Grundlagen der Akustik und Mikrofontechnik

Grundlagen der Akustik

• Schall: Schall ist alles, was wir hören. Es handelt sich um eine longitudinale mechanische Welle, die sich durch elastische Medien wie Luft oder Wasser ausbreitet.
• Schalldruck: Variationen im Raum, die durch eine Schallwelle bei ihrer Ausbreitung erzeugt werden.
• Schallintensität: Die Energie nimmt mit zunehmender Amplitude der Schwingung zu, wodurch mehr Energie durch das Medium transportiert wird.
• Tonhöhe: Definiert als die Eigenschaft, die es ermöglicht, das Audio-Frequenzspektrum in tief, mittel und hoch zu unterscheiden.
• Klangfarbe (Timbre): Die Eigenschaft, die es ermöglicht, verschiedene Musikinstrumente zu identifizieren, selbst wenn sie den gleichen Ton mit der gleichen Intensität emittieren.
• Lautstärke (Loudness): Die Wahrnehmung der Schallintensität durch unser Ohr.
• Dynamikumfang: Der Unterschied in einem Audiosignal zwischen der Amplitude der größten Intensität und dem schwächsten Schallsignal.
• Absolute Hörschwelle: Der Lautstärkewert, unterhalb dessen es unmöglich ist, einen Ton wahrzunehmen.

Physikalische Phänomene des Schalls

• Reflexion: Die Veränderung der Richtung einer Schallwelle.
• Beugung: Tritt auf, wenn sich eine Schallwelle ausbreitet und auf ein Hindernis trifft, dessen Abmessungen oder Öffnungen kleiner als die Wellenlänge sind.
• Echo: Tritt auf, wenn der reflektierte Schall in einem Abstand von 17 Metern oder mehr von der Punktquelle wahrgenommen wird.
• Nachhall: Wahrnehmung von reflektierten Schallwellen in einem Abstand von weniger als 17 Metern von der Punktquelle.
• Interferenzen: Effekte, die entstehen, wenn sich der direkte Schall mit mehreren Reflexionen überlagert.

Mikrofontechnik

• Mikrofon: Ein Element, das Schallwellen erfasst und Druckschwankungen auf einer Membran in elektrische Energie umwandelt.
• Omnidirektionales Mikrofon: Besitzt die gleiche Empfindlichkeit gegenüber einfallenden Schallwellen aus allen Richtungen.
• Duplex-Freisprechen: Nutzt den Druck auf beiden Seiten der Membran, um Geräusche aus anderen Richtungen zu minimieren.
• Unidirektionales Mikrofon: Erfasst bevorzugt Klänge von vorne und dämpft Schall aus anderen Richtungen.
• Hypernieren-Mikrofon: Zeichnet sich durch eine sehr gute Rückdämpfung aus.
• Shotgun-Mikrofon: Entwickelt für die gezielte Tonaufnahme einer bestimmten Quelle, während Umgebungsgeräusche ausgeblendet werden.
• Piezoelektrisches Mikrofon: Erzeugt eine elektrische Ladung, wenn es durch Schalldruck verformt wird.
• Dynamisches Mikrofon: Basiert auf der Erzeugung einer elektromotorischen Kraft, wenn sich ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld bewegt.
• Kabelloses Mikrofon: Besteht aus einem Mikrofon und einem FM-Sender mit Antenne, der das Signal an einen Empfänger überträgt, welcher das Funksignal wieder in ein Audiosignal wandelt.
• Mikrofontest: Bei dynamischen Mikrofonen kann die Funktion durch Messung der Spulenkontinuität mit einem Multimeter geprüft werden.

Lautsprechertechnik

• Dynamischer Lautsprecher: Basiert auf einem elektromagnetischen Prinzip. Der Motor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie und diese in Schallwellen um.
• Elektrostatischer Lautsprecher: Besteht aus einer leichten Polyesterfolie, die zwischen zwei festen Platten platziert ist und das Audiosignal empfängt.