Dit artikel is oorspronkelijk in het Engels geschreven en automatisch vertaald.
Geldige termen en voorschriften voor studiomicrofoons zijn gestandaardiseerd in de DIN-IEC 268-4.
Het akoestische werkingsprincipe
1a. Drukomzetter
Drukomzetters stellen alleen de voorkant van het membraan bloot aan de geluidsbron. De uitgang die door de microfoon wordt geproduceerd, hangt alleen af van de geluidsdruk voor het membraan. Daarom is deze in grote mate niet-directioneel (omnidirectionele karakteristiek). Afhankelijk van de grootte van het membraan worden hoge frequenties met toenemende directiviteit overgedragen, afwijkend van de omnidirectionele karakteristiek.
1b. Drukgradiëntomzetter
Drukgradiëntomzetters stellen beide zijden van het membraan bloot aan de geluidsbron. In het geval van een ideale drukgradiëntomzetter hangt de spanning die door de microfoon wordt overgedragen alleen af van het verschil in druk voor en achter het membraan. Het resultaat is een 8-vormige karakteristiek. Door het constructieve ontwerp van de microfooncapsule met vertraginglijnen kunnen eenzijdige richtingskarakteristieken worden verkregen, zoals bijvoorbeeld wijdhoek cardioïde, cardioïde en hypercardioïde.
1c. Interferentie-omzetter
De interferentie-omzetter heeft voor de capsule een buis met zijdelingse geluidsdoorlaatbaarheid (shotgun). Geluidsincidente van de zijkant wordt gedeeltelijk opgeheven door multipad-cancellatie. Dit resulteert in een zeer directioneel shotgun-polaire patroon. Het interferentieprincipe werkt alleen tot een bepaalde afkapfrequentie, afhankelijk van de lengte van de buis. Onder deze frequentie werkt de microfoon als een drukgradiëntomzetter met hypercardioïde karakteristiek.
Polair patroon
Afhankelijk van hun akoestische principe reageren microfoons met verschillende gevoeligheid op geluidsbronnen uit verschillende richtingen. Drukomzetters hebben een min of meer niet-directionele gevoeligheid (omnidirectionele karakteristiek). Drukgradiëntomzetters kunnen verschillende polaire patronen hebben: wijdhoek cardioïde, cardioïde, hypercardioïde of 8-vormig. Interferentie-omzetters vergroten verder de directiviteit van het polaire patroon (shotgun-karakteristiek).
Het dummyhoofd is een uitzondering: het heeft het richtingspatroon van het menselijk oor.
Om fysieke redenen zijn drukomzetters ofwel diffuse-veld of vrije-veld geëgaliseerd.
- Diffuse-veld geëgaliseerd
Een diffuse-veld geëgaliseerde drukomzetter is zo afgestemd dat de frequentierespons vlak is bij diffuse (alledaagse) geluidsinvallen. Frontale geluidsinvallen veroorzaken een stijging in hoge frequenties als gevolg van de drukopbouw voor het membraan.
- Vrije-veld geëgaliseerd
Een vrije-veld geëgaliseerde drukomzetter is zo afgestemd dat de frequentierespons vlak is bij frontale (0°) geluidsinvallen. Diffuse geluidsinvallen resulteren in een afname van hoge frequenties.
Transmissiebereik
Het transmissiebereik geeft het frequentiebereik aan dat door de fabrikant voor elke microfoon is gedefinieerd. Voor studiocondensatormicrofoons loopt dit meestal van 20 Hz tot 20 kHz.
Gevoeligheid (bij 1 kHz)
De gevoeligheid geeft de RMS-spanning aan die een microfoon genereert wanneer deze wordt blootgesteld aan 1 Pa = 94 dB geluidsdruk onder vrije-veldcondities. De waarde verwijst naar een frequentie van 1 kHz en een belastingimpedantie van 1 kohm. De waarden zijn iets hoger zonder belasting. Voor studiocondensatormicrofoons ligt de vrije-veldgevoeligheid gewoonlijk tussen 8 mV/Pa en 40 mV/Pa.
Nominale impedantie
De nominale impedantie is de complexe uitgangsweerstand van de microfoon. De ingangsimpedantie van de volgende microfoonvoorversterker moet minstens drie keer zo hoog zijn.
Nominale belastingsimpedantie
De nominale belastingsimpedantie is de kleinste aanbevolen impedantie van de volgende microfoonvoorversterker om de nominale waarden van de microfoon te waarborgen.
De nominale belastingsimpedantie moet altijd minstens drie keer zo hoog zijn als de nominale impedantie van de microfoon.
Equivalent luidheidsniveau door inherente ruis
Afgezien van het audiosignaal bevat het uitgangssignaal van elke microfoon altijd een laag ruisniveau. Om de omvang van deze ruisspanning aan te geven, wordt deze opgegeven als een fictief geluidsdrukniveau. Bij een ideale ruisvrije microfoon zou een geluidsdrukniveau van deze waarde resulteren in een uitgangsspanning die gelijk is aan de inherente ruisspanning.
De inherente ruis wordt gemeten en gewogen volgens CCIR 468-3, ook DIN/IEC 651 (A-gewogen), om het resultaat te correleren met de waarneming van het menselijk oor.
Voor studiocondensatormicrofoons ligt het equivalente ruisniveau gewoonlijk tussen 20 en 30 dB (CCIR), of 10 tot 20 dB (A).
S/N-verhouding
De S/N (signaal-ruis) verhouding is het verschil tussen het 94 dB = 1 Pa referentiegeluidsniveau en het equivalente ruisniveau.
Voor studiocondensatormicrofoons ligt de signaal-ruisverhouding gewoonlijk tussen 74 en 64 dB (CCIR), of 84 tot 74 dB (A).
Max. SPL
Het maximale geluidsdrukniveau geeft de grenzen aan van de elektrische schakeling van de microfoon. De vervorming van de microfoonversterker is dan k < 0,5 %. De referentiefrequentie is f = 1 kHz.
Als de microfoon een voorverzwakkingsschakelaar heeft, kan deze waarde met 6 tot 10 dB worden verhoogd.
Maximale uitgangsspanning
De maximale uitgangsspanning wordt bereikt wanneer de microfoon wordt blootgesteld aan het maximale geluidsdrukniveau. De vervorming van de microfoonversterker is dan k < 0,5 %.
Bij transformatorloze schakeling bereikt de maximale uitgangsspanning 2,5 V RMS, overeenkomend met +10 dBu. (rel. 0,775 V).
Dynamisch bereik
Het dynamisch bereik is het verschil tussen het maximale geluidsdrukniveau en het A-gewogen equivalente ruisniveau (gewogen volgens DIN/IEC 651). Het karakteriseert de dynamiek van de microfoon tussen inherente ruis en vervorming.
Studiocondensatormicrofoons werken met een dynamisch bereik van meer dan 130 dB.
Voeding
Bijna elke studiomicrofoon heeft 48 V ± 4 V fantoomvoeding nodig (P 48, IEC 268-15). De fantoomvoeding wordt symmetrisch gevoed aan beide modulatiegeleiders en teruggeleid via de kabelafscherming.
Sommige microfoons kunnen ook worden gevoed met batterijen of een stekker-netvoeding.
Stroomverbruik
Bijna elke studiomicrofoon heeft 48 V ± 4 V fantoomvoeding nodig (P 48, IEC 268-15). Om een perfecte werking van de microfoon te garanderen, moeten de gebruikte voedingen ten minste de aangegeven stroom leveren.