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1. Empfindlichkeit: dB re 1 V/Pa ← → Übertragungsfaktor in mV/Pa
Wofür steht die Abkürzung re? Dieses re heißt regarding oder in reference to = in Bezug auf.
Mikro ist ein Vorsatz für Maßeinheiten und sollte besser umgangssprachlich nicht für Mikrofon verwendet werden.
Das Präfix 1 Mikro (µ) entspricht 10−6 = 0,000001 = 1 Millionstel
| Häufig wird bei außer-europäischen Mikrofonen die Empfindlichkeit, also der Feldbetriebsübertragungsfaktor (Übertragungsfaktor = transfer factor), nicht in der bei uns üblichen Maßeinheit "mV/Pa" angeben, sondern als "Empfindlichkeit = sensitivity" = Übertragungsmaß in "dB re 1 V/Pa". Hierbei entspricht 1 Pa ≡ 94 dB-SPL In den Datenblättern wird die Empfindlichkeit gern mit Feld-Betriebs-Übertragungsfaktor oder Feld-Leerlaufs- Übertragungsfaktor bezeichnet und gilt immer für die Frequenz 1 kHz, wenn nicht anders angegeben. Mikrofone wandeln schlicht den Schall(wechsel)druck p (Pascal Pa) in Audio-Wechselspannung U (Volt V). Vergiss dabei unbedingt die Energie als Ausgangsleistung des Mikrofons! |
| Fülle das richtige Eingabefeld oben aus und klicke auf die Berechnungs-Taste darunter. Die Empfindlichkeit muss unbedingt als negativer dB-Wert eingegeben werden. |
| Übertragungsfaktor, bei 1 kHz und 1 Pa ≡ 94 dB SPL M = 50 mV/Pa bzw. alternativ: Übertragungsmaß, dB re 1V/Pa (1 kHz) LM = 20 · log10 (M/MR) = −26 dBV mit MR = 1V/Pa. Dieses ist also die Ausgangsspannung, die das Mikrofon bei Beschallung mit 1 Pa = 94 dB SPL abgibt. Wird nun eine A-bewertete Störspannung von z. B. UR = 5,6 µV bzw. −105 dBV gemessen, kann über M = UR / pR der äquivalente Schalldruck pR bestimmt werden. Mit LR = 20 · log10 (pR/p0) und dem Referenzschalldruck p0 = 2 · 10−5 Pa ≡ 0 dB SPL wird der äquivalente Störschalldruckpegel zu LR = 15 dB-A bestimmt. |
2. Sensitivity: dB re 1 V/dyn/cm2 ← → Übertragungsfaktor: mV/Pa
| In den USA wird teilweise noch heute der Feldbetriebsübertragungsfaktor nicht in der bei uns üblichen Maßeinheit "mV/Pa" angeben, sondern als "sensitivity" (Übertragungsmaß) in "dB re 1 V/dyn/cm2". In den Datenblättern wird die Empfindlichkeit mit sensitivity bezeichnet und gilt immer für die Frequenz 1 kHz, wenn nicht anders angegeben. re = in Bezug auf. |
| Fülle das richtige Eingabefeld oben aus und klicke auf die Berechnungs-Taste darunter. Die Sensitivity muss unbedingt als negativer dB-Wert eingegeben werden. Bei Dezimal-Eingabe ist der Punkt zu verwenden. |
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1 µbar = 1 dyn/cm2 = 0,1 Pascal und 1 Pascal = 10 µbar = 10 dyn/cm2 1 mV/µbar = 10 mV/Pa oder 1 mV/Pa = 0,1 mV/µbar und Pascal = Newton/m2. Pascal wird englisch klein geschrieben: pascal und Dyn ist dyne, im Plural dynes und Mikrobar ist microbar. Ein typisches Kleinmembran-Kondensatormikrofon mit 12 mV/Pa sind das Gleiche wie 1,0 mV/µbar. Aber 10 Pa sind 100 µbar. −40 dB "re 1V/Pa" entsprechen −60 dB "re 1V/microbar". Das ist ein Unterschied von 20 dB. Der Schalldruck p ist genauer der Schallwechseldruck als Effektivwert. |
| Alle Feldgrößen, wie z. B. die elektrische Wechselspannung oder der Schallwechseldruck werden in der Audio-Technik immer als Effektivwert (RMS) angegeben, ohne dass das extra angegeben werden muss. |
| Eine oft gehörte Frage: Warum werden die Mikrofonausgangs- spannungen (Pegel) als negative Dezibel (dB) angegeben? Antwort: Weil alle Mikrofone eine Spannung abgeben, die weniger als 1 Volt ≡ 0 dB beim Bezugsschalldruckpegel von 94 dB bzw. 74 dB beträgt. |
| Der Übertragungsfaktor (Transfer-Faktor) in mV/Pa zeigt deutlich, dass Mikrofone den Schallwechseldruck (Pa) in Audiospannung (mV) wandeln. Energie und Leistung spielen bei den Mikrofonwandlern dieser Sensoren keine Rolle. Auch werden unsere Trommelfelle durch den Schallwechseldruck bewegt. Schalldruck als Schallfeldgröße kann nicht das gleiche sein, wie Schallintensität oder Schallleistung als Schallenergiegröße. |
| An einem Mikrofon hat der Begriff "Ausgangsleistung" nichts zu suchen. |
| Die hin und wieder in Datenblättern gemachten Leistungsangaben (dBm) sind zu vergessen; sie haben keine Bedeutung in Bezug zu Mikrofonen. Die Bezeichnung "dB SPL" ist ein Maß für den Schall-Druck-Pegel = Sound Pressure Level (SPL), der die Kraft darstellt, mit der die akustischen Schallwellen als Luftteilchen auf eine Fläche drücken. Mikrofone sind Sensoren im Schallfeld, die eine dem Schalldruck analoge Spannung liefern. Mikrofone messen Schalldruck oder manchmal können sie die Partikelgeschwindigkeit (Schnelle) messen, aber sie messen nie die Schallintensität direkt. Intensitätstereofonie ist eine unglückliche, sprachlich falsche Bezeichnung, die sich für Stereosignale eingebürgert hat, die sich allein durch Pegelunterschiede unterscheiden. Diese "Pegelunterschiede" oder Amplitudenunterschiede wurden ungenau "Intensitäts"-Unterschiede genannt. Aber Schallintensität ist eine spezifisch definierte Größe (Energie) die nicht durch ein einfaches Mikrofon gewandelt werden kann, noch würde so etwas bei Musikaufnahmen nützlich sein, wenn das möglich wäre. Unsere Ohren (Trommelfelle) sind für den Schalldruck empfindlich, genau so wie die Mikrofone (Membranen). Als Akustiker und Schallschützer (Lärmbekämpfer) braucht man die Schallintensität - jedoch benötigt man diese als Sound-Designer (Tontechniker) kaum. Man kümmere sich eher um den Schallwechseldruck und den Pegel (Schalldruckpegel) als Wirkung an seinen Ohren und den Mikrofonen. Merke: Die Ausgangsspannung eines Mikrofons ist dem einfallenden Schalldruck proportional. Ein Studiomikrofon wird nie mit einer Last betrieben, die seinem eigenen internen Widerstand gleich ist. Der Lastwiderstand (die Impedanz) sollte mindestens zehnmal größer als der Innenwiderstand des Mikrofons sein; also ein quasi unbelasteter Stromkreis. Hier ist nur die maximale Spannung wichtig und nicht die Energie bzw. die Leistung. Um die maximale Ausgangsspannung des Mikrofons in dBu zu bekommen, ist die Mikrofon-"Sensitivity" auf der linken Seite der Tabelle zu finden. Man muss dann nach rechts gehen, bis man unterhalb der maximalen SPL-Bewertung des Mikrofons ist. Als Beispiel sei hier ein Mikrofon mit einer Empfindlichkeit von 20 mV/Pa und einem maximalem Schalldruck von 130 dBSPL gegeben. Tabelle 1 erklärt uns, dass die maximale Ausgangsspannung +4 dBu ist. Man hat jetzt alles was man braucht, um Vorverstärker mit ihren jeweiligen maximalen Eingangspegeln vergleichen zu können. |
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Berechnung: Mikrofon-Dynamikbereich
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| Der Ersatzgeräuschpegel kann mit jedem Bewertungsfaktor eingegeben werden (A, CCIR 468 usw.) Der Dynamikbereich wird dann ebenso mit diesem Faktor belegt. Der Geräuschpegelabstand "S/N re 94 dB SPL" ist 94 dB minus Ersatzgeräuschpegel. Der Grenzschalldruck (max. SPL) sollte für 0,5 % THD (Klirrfaktor) angegeben sein. Ist die Angabe jedoch bei 1 % THD gemeint, dann sind glatt 6 dB abzuziehen, um einen korrekteren Vergleich zu haben. |
| Anmerkung: Es gibt keine Umrechnungsformel von bewerteten dBA-Werten in Schalldruckpegel dBSPL oder umgekehrt. |
| Audiogeräte zeigen in ihren Datenblättern häufig A-bewertete Pegel − nicht weil das mit unserem Gehör übereinstimmen würde − sondern weil damit beispielsweise Brummkomponenten versteckt werden können, die sonst ein Datenblatt schlechter aussehen lassen. Worte an helle Köpfe: Immer fragen, was ein Hersteller wohl zu verbergen hat, wenn die A-Frequenzbewertung angegeben wird. *) |
*) http://www.google.com/search?q=Always+wonder+what+a+manufacturer+Rane
Der Pegelwert eines bewerteten oder eines unbewerteten 1 kHz-Sinustons sollte identisch sein.
Übertragungsfaktor in mV/Pa und Empfindlichkeit
| Einfach den Wert links oder rechts eingeben. Der Rechner arbeitet in beiden Richtungen des ↔ Zeichens. |
Die Empfindlichkeit (Sensitivity) muss unbedingt als negativer dB-Wert eingegeben werden.
Der manchmal genannte Mikrofon-"power level" in dB ist falsch
Gemeint ist "sensitivity in dB re 1 V/Pa".
Zusammenschalten von Mikrofon und Vorverstärker Ri < Ra
Kondensatormikrofon-Daten im Vergleich
| Der Übertragungsfaktor (Transfer-Faktor) in mV/Pa zeigt deutlich, dass Mikrofone als Sensoren den Schallwechseldruck (Pa) direkt in Audiospannung (mV) wandeln. Energie und Leistung spielen bei diesen Mikrofonwandlern keine Rolle. Auch unsere Trommelfelle werden effektiv durch den Schalldruck bewegt. Schalldruck als Schallfeldgröße kann nicht das gleiche sein, wie Schallintensität als Schallenergiegröße. |
| "Eingangsempfindlichkeit" ist grundsätzlich das gleiche wie Empfindlichkeit, worin eine gewisse Redundanz steckt. Regler für die Eingangsempfindlichkeit findet man bei Verstärkern und anderen Audiogeräten, jedoch nicht bei Mikrofonen. |
Umrechnen von Schallgrößen (Pegel)
Akustische Äquivalenz zum Ohmschen Gesetz
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| In den "Specification Data" sucht man vergeblich das Wort "Elektret-Mikrofon" oder "electret microphone " denn diese Tatsache wird durch die Bezeichnung "pre-polarised condenser microphone" verschleiert. |
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