche wie «Ist dieses Mikrofon aktiv oder passiv?» Bei der Arbeit mit Mikrofonen ist es immer gut zu wissen, ob sie aktiv oder passiv sind.

Im Folgenden finden Sie einige allgemeine Informationen darüber, ob ein Mikrofontyp aktiv oder passiv ist:

• Kondensatormikrofone sind aktiv: Unabhängig davon, ob eine externe Stromversorgung verwendet wird, um die Kapsel vorzuspannen, den Verstärker mit Strom zu versorgen oder die Impedanz des Signals festzulegen, Kondensatormikrofone sind aktiv. Sowohl «echte» Kondensatoren als auch Elektretkondensatoren sind aktiv.
• Dynamische Mikrofone mit beweglicher Spule sind passiv: Dynamische Mikrofone mit beweglicher Spule haben ein einfaches, robustes Design und sind alle passiv.
• Dynamische Bändchenmikrofone sind normalerweise passiv, obwohl einige aktiv sind: Bändchenmikrofone sind dynamisch und benötigen keine Stromversorgung, um richtig zu funktionieren. Aus diesem Grund sind die meisten Bändchenmikrofone passiv. Da Bändchenmikrofone jedoch so niedrige Mikrofonsignale ausgeben, wurden einige mit Vorverstärkern entwickelt, um das Signal mit gesünderen Pegeln zu senden.

Unter Berücksichtigung der oben genannten Allgemeinheiten brauchen wir uns wirklich nur um Bändchenmikrofone zu kümmern. Das heißt, es ist immer am besten, Ihre Hausaufgaben mit dem Mikrofon zu machen, das Sie bei einer Arbeit verwenden werden.

Wie werden Mikrofone mit Gleichstrom versorgt?

Bisher haben wir festgestellt, dass alle Kondensatormikrofone und einige Bändchenmikrofone aktiv sind und daher für den Betrieb eine externe Gleichstromversorgung benötigen.

Externe Gleichspannung wird Mikrofonen auf verschiedene Weise zugeführt, abhängig von den spezifischen Anforderungen des Mikrofons. Nachfolgend finden Sie eine Liste möglicher Methoden zur Stromversorgung aktiver Mikrofone:

• Phantomspeisung: Phantomspeisung(P48 oder +48 V) ist die gebräuchlichste Art, eigenständige aktive Mikrofone mit Strom zu versorgen(dh Mikrofone, die nicht in andere elektronische Geräte wie Mobiltelefone, Laptops usw. eingebaut sind). P48 sendet +48 Volt an die Pins 2 und 3(relativ zu Pin 1) eines symmetrischen XLR-ACble. Professionelle Phantomspeisung ist eine echte 48-Volt-Gleichspannung, einige Phantomspeisungen weichen jedoch von diesem Wert ab(zwischen 11 und 48 Volt Gleichspannung sind akzeptabel). Mikrofone, die Phantomspeisung benötigen, sind so konzipiert, dass sie das, was sie benötigen, aus der 48-V-Gleichspannung entnehmen. Phantomspeisung wird oft von Mikrofonvorverstärkern oder Audio-Interfaces geliefert.
• DC-Vorspannung: die Spannung vonGleichstromvorspannung ist bei weitem die gebräuchlichste Art, aktive Mikrofone mit Strom zu versorgen, wenn man die Anzahl kleiner Elektretmikrofone in Laptops, Mobiltelefonen und anderen elektronischen Geräten auf der ganzen Welt berücksichtigt. Die DC-Vorspannung wird auch verwendet, um viele Elektret-Lavalier-Mikrofone mit Strom zu versorgen. Vorspannungen liegen typischerweise im Bereich von 1,5 bis 9 Volt DC und werden auf einem einzelnen Leiter übertragen, sodass eine symmetrische Audioleitung nicht erforderlich ist. Die Hauptfunktion der DC-Vorspannung besteht darin, die ACmpo-Effekttransistoren(FET, JFET usw.) von Elektretmikrofonen mit Strom zu versorgen, die die Impedanz des Mikrofonsignals so umwandeln, dass es effektiv verwendet werden kann.
• Externes Netzteil – Viele ältere Röhren-Kondensatormikrofone verfügen über ein eigenes Netzteil, das die erforderliche Gleichspannung liefert.
• Stromversorgung über USB: Die meisten USB-Mikrofone auf dem Markt sind Kondensatormikrofone. Diese aktiven Mikrofone werden über USB vom angeschlossenen Computer mit Strom versorgt.

Mikrofonausgang AC-Audiosignale

Einige Mikrofone benötigen Gleichstrom, andere nicht. Alle Mikrofone geben jedoch ein AC-Audiosignal aus. Lassen Sie uns diesen Punkt diskutieren.

Unabhängig davon, ob wir passive oder aktive Mikrofone verwenden, das allgemeine Prinzip eines Mikrofons ist dasselbe: Eine Membran bewegt sich in Sympathie mit den sie umgebenden Schallwellen und es wird ein passendes Audiosignal erzeugt.

Die Frage hier hat mit Audiosignalen zu tun. Warum sind Audiosignale AC statt DC?

Beginnen wir damit, über Schallwellen zu sprechen.

Schallwellen sind Kompressions- und Verdünnungswellen, die sich durch gasförmige, flüssige und feste Medien ausbreiten. Schallwellen verändern den Druck in diesem Medium. Die Wellen selbst haben Spitzen(maximale Kompression) und Täler(maximale Verdünnung) und oszillieren grundsätzlich zwischen ihnen.

Lassen Sie uns nun über Mikrofonmembranen sprechen.

Mikrofonmembranen reagieren auf den durch Schallwellen verursachten Umgebungsschalldruck. Eine Veränderung des Drucks gegen eine oder beide Seiten einer Mikrofonmembran bewirkt, dass sich die Membran um ihre Ruheposition hin und her bewegt. Wie die Schallwellen, die darauf einwirken, erfährt die Membran eine maximale Verschiebung sowohl nach vorne als auch nach hinten. Die Membran schwingt auch hin und her und ändert die Richtung, nachdem sie den vollen Hub zu beiden Seiten der Ruheposition erreicht hat.

Lassen Sie uns abschließend über das Mikrofonsignal sprechen.

Mikrofonsignale sind elektrische Darstellungen der Bewegung der Mikrofonmembran. Wenn die Membran schwingt, ändert sich ihre Bewegungsrichtung AC schnell. Der resultierende Mikrofonsignalstrom tut dasselbe. Schnelle Wechselstromänderungen in der Stromrichtung bedeuten, dass das Mikrofonsignal ein Wechselstrom ist.

Betrachten Sie als einfacheres visuelles Beispiel einen großen Lautsprecher, der tiefe Bassfrequenzen projiziert. Bei diesen niedrigeren Frequenzen können wir sehen, wie die Lautsprechermembran hin und her schwingt und Luft auf eine Weise drückt, die das an den Lautsprecher gesendete Audiosignal darstellt.

Mikrofone sind also per Definition keine Wechselstromgeräte, da sie nicht mit Wechselspannung funktionieren. Allerdings sind Mikrofone eigentlich AC -Ausgabegeräte.

Ein Hinweis zu USB-Mikrofonen

Der beliebte Vorbehalt hier wäre, dass USB-Mikrofone digitale Audiodaten und kein elektrisches AC-Audiosignal ausgeben.

Die Wahrheit ist, dass die Mikrofonkapseln des USB-Mikrofons tatsächlich Wechselspannungen erzeugen. Diese Mikrofone haben jedoch eingebaute Analog-Digital-Wandler, die diese Wechselspannungen in digitale Daten umwandeln, bevor Audio vom Mikrofon ausgegeben wird.

Verwandte Fragen

Wird Phantomspeisung mein Mikrofon beschädigen? Phantomspeisung kann die Bändchenmembranen einiger älterer Bändchenmikrofone beschädigen, die nicht für den Empfang von +48 V ausgelegt sind. Moderne Mikrofone benötigen entweder Phantomspeisung oder haben Transformatoren an ihren Ausgängen, die Gleichstrom effektiv blockieren und nicht beschädigt werden, wenn Phantomspeisung angelegt wird.

Sind dynamische Mikrofone aktiv oder passiv? Die überwiegende Mehrheit der dynamischen Mikrofone ist passiv. Dynamische Mikrofone wandeln Energie durch elektromagnetische Induktion um und benötigen für den Betrieb keine Stromversorgung. Allerdings gibt es einige dynamische Mikrofondesigns(insbesondere Bändchenmikrofone), die eingebaute Vorverstärker haben und daher aktiv sind.