Het microfoonprincipe verwijst naar het fundamentele mechanisme waarmee een microfoon geluidsgolven omzet in een elektrisch signaal. Dit proces omvat de detectie van variaties in de geluidsdruk en de omzetting van deze variaties in overeenkomstige elektrische signalen die kunnen worden versterkt, opgenomen of verzonden. Microfoons werken op basis van verschillende principes, zoals elektromagnetische inductie, capaciteitsverandering of piëzo-elektrisch effect, afhankelijk van hun type en ontwerp.
Het concept van een microfoon draait om zijn functie als transducer, een apparaat dat de ene vorm van energie in de andere omzet. In het geval van een microfoon zet deze akoestische energie (geluidsgolven) om in elektrische energie. Door deze transformatie kan geluid worden vastgelegd, verwerkt en gereproduceerd door elektronische systemen. Microfoons worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder telecommunicatie, uitzendingen, audio-opnames en live geluidsversterking.
Een microfoon werkt door geluidsgolven op te vangen met een diafragma, een dun membraan dat trilt als reactie op geluidsdruk. Deze trillingen veroorzaken veranderingen in een elektrisch onderdeel, zoals een draadspiraal in een dynamische microfoon of de capaciteit tussen twee platen in een condensatormicrofoon. Deze veranderingen worden vervolgens omgezet in een elektrisch signaal dat de oorspronkelijke geluidsgolf weerspiegelt. Dit signaal kan worden versterkt, opgenomen of verzonden voor verschillende audiotoepassingen.
Het drukprincipe van een microfoon, ook wel het drukgradiëntprincipe genoemd, omvat de detectie van geluidsdrukvariaties op één punt. Bij een drukmicrofoon reageert het diafragma op veranderingen in de luchtdruk veroorzaakt door geluidsgolven. Deze drukveranderingen zorgen ervoor dat het diafragma beweegt, waardoor een elektrisch signaal ontstaat dat overeenkomt met de amplitude en frequentie van de geluidsgolf. Dit principe wordt vaak gebruikt in omnidirectionele microfoons, die geluid vanuit alle richtingen gelijkmatig opvangen.
Het elektrostatische principe van een microfoon wordt gebruikt in condensatormicrofoons, waarbij het diafragma en een achterplaat een condensator vormen. Wanneer geluidsgolven het diafragma raken, beweegt het, waardoor de afstand tussen het diafragma en de achterplaat verandert. Deze verandering in afstand verandert de capaciteit, waardoor een elektrisch signaal ontstaat dat evenredig is met de geluidsgolf. Er wordt een spanning aangelegd om de lading van de condensator te behouden, en het resulterende signaal wordt verwerkt om het originele geluid te reproduceren. Dit principe maakt hifi-audio-opname mogelijk en heeft de voorkeur in studio-opnameomgevingen.