Was macht ein Mikrofon besser als ein anderes und wie mache ich mein eigenes?

Ich bin neugierig auf Mikrofone und habe ein paar Fragen.

1. Was ist die Schlüsselkomponente in ihnen, die einen besser macht als den anderen?
2. Was braucht es, um ein hochwertiges Mikrofon selbst zu bauen? Ich suche nach einem guten Mikrofon und habe mir als Beispiel den Blauen Yeti angesehen , was mich nur wunderte. Ich weiß, es ist besser als mein Dollarmikrofon, möchte aber wissen, warum.
3. Nur zum Spaß habe ich mir ein billiges Kondensatormikrofon (2,2 kOhm, 1,5 V) gekauft , um damit herumzuspielen , aber ich habe keine Ahnung, wo die Grenzen liegen. Wofür wäre ein solches Mikrofon nützlich?

Zu fragen, was ein Mikrofon besser macht als ein anderes, ist wie zu fragen, was ein Auto besser macht als ein anderes. Dies ist ein RIESIGES Thema, für das ich nur einen Überblick geben kann. Aber hier geht es:

Membran

Natürlich ist das Zwerchfell das wichtigste (aber gerade noch). Dies ist der Teil, der sich als Reaktion auf den Ton bewegt und den Ton irgendwie in elektrische Signale umwandelt. Dies ist der Teil, der bestimmt, ob es sich bei Ihrem Mikrofon um ein dynamisches Mikrofon, einen Kondensator, ein Band oder einen anderen Mikrofontyp handelt.

Um einen guten Frequenzgang zu erzielen, muss die Membran sehr leicht sein. Je leichter desto besser. Aber je leichter etwas ist, desto zerbrechlicher ist es. Es müssen also Schritte unternommen werden, um es robuster zu machen und / oder vor Beschädigungen zu schützen.

Eine gute Membran widersteht auch Umweltschäden. Meist Feuchtigkeit, aber auch Rauch, extreme Temperaturen, Schock usw.

Der Bau einer Membran ist sehr schwierig und erfordert spezielle Materialien und Maschinen. Dies geht über fast jeden Hobbyisten und sogar die meisten Unternehmen hinaus. Es ist zu vermuten, dass mehr als 75% der an Orten wie Guitar Center verkauften Mikrofonmarken keine eigenen Membranen herstellen - und es könnten sogar 90% sein.

Es ist möglich, ein Diaphragma in Ihrem Zuhause herzustellen, aber es klingt überhaupt nicht gut. Sie haben das Glück, eine zu machen, die "Telefonqualität" hat.

Manchmal wird das Diaphragma als "Mikrofonkapsel" bezeichnet, aber das kann manchmal irreführend sein.

Mechanisch

Die mechanischen Eigenschaften des Mikrofons sind nicht zu unterschätzen. Mit mechanischem Zeug meine ich alles, was nicht die Membran oder elektrisch ist. Der Körper des Mikrofons, der Grill, die Positionierung der Membran im Inneren des Mikrofons und sogar der Mikrofonclip.

Es ist in erster Linie das mechanische Design, das bestimmt, ob das Mikrofon eine Niere, eine Kugel oder eine Hyperniere ist. Wahrscheinlich mehr auf den Punkt gebracht, ist es das mechanische Design, das bestimmt, wie viel ungewolltes Geräusch zurückgewiesen wird. Dies geschieht durch die Platzierung der Blende und das Design des Grills.

Eine weitere wichtige Aufgabe des mechanischen Aufbaus ist die Reduzierung von Handhabungsgeräuschen - Geräusche, die von Personen verursacht werden, die das Mikrofon halten, bewegen oder einstellen. Bei wirklich schlechten Mikrofonen ist es deutlich zu hören, wenn Sie nur Ihre Hand bewegen, während Sie das Mikrofon halten.

Das mechanische Design schützt das Mikrofon auch vor Wind, Atem, Spucke, Rauch, Bier usw.

Elektrisch

Die meisten Mikrofone, insbesondere Kondensatormikrofone, verfügen über eine Elektronik, die das Signal von der Membran verstärkt, bevor es ausgegeben wird. Einige Mikrofone verfügen auch über einfach schaltbare Hochpassfilter, die das Handling und die Windgeräusche weiter reduzieren.

Natürlich muss die Elektronik rauscharm sein und gleichzeitig einen großen Dynamikbereich ohne Verzerrung bewältigen können. Auch wenn diese Schaltungen normalerweise sehr einfach sind, ist es leichter gesagt als getan, sie in hoher Qualität herzustellen.

Dies wird für die USB-Mics, die herauskommen, noch schwieriger. Die Herstellung eines USB-Mikrofons für Endverbraucher ist nicht allzu schwierig, ein USB-Mikrofon für Studios ist jedoch aufgrund der zusätzlichen Elektronik schwierig.

