Kann Schalldruck Mikrofone zerstören (z. B. Baßdrum)?

[HaraldS]

Und in den professionellen Studios müssen Großmembrankondensatoren auch Pauken und Trompeten ertragen, was sie ohne Probleme tun.

Das sind ja auch nicht die Instrumente mit den höchsten Lautstärken, sondern das ist die Posaune.

 

[Astronautenkost]

Das sind ja auch nicht die Instrumente mit den höchsten Lautstärken, sondern das ist die Posaune.

Da hat aber einer das Wortspiel nicht verstanden ;-)

 

[HD600]

Beyerdynamic gibt als Einsatzquelle für ihr M160 auch die Snare an.

Hoffe das gilt auch für meine zwei M260N....

 

[Lärmbelästigung]

Ich bin kein Physiker, aber wir haben es ja nicht mit statischer mechanischer Belastung, sondern mit Impulsen in Gasen zu tun. Der Schalldruck auf eine Mikrofonmembran wird ja durch die Luft übertragen.

Wie die Kraft auf die Membran übertragen wird, ist eigentlich erstmal egal. Sie muß in jedem Fall irgendwohin abgeleitet werden. Actio = Reactio.

 

[whitealbum]

Da gibts nicht mehr all zu viele Infos zum M260N.
Sieht ähnlich aufgebaut aus wie M160...

Für u.a. Blasinstrumente war die M260 Version vorgesehen (hatte einen "eingebauten" 80Hz HPF).

Bei älteren Bändchenmikros wäre ich in Sachen großer Lautstärke vorsichtig, man weiß nie wie die mechanischen Eigenschaften nach 30 Jahren noch sind.
Um sicher zu gehen, kannst Du bei Beyerdynamic nachhaken, ob bspw. Snare ein Problem wäre...

 

[LoboMix]

Ich gehe selbstredend davon aus, dass bei den maximalen Schallpegeln die ein Hersteller von Kondensator-Mikrofonen für seine Produkte angibt, die Membran noch lange nicht an die Gegenelektrode schlägt, sondern dass da noch ein sinnvoller Sicherheitsabstand übrig bleibt, so klein er auch sein mag. Wenn der Membran also in Richtung der Gegenelektrode keine Gefahr droht, dann auch nicht beim zurück-Schwingen in der Gegenrichtung, denn diese kann bei periodischen Schwingungen wie sie beim Schall die Regel sind, nicht größer ausfallen.
Analog darf man das von Bändchen- und dynamischen Mikrofonen auch erwarten. Wenn durch Alterung eine Membran irgendwann den Schall nicht mehr aushalten sollte, nähert sich das betreffende Mikro ohnehin dem Schrott-Zustand und alle Betrachtungen über Belastungen sind dann irrelevant.

Wenn die Membran tatsächlich mal auf die Gegenelektrode schlagen würde, wären erhebliche Verzerrungen die Folge, weil sofort durch die Blockade der Membranbewegung jegliche Linearität aufgehoben ist. Ob die Membran dabei mechanisch beschädigt wird, weiß ich nicht, ich vermute aber, dass sie durch das Aufschlagen nicht so schnell beschädigt wird, da sie eine vernachlässigbar winzig kleine Masse hat - und zudem bestehen die Membranen ja (nicht erst) heutzutage aus extrem widerstandsfähigem Material, wie schon recht detailliert ausgeführt wurde.
Anders dürfte sich der elektrische Kontakt von Membran und Gegenelektrode auswirken. An den Elektroden liegt die Polarisationsspannung an (´klassisch´ jene normgerechten 48 Volt) und diese wird durch den Kontakt kurz geschlossen. Alleine durch die Strombegrenzung der Phantomspeisung und die üblicherweise sehr hochohmige Schaltung selber können maximal nur wenige mA fließen, aber inwieweit auch ein noch so kleiner Strom ausreichen kann, der hauchdünnen Membran Schaden zuzufügen, kann ich allenfalls vermuten.

Aber wie gesagt, glaube ich nicht, dass Schalleinwirkungen bis deutlich über der im Datenblatt angegebenen Maximalgrenze (die ja für einen Klirr von nur 0,5 oder 1% gilt) eine Mikrofon Schaden zufügen können. Bei Schallpegeln, die Fensterscheiben zu Bruch gehen lassen, wäre ich mir da natürlich nicht so sicher, aber solche Schallereignisse sind mir aus dem normalen Leben nicht bekannt.
Schallimpulse dieser zerstörerischen Kategorie halte ich im übrigen bei akustischen Klangerzeugern für ausgeschlossen. Ich kenne sehr laute Instrumente und Sänger(innen), denen würde ich auch mein Ohr nicht dicht vor Mund oder Schalltrichter halten, aber nach allen Mikrofon-Datenblättern, die ich kenne, halten alle diese Mikrofone mehr Schalldruck aus als menschliche Ohren (jedenfalls meine)

Was bekanntlich aber ein Mikrofon beschädigen kann, ist das Anpusten, leider eine immer wieder zu beobachtende Unart, um die Funktion zu testen (vor allem bei tontechnischen Laien, die dem Tontechniker beim Mikrotest ´helfen´ wollen ). Aber auch bei etwas Wind müssen Mikrofone nicht sofort kaputt gehen, und sie bleiben meistens auch heil dabei. Sicher ist ohnehin die Feuchtigkeit beim Pusten gefährlicher als der Wind.
Aber bei Wind gerät die Luft selber in Bewegung im Gegensatz zur Schallwelle, wo die Luftmoleküle nur um einen Mittelpunkt schwingen, aber nicht mit der Schallwelle weiter transportiert werden. Die Schallwelle bewegt sich ja in der Luft fort und bewegt nicht die Luft selber fort.
Ein Luftzug bzw. Wind ist nun aber auch in der Lage, die Membran auszulenken, und vor allem, für die Zeit, in der der Wind auf die Membran einwirkt, dauerhaft auszulenken, also weg zu drücken, und nicht nur für periodische Schwingungen wie der Schall.

Ich weiß nicht, wie stark so ein Luftzug bzw. Wind sein muss, dass er in der Lage ist, die Membran auf die Gegenelektrode zu drücken, ich habe so etwas noch nie ausprobiert und werde jetzt auch keinen Versuch machen, das zu testen . Aber gehört habe ich schon von Schäden, die durch Pusten entstanden sind.

Zurück zus Bassdrum. Ein Punch auf das Fell erzeugt nicht nur eine Schallwelle, sondern bewegt auch einiges an Luft, wegen der Auslenkung und großen Fläche es Schlagfells. Je lauter der Schlag, desto stärker ist diese Auslenkung und desto mehr Luft wird bewegt. Das kann man manchmal sogar spüren bei einer Bassdrum mit Resonanzfell mit Loch. An diesem Loch kann man bei heftigen Punches die Luftbewegung sogar spüren (ähnlich auch bei lauten Impulsen an der Öffnung einer Bassreflex-Box). Dieser Luftzug, der seine Ursache in der Luftbewegung am Schlagfell hat (ohne diese Luftbewegung gäbe es gar keinen Schallimpuls bei diesen tiefen Frequenzen) ist zwar nur schwach und nur in nächste Nähe zu spüren, aber vielleicht ist er unter gewissen Umständen in der Lage, bei sehr empfindlichen Mikrofonen einen Schaden hervor zu rufen.

Da der "Wind" langsamer "weht" als die Schallgeschwindigkeit, sind die Schallwelle und der "Wind" normalerweise nicht in Phase. Und schon nach einigen Zentimetern mehr Abstand spielt der Luftzug keine Rolle mehr und ist "abgeflaut". Sollten sich aber unter ungünstigen Umständen der "Wind"druck und die Schallwelle in Phase, also richtungsgleich überlagern, könnte das eventuell bei diesbezüglich weniger toleranten Mikrofonen die Auslenkung der Membran so verstärken, dass sie doch mal kurz an der Gegenelektrode anschlägt.

Bei locker einigen Tausend heftigen Beats während eines Konzerts kann ich mir durchaus vorstellen, dass es in grauer Mikrofon-Vorzeit schon mal vorkam, dass ein weniger robust konstruiertes Mikrofon wegen einer solchen extrem ungünstigen Position in der Bassdrum gehimmelt wurde. Daraus hat sich dann womöglich die Mär entwickelt, dass Großmembraner (die in früherer Zeit die vorherrschenden Kondensator-Mikrofone waren) in der Bassdrum gefährdet sind.

Für heutige und überhaupt halbwegs aktuelle Mikrofone (ohne Vorschaden) würde ich allerdings keinerlei Gefährdungen dieser Art mehr annehmen.
Auch früher dürfte es nur selten Schäden dieser Art gegeben haben.

 

[Technika]

wo die Luftmoleküle nur um einen Mittelpunkt schwingen

Und... wie weit schwingen diese molekülchen so? Hab dazu nichts gefunden..

 

[The_Voice]

Da musst du nach longitudinal/transversal Welle googeln.

 

[Astronautenkost]

Bändchenmikrofone sind tatsächlich windemepfindlicher - Schalldruck halten sie aber ebenfalls aus -, und entsprechend sorgsam zu behandeln. Ebenso sollten sie fachgerecht, senkrecht aufbewahrt werden, damit das Bändchen straff bleibt.

Der Grenzschalldruckpegel gibt tatsächlich "nur" an, bis wohin das Mikrofon verzerrungsfrei arbeitet.


Kondensatormikrofone haben oft eine Polarisationsspannung, die zwichen 60 und 80 V liegt. Die verfügen dann über einen internen Spannungswandler, wie das U 87 ai, wenn sie tonader- (12 V) oder phantomgespeist (48 V) sind. Röhrenkondensatormikrosmikros arbeiten auch mit einer höheren Spannung als den P 48 als Betriebsspannung. Mein M 990 zum Beispiel mit 120 Volt.

 

[LoboMix]

Und... wie weit schwingen diese molekülchen so? Hab dazu nichts gefunden..

Kann ich auch nicht sagen, aber diese schwingende Bewegung der Moleküle selber ("Schnelle") ist für Mikrofone an sich unerheblich, da sie nicht der Schnelle folgen, sondern den durch dieses Schwingen erzeugten Druckänderungen.*
Um der Molekülbewegung direkt folgen zu können, sind selbst die leichtesten Bändchen-Membranen deutlich zu schwer. Die Schnelle kann nur mit masselosen Spezial-"Mikrofonen" direkt gemessen werden, die mit Hitzedrähten arbeiten, z.B.: http://schallmessung.at/schnelle-mikrofon/

Röhrenkondensatormikrosmikros arbeiten auch mit einer höheren Spannung als den P 48 als Betriebsspannung. Mein M 990 zum Beispiel mit 120 Volt.

P48 wurde ja so eingeführt von Neumann, weil die 48 Volt unmittelbar als Polarisationsspannung genutzt werden konnte. In diesem Artikel gibt es dazu die folgende Passage [https://www.ingwu.de/mikrofontechni...die-48v-phantomspeisung-und-ihre-geister.html]:

"Bei der Phantomspeisung bestehen keinerlei Pläne einer Spannungserhöhung. Im Gegenteil: Schon frühzeitig wurde beklagt, dass eine so hohe Spannung gewählt wurde. Sie brachte den in der Anfangszeit der Transistorisierung gerne genutzten Vorteil, dass sie auch unmittelbar zur Polarisation des Kondensatorwandlers genutzt werden konnte. Dazu musste die Stromaufnahme so gering wie möglich sein, damit nicht zu viel Spannung an den Speisewiderständen verloren ging.

Ein Nebeneffekt der aus 48 V abgeleiteten Polarisationsspannung soll hier am Rande erwähnt werden: 48 V sind im Vergleich zu den bei Röhrenmikrofonen nutzbaren Spannungen der Anode wenig und erforderten in vielen Fällen anders aufgebaute Kapseln. Dies ist nur ein Beispiel, warum es falsch ist, wenn Röhrenliebhaber alle Unterschiede zwischen Röhrenmikrofonen und deren Nachfolgern allein auf die Röhre zurückführen.

Die niedrige Stromaufnahme der ersten transistorisierten Kondensatormikrofone kam also der Nutzung der 48 V-Spannung für die Polarisation entgegen, und außerdem ergab sie sich einfach daraus, dass diese Mikrofone meist nur einen einzigen Feldeffekttransistor enthielten. Die Stromaufnahme lag meist unter 1 mA, und so wurde anfangs im Hinblick auf stromschwache Spannungsquellen (z.B. abgeleitet aus der Anodenversorgung alter Röhrengeräte) die Obergrenze des Stroms auf 2 mA genormt."

Röhrenmikrofone mit höheren Versorgungsspannungen haben normalerweise ein separates Netzteil und benötigen darum auch ein spezielles Anschlusskabel.

In diesem Dokument [https://curdt.home.hdm-stuttgart.de/PDF/_Mikrofone.pdf] fand ich lustigerweise eine anschauliche Grafik zum Thema "Popp-Noise" durch Windaustritt am Loch des Resonanzfells einer Bassdrum:

*)
Nachtrag: auch die Ohren.

 

[Technika]

Also ich finde die Fragestellung ja durchaus spannend! So spannend, dass ich einen Kollegen (Physiker/sonarforschung/Musiker) mal kontaktiert habe. Er meint, dass es jetzt keine Berechnung ist, die man mal eben aus dem Ärmel schütteln kann. Er sieht das „Problem“ vor allem darin, dass es eine Membran und kein fester Widerstand ist, hinter dem wieder Luft als Widerstand folgt. Kein Plan ob ich das jetzt korrekt verstanden habe. Leider ist er viel beschäftigt und weiß nicht ob er es schafft, aber er würde sich mal dran versuchen, falls er die Zeit dafür findet. Falls er irgendwann noch mal eine Rückmeldung gibt, leite ich diese natürlich gerne weiter.

In diesem Sinne bin ich hier erst mal raus (zu komplex für meinen einfachen Geist)

 

[Astronautenkost]

P48 wurde ja so eingeführt von Neumann, weil die 48 Volt unmittelbar als Polarisationsspannung genutzt werden konnte. In diesem Artikel gibt es dazu die folgende Passage [https://www.ingwu.de/mikrofontechni...die-48v-phantomspeisung-und-ihre-geister.html]:

Das war am Anfang wohl so:

https://www.neumann.com/homestudio/...ndensatormikros-von-true-condenser-mikrofonen

"Die standardisierte P48 Phantomspeisung arbeitet mit 48 Volt; das genügt als Polarisationsspannung, obwohl viele moderne Kondensatormikrofone einen Spannungswandler enthalten, der noch höhere Spannungen erzeugt (meist 60-80 Volt)."

 

[LoboMix]

obwohl viele moderne Kondensatormikrofone einen Spannungswandler enthalten, der noch höhere Spannungen erzeugt (meist 60-80 Volt).

In Zeiten, wo solche Spannungswandler-ICs in Miniatur-SMD-Technik erhältlich sind, zudem noch spottbillig, ist das Erzeugen einer - sinnvolleren - höheren Polarisationsspannung eine sehr simple Angelegenheit geworden. Mehr als wahrscheinlich einige µA werden dabei sicher auch nicht fließen.