Das Mikrofonprinzip bezieht sich auf den grundlegenden Mechanismus, mit dem ein Mikrofon Schallwellen in ein elektrisches Signal umwandelt. Dieser Prozess umfasst die Erkennung von Schalldruckschwankungen und die Umwandlung dieser Schwankungen in entsprechende elektrische Signale, die verstärkt, aufgezeichnet oder übertragen werden können. Mikrofone funktionieren je nach Typ und Bauart auf unterschiedlichen Prinzipien, etwa elektromagnetischer Induktion, Kapazitätsänderung oder piezoelektrischem Effekt.
Das Konzept eines Mikrofons dreht sich um seine Funktion als Wandler, also als Gerät, das eine Energieform in eine andere umwandelt. Im Falle eines Mikrofons wandelt es akustische Energie (Schallwellen) in elektrische Energie um. Diese Transformation ermöglicht die Erfassung, Verarbeitung und Wiedergabe von Schall durch elektronische Systeme. Mikrofone werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Telekommunikation, Rundfunk, Audioaufzeichnung und Live-Beschallung.
Ein Mikrofon fängt Schallwellen mit einer Membran ein, einer dünnen Membran, die als Reaktion auf den Schalldruck vibriert. Diese Vibrationen verursachen Veränderungen in einer elektrischen Komponente, beispielsweise einer Drahtspule in einem dynamischen Mikrofon oder der Kapazität zwischen zwei Platten in einem Kondensatormikrofon. Diese Änderungen werden dann in ein elektrisches Signal umgewandelt, das die ursprüngliche Schallwelle widerspiegelt. Dieses Signal kann für verschiedene Audioanwendungen verstärkt, aufgezeichnet oder übertragen werden.
Das Druckprinzip eines Mikrofons, auch Druckgradientenprinzip genannt, beinhaltet die Erkennung von Schalldruckschwankungen an einem einzelnen Punkt. Bei einem Druckmikrofon reagiert die Membran auf durch Schallwellen verursachte Luftdruckänderungen. Diese Druckänderungen bewirken, dass sich die Membran bewegt und ein elektrisches Signal erzeugt, das der Amplitude und Frequenz der Schallwelle entspricht. Dieses Prinzip wird üblicherweise bei omnidirektionalen Mikrofonen verwendet, die Schall aus allen Richtungen gleichmäßig erfassen.
Das elektrostatische Prinzip eines Mikrofons wird bei Kondensatormikrofonen genutzt, bei denen die Membran und eine Rückplatte einen Kondensator bilden. Wenn Schallwellen auf die Membran treffen, bewegt sich diese, wodurch sich der Abstand zwischen Membran und Rückplatte ändert. Diese Abstandsänderung verändert die Kapazität und erzeugt ein elektrisches Signal, das proportional zur Schallwelle ist. Um die Ladung des Kondensators aufrechtzuerhalten, wird eine Spannung angelegt und das resultierende Signal verarbeitet, um den Originalton wiederzugeben. Dieses Prinzip ermöglicht eine hochauflösende Audioaufnahme und wird in Studioaufnahmeumgebungen bevorzugt.