Empfängerprinzipien

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Das Empfängerprinzip von Mikrofonen beschreibt, wie sie auf Schall aus verschiedenen Richtungen reagieren. Es gibt zwei Haupttypen.

Druckempfänger

Ein Druckempfänger ist ein Mikrofon, das auf den Schalldruck reagiert und somit ungerichtet arbeitet. Das bedeutet, es hat in alle Richtungen die gleiche Empfindlichkeit, da der Druck eine skalare, also richtungsunabhängige Größe ist. In der Praxis kann jedoch bei hohen Frequenzen eine Richtwirkung durch Interferenzen, Beugung und Reflexion entstehen, weil die Größe des Mikrofons in den Bereich der Schallwellenlängen fällt.

Druckempfänger werden je nach Einsatzgebiet optimiert, um den Frequenzgang für bestimmte Umgebungen wie Freifeld, Diffusfeld oder Druckfeld anzupassen. Dies geschieht durch spezielle akustische Netzwerke oder elektrische Filterungen. Druckempfänger haben zudem eine kleine Öffnung zur Anpassung an Änderungen im Luftdruck, die jedoch den Audiobereich nicht beeinflusst.

Druckgradientenempfänger

Ein Druckgradientenempfänger ist ein Mikrofon, das auf die Druckdifferenz zwischen der Vorder- und Rückseite der Membran reagiert. Diese Druckdifferenz entsteht durch die unterschiedliche Schalllaufzeit auf beiden Seiten der Membran. Die Membran wird dabei beidseitig dem Schall ausgesetzt, was bei Schalleinfall von vorne und hinten identische Signale erzeugt, jedoch bei rückwärtigem Schall mit umgekehrter Polarität.

Durch diese Bauweise ergibt sich eine Richtcharakteristik in Form einer „Acht“, bei der Schall aus 90° Winkeln (seitlich) keine Reaktion auslöst. Der Frequenzgang steigt bis zu einer bestimmten Frequenz an, oberhalb derer Interferenzen oder Auslöschungen auftreten. Ein Druckgradientenempfänger ist besonders empfindlich gegenüber tiefen Frequenzen im Nahfeld, was den sogenannten Nahbesprechungseffekt verstärkt, während Druckempfänger diesen Effekt nicht zeigen.



Durch Kombinationen dieser Prinzipien entstehen weitere Richtcharakteristiken, wie die Niere (empfindlich nach vorne, unempfindlich nach hinten) und die Superniere oder Hyperniere, die eine größere Richtwirkung bieten.