Makro-Mikrofonie - Die unterschätzte Störquelle

Wie Bauteile selbst zu unerwünschten Signalquellen werden

Was genau bedeutet Makro‑Mikrofonie?

In Spulen, Kondensatoren und Widerständen fließt Strom durch dicht gewickelte oder geschichtete Leiter, die sich gegenseitig magnetisch und elektrisch beeinflussen. Dabei entstehen Kräfte, die diese Wicklungen zum Schwingen anregen. Das Ergebnis: ein Verlust an Energie, die zur Steuerung der Lautsprechermembran fehlt. Zusätzlich entsteht eine elektromagnetische bzw. elektrodynamische Rückkopplung dieser unerwünschten Bewegungen (Mikrofonie), die das Musiksignal mit Rauschen und Klirren überlagert und musikalische Details unhörbar macht. Da diese Rückkopplungseffekte die Gesamteinheit (Makro‑Struktur) betreffen, sprechen wir in diesem Zusammenhang von Makro‑Mikrofonie. (Ähnliche Vorgänge innerhalb des leitenden Materials fassen wir unter dem Begriff Mikro‑Mikrofonie zusammen.)

Die im Schaltplan gezeