Ein digitales Mikrofon ist ein Gerät zum Aufnehmen analoger Schallwellen und deren Umwandlung in elektronische Signale durch den Einsatz digitaler Technologie. Während herkömmliche Mikrofone nach dem Prinzip der elektronischen Verarbeitung von Spannungsunterschieden arbeiten, die durch Schallvibrationen gegen Metalloberflächen verursacht werden, verwenden digitale Mikrofone dielektrische Wafer oder Dünnfilmwandler, um Schall zu erfassen. Dies ermöglicht eine kleine Bauweise, eine effektive Störfestigkeit und eine präzisere Klangwiedergabe. Digitale Mikrofone kommen in Low-Grade- und High-End-Anwendungen vor, darunter Spielzeug, Computer, Telefone und Tonstudios.
Ein großer Markt für digitale Mikrofontechnologie ist die Mobiltelefonindustrie, da diese Technologie eine Reihe von Stärken bietet, wie Rauschunterdrückung, geringer Stromverbrauch und niedrige Produktionskosten. Die Technologie findet sich typischerweise in Computern und Tablets sowie in herkömmlichen Mikrofondesigns. Desktop-Mikrofone sitzen auf einem Ständer und werden für Telefonkonferenzen oder Diktate verwendet. Headset-Mikrofone werden oft für Spiele oder Online-Chats verwendet. Studiomikrofone ermöglichen qualitativ hochwertige Aufnahmen für Musik, Podcasts oder professionelle Sprachaufnahmen.
Die meisten digitalen Mikrofontechnologien wandeln analoge Audio-Schallwellen in digitale Signale um. Im Wesentlichen empfängt ein digitaler Sensor Wellenschwingungen und übersetzt sie in elektronische Signale. Dies geschieht, indem eine Welle in eine Reihe von digitalen Werten zerlegt wird, die leicht verarbeitet, gefiltert oder für einen Effekt überarbeitet werden können. Mikrofone werden über Kabel mit Buchsen oder USB-Anschlüssen (Universal Serial Bus) angeschlossen.
Mikroelektromechanische Systeme (MEMS)-Wandler verwenden Dünnfilme, um durch Schall verursachte Kapazitätsänderungen zu erkennen. Komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Wafer verwenden in eine Membran geätzte Metall-Dielektrikum-Strukturen, die wie ein digitales Trommelfell funktionieren. Beide Verfahren digitalisieren Signale und ermöglichen eine Vielzahl von Verarbeitungsmöglichkeiten.
Digital-Analog-Wandler (DACs) sind Chips, die in Soundkarten, Playern oder Lautsprechern zu finden sind. Diese wandeln digitale Daten zurück in die Spannung, den Strom oder die elektrische Ladung eines analogen Signals. Lautsprecher funktionieren nach ähnlichen Prinzipien wie Mikrofone, jedoch umgekehrt.
MEMS-Bauelemente verwenden eine Silizium-Druckerfassungsmembran, die in Silizium geätzt ist. Diese Komponenten sind zwar einfach herzustellen, haben aber schmalere Bandbreiten und sind teurer und empfindlicher als die in Elektret-Kondensatormikrofonen (ECM). MEMS-Komponenten verwenden oft einen bewährten Junction-Gate-Feldeffekttransistor (JFET). Dieser Transistor behindert und reguliert den elektrischen Strom und fungiert als Vorverstärker des Mikrofons, eine Komponente, die sein Ausgangssignal aus den winzigen Schallwellen eines analogen Eingangs verstärkt, beispielsweise einer Stimme.
CMOS-Innovationen bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber MEMS-Membranen. Diese können reduzierte harmonische Verzerrungen, verbesserte Verstärkungseinstellungen und direkte digitale Ausgabe umfassen. Bei solchen technischen Unterscheidungen wird klar, dass ein Mikrofon nicht unbedingt ein echtes digitales Mikrofon ist, nur weil es über ein digitales Display verfügt.
Mit der fortschreitenden Entwicklung der digitalen Mikrofontechnologie sind die Preise gefallen und Qualitätsprodukte sind immer verfügbarer geworden. Mikrofone werden besser in der Lage, echten Klang ohne Fremdgeräusche oder Inkonsistenzen einzufangen. Die Digitalisierung bietet Anwendern aller Leistungsstufen viele kreative Möglichkeiten. Tragbare Geräte funktionieren in lauten Umgebungen besser, und Benutzer entwickeln professionellere Medien zu Verbraucherpreisen.