Konsistenz

Die oben genannten Dinge konsequent zu tun, ist für einen Mikrofonhersteller überaus wichtig. Sobald Sie die teure Produktionsausrüstung haben, ist es relativ einfach, ein Qualitätsmikrofon herzustellen. Es ist jedoch schwierig, zwei Qualitätsmikrofone zu erstellen, deren Ausgangspegel, Frequenzgang, Einschwingzeit usw. zueinander passen.

Dies ist besonders wichtig, wenn Sie ein Paar Mikrofone für Stereoaufnahmen benötigen. Wenn das linke Mikrofon einen etwas anderen Frequenzgang als das rechte Mikrofon hat, klingt die Aufnahme komisch. Fast jede Mikrofonfirma verkauft "passende Mikrofonpaare", bei denen sie eine Reihe von Mikrofonen durchgehen und zwei finden, die sehr genau aufeinander abgestimmt sind. Andere Unternehmen werden sich nicht einmal darum kümmern, da es ihnen schwer fällt, 2 gleiche zu machen.

Aufbau eines hochwertigen Mikrofons zu Hause

Das ist super schwierig, hängt aber davon ab, wie viel du selbst machen willst. Es ist fast unmöglich, eines von Grund auf neu herzustellen, da es Fähigkeiten und Ausrüstung erfordert, die selten bei einer Person anzutreffen sind (Aufdampfen, Elektronik, Metallverarbeitung, Kunststoff- und / oder Gummispritzguss usw.).

Sie können eine dieser Aufgaben übernehmen und mit dieser Aufgabe ein vorhandenes Mikrofon neu erstellen. Sie könnten zum Beispiel ein billiges chinesisches Mikrofon nehmen und die Elektronik darin umbauen oder neu gestalten. Oder holen Sie sich eine Metalldreh- und Fräsmaschine und gestalten Sie den Körper eines vorhandenen Mikrofons neu.

Bei sorgfältiger Recherche und Planung ist es durchaus möglich, ein Mikrofon für 75 US-Dollar zu nehmen und es zu einem Mikrofon für 500 US-Dollar zu machen.

Aber machen Sie sich nicht die Mühe, Ihre eigenen Diaphragmen herzustellen, wenn die Audioqualität Ihr Ziel ist. Machen Sie auf jeden Fall einen, nur um etwas zu lernen, aber erwarten Sie nicht, dass es gut klingt.

El-Cheapo Kondensatormikrofon Kapseln

Diese sind für professionelles Audio nicht besonders nützlich. Die Qualität ist in Bezug auf Rauschen, Frequenzgang, Dynamikumfang usw. einfach nicht vorhanden. Professionelle Kondensatoren haben eine Membran mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,0 Zoll, um empfindlich zu sein und einen besseren Frequenzgang zu erzielen. Die billigen sind in der Regel weniger als 0,25 Zoll und möglicherweise 0,10 Zoll.

Mikrofon-Arrays

Ein aufstrebendes Gebiet der Mikrofonforschung ist heute die Verwendung von Mikrofonarrays. Hier werden viele el-cheapo-Mikrofone eingesetzt und sinnvoll kombiniert. Normalerweise werden die Mikrofonarrays verwendet, um ein Richtmikrofon für Telekonferenzen und ähnliche Anwendungen zu erstellen. Dies ist ein Bereich, in dem jemand zu Hause leichter spielen und möglicherweise etwas finden kann, das besser funktioniert als das, was im Handel erhältlich ist.

Q1

Ein paar Dinge, die mir einfallen, sind:

• Dynamischer Bereich - Der Bereich zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Schalldruckpegel, mit dem das Mikrofon umgehen kann. Zum Beispiel erfordert das Rascheln der Blätter eine gute Leistung auf niedrigem Niveau, und das Rascheln einer Bassdrum erfordert eine gute Leistung auf hohem Niveau (dh keine Verzerrung).
• Frequenzgang - Ebenheit über die Bandbreite (zB 20Hz - 20kHz) ist normalerweise wünschenswert, kann aber zB für einen besseren Bassgang ausgelegt werden.
• Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und Eigenrauschen - Das Signal-Rausch-Verhältnis ist das Verhältnis eines Referenzsignals zu dem Geräusch, das das Mikrofon erzeugt, wenn kein Geräusch vorhanden ist (Eigenrauschen). Ein hohes SNR ist also gut und ein niedriges Eigenrauschen ist gut. Kondensatormikrofone sind im Allgemeinen sehr empfindlich, es ist einfacher, eine gute SNR-Leistung zu erzielen, und sie eignen sich daher gut für Audio mit niedrigem Pegel.
• Direktivität - wie der Schallwinkel die Reaktion beeinflusst. Unterschiedliche Mikrofontypen haben unterschiedliche Muster. Dies wird sowohl von der Art des Elements (dynamisch, Kondensator, Farbband usw.) als auch von der Gehäusekonstruktion beeinflusst:

Hier wird das Richtung Antwortmuster (bekannt als polares Muster ) für eine typische Niere (links) und Shotgun - Mikrofon (rechts)

Normalerweise werden sie in 2D angegeben, aber für Neueinsteiger ist es möglicherweise einfacher zu verstehen, ob wir eine 3D-Darstellung sehen können - hier ist dasselbe Nierenmuster in 3D:

Daraus können wir ersehen, dass z. B. die Schrotflinte ein gutes Mikrofon ist, wenn Sie nur Schall aus einer bestimmten Richtung aufnehmen müssen.

• Impedanz - wie einfach es ist, das Mikrofon an verschiedene Arten von Geräten anzupassen, und wie empfindlich es gegenüber Geräuschen sein kann (z. B. Piezomikrofone, die häufig bei akustischen Instrumenten verwendet werden, sind sehr empfindlich gegenüber Vibrationen). Beispielsweise ist ein Mikrofon mit niedriger Impedanz besser zur Verwendung mit langen Kabeln (kein Brummen aufnehmen)
• Haltbarkeit - wie leicht das Mikrofon beschädigt werden kann. IIRC-Bändchenmikrofone sind ziemlich zerbrechlich und müssen mit Vorsicht behandelt werden. Professionelle Kondensatorelemente können ebenfalls leicht beschädigt werden. Weniger zerbrechliche Typen umfassen dynamische (sich bewegende Spule) und Kohlenstoff.
• Preis - wie bei vielen anderen Audio-Dingen hängt dies nicht immer von der Leistung ab. Eine billige Elektretkapsel (~ £ 1) kann bei richtiger Vorspannung einen viel besseren Frequenzgang haben als z. B. ein altes Kondensatormikrofon, das Hunderte betragen könnte. Hier (von Elliott Sound Products) finden Sie eine Diskussion und ein Beispiel für die Verwendung einer billigen Elektretkapsel (häufig böswillig, dies liegt jedoch in der Regel am schlechten Design und nicht an der Kapsel selbst), um ein Testmikrofon mit einer Leistung herzustellen, die mit professionellen Modellen vergleichbar ist.
  Für eine noch detailliertere und hervorragendere Diskussion bietet sich diese These anvergleicht ein Testmikrofon, das mit einer ~ £ 1-Elektretkapsel (Gesamtkosten ca. £ 15) gebaut wurde, mit einem Pro-Mikrofon-Setup, das ~ £ 500 kostet. Das billige Mikrofon übertrifft oder entspricht in den meisten Bereichen dem Profi-Mikrofon. Hier ist zum Beispiel das Grundrauschen für beide Mikrofone:

Q2

Wenn Sie die Kapsel selbst entwerfen möchten, ist der Bau eines Qualitätsmikrofons aufgrund der zerbrechlichen und fummeligen Natur vieler Typen recht schwierig. Ich würde mich wahrscheinlich für so etwas wie einen großen Kondensator oder ein Elektretmikrofon entscheiden - Sie sollten in der Lage sein, das richtige Filmmaterial zu beschaffen, oder Sie können etwas Mylar beschaffen und es mit einer HV - Versorgung dauerhaft aufladen (suchen Sie nach elektrostatischen Lautsprechern) Ideen)
Dann sehen Sie sich einige Schaltpläne für die Vorverstärkerschaltung an, die für Kondensatormikrofone erforderlich sind (aufgrund ihrer hohen Impedanz).
Erwarten Sie keine großartigen Ergebnisse, aber wenn Sie genug recherchieren und sich Zeit lassen, wissen Sie es nie. Es wird mit Sicherheit ein unterhaltsames Lernprojekt.

Wenn Sie eine vorhandene Kapsel nehmen und ein Mikrofon darauf aufbauen möchten, ist es viel einfacher, gute Ergebnisse zu erzielen. Es ist durchaus möglich, sofort verfügbare Komponenten und Werkzeuge zu verwenden. Das sorgfältige Lesen der obigen These wäre ein ausgezeichneter Ausgangspunkt.

Q3

Für die dritte Frage ist es schwer zu sagen, ohne die technischen Daten / das Datenblatt zu sehen, aber es wird wahrscheinlich als Allzweck-Sprach- / Musikmikrofon nützlich sein (nicht für sehr hohe Pegel).
Die Qualität sollte für jeden Verbraucher geeignet sein, wird es aber wahrscheinlich sein die "Pro-Audio" -Standards nicht erfüllen (obwohl der Preis oben angegeben ist, ist nichts sicher)

Die Wiki-Seite über Mikrofone ist eine gute, sehr gute Einführung in viele verschiedene Typen - eine Lektüre wert.