Sonus begrippenlijst, microfoon, meetmicrofoon, concensatormicrofoon

(Condensator) microfoon

Een microfoon zet het akoestische signaal (geluiddruk) om in een elektrisch signaal. Bij het meest gebruikte type meetmicrofoon, de condensatormicrofoon, gebeurt dit door middel van een zeer dun en kwetsbaar membraan evenwijdig aan en op korte afstand van een vlakke, relatief stijve elektrode. Het membraan en de elektrode vormen samen een condensator. In de onderstaande figuur is een schematische doorsnede van een condensatormicrofoon gegeven.

Een condensator bestaat uit twee parallelle platen met daartussen een elektrisch isolerend materiaal, in het geval van de microfoon is dit lucht. De platen hebben een constante lading die even groot is, maar tegengesteld van teken. De capaciteit van de condensator hangt af van de oppervlakte van de platen, de afstand ertussen en de zogenaamde diëlektrische constante van het tussenmedium.

Aan de achterzijde van het membraan heerst de atmosferische druk. Wanneer op de microfoon een geluidgolf invalt, is de druk aan de voorzijde afwisselend hoger en lager dan aan de achterzijde. Hierdoor beweegt het membraan en varieert de afstand tussen het membraan en de zware elektrode, en daarmee varieert ook de capaciteit. Bij een constante lading op de platen van de condensator resulteert dit in een variabele spanning over de platen.

De constante lading ontstaat door het aanbrengen van een polarisatiespanning. De microfoon kan ofwel extern worden gepolariseerd ofwel voorgepolariseerd zijn. In het eerste geval wordt met een externe voeding - die kan zijn geïntegreerd in het meetinstrument - een gelijkspanning over de condensator aangebracht, vaak is dit 200V. In het tweede geval wordt tegen de achterelektrode een dunne laag elektreet aangebracht. Dit is een stof met gepolariseerde, gerichte ladingdragers, waardoor externe polarisatie overbodig is.

Om te voorkomen dat het dunne membraan scheurt bij een verandering van de atmosferische luchtdruk bevindt zich tussen het membraan en de achterplaat een lekgat. Voor zeer lage frequenties is hierdoor drukvereffening tussen voor- en achterzijde van het membraan mogelijk. De weerstand van dit kanaaltje is hoog genoeg om bij hogere frequenties het binnendringen van geluidgolven tegen te gaan.

Microfoons zijn in diverse maten verkrijgbaar. De maat wordt opgegeven als de diameter in inches. Standaard zijn de maten 1", ½", ¼", maar ook andere afmetingen komen voor. Het meest gebruikt, want het veelzijdigst toepasbaar, zijn ½" microfoons.