Als Hersteller von Multimedia-, Kommunikationsprodukten oder Sprachbedienlösungen hat man die Auswahl aus verschiedensten Technologien für Mikrofone.
In unserem Blogbeitrag wollen wir daher Entscheidungshilfen geben, wann welcher Mikrofontyp besonders geeignet ist.
Bewertungskriterien betreffen dabei den Preis und die Bauform, aber auch die Sensorqualität, die Reproduzierbarkeit der Sensoreigenschaften, die Verarbeitungstechnologie und Anwendungsaspekte wie die Integrierbarkeit ins Gerätegehäuse.
| Bezeichnung | Elektret | MEMS |
|---|---|---|
| Funktionsprinzip | Kondensator mit permanent geladener Kunststofffolie (Elektret) | Mikromechanisches System auf einem Siliziumchip |
| Signalaufbereitung | meist analog, benötigen nachgeschalteten Vorverstärker | analog oder digital, teilweise bereits Vorverstärker integriert |
| Frequenzgang | breitbandig, sehr natürliche Klangwiedergabe | begrenzte, aber erweiterte Frequenzbandbreite (bei digitalen Mikrofonen) bis 20 kHz |
| Signal-Rausch-Verhältnis | abhängig von Baugröße sehr niedriger Rauschpegel möglich | häufig besser, enger Toleranzbereich durch hochreproduzierbaren Fertigungsprozess |
| Baugröße | ca. 2-10 mm, begrenzt miniaturisierbar | sehr klein (> 2 x 2 mm), ideal für Arrays |
| Stromverbrauch | sehr gering (nur FET-Versorgung) | niedrig, höher bei digitaler Verarbeitung |
| Robustheit | empfindlich gegenüber Umgebungseinflüssen (z. B. hohe Temperaturen) | sehr robust aufgrund Siliziumfertigung gegenüber Temperaturen, Stößen oder Vibrationen |
| Kosten | günstig in der Standardfertigung | Kostenvorteil durch Massenproduktion |
| Einsatzgebiete | Musik- & Studioanwendung, Rundfunk, Messmikrofone, Headsets und Diktiergeräte (analoge Signale) | Smartphones, Tablets, Wearables, Smart-Home, Hörgeräte, Arrays (z. B. für Sprachassistenten oder Konferenzsysteme), Automotive |
| Besonderheiten | sehr gute Klangqualität, insbesondere Musik bzw. High-End-Audio | High-End-Audio Integration, Arrays, Beamforming, Sprachsteuerung |
Elektretmikrofone sind günstig, einfach, aber temperaturempfindlich und wenig miniaturisierbar. Sie sind einfach in ein Gerätegehäuse integrierbar, die Körperschallentkopplung erfolgt über eine passende Gummimuffe und der Anschluss an der Geräteelektronik wird mittels angelöteten Drähten hergestellt.
MEMS-Mikrofone sind robust und besonders kompakt. Sie sind für die Massenproduktion in moderner Elektronik optimiert und bieten zunehmend bessere Signalqualität, vor allem für Sprachübertragung im Alltag und portable Elektronik. Dadurch dass MEMS Mikrofone immer eine Leiterplatte erfordern, kann – wie bei kompakten Geräten - entweder das Mikrofon direkt auf der Geräteelektronik bestückt oder durch eine abgesetzte Miniaturleiterplatte genutzt werden. Die Körperschallentkopplung erfolgt zumeist über eine individuelle Silikon- oder Moosgummi-Dichtung.
Das Einsatzgebiet ist dadurch klar abgegrenzt: MEMS-Mikrofone dominieren heute Mobiltechnik und smarte Systeme, vor allem Produkte mit höheren Stückzahlen, während Elektretmikrofone in der einfachen Consumer-Elektronik oder bei älteren Anwendungen weiterhin verbreitet sind.
Elektretmikrofone und MEMS-Mikrofone sind weit verbreitete Typen, die sich bezüglich Aufbau und Einsatzzwecken deutlich unterscheiden. Wir erläutern, wann welches Mikrofon am besten geeignet ist.
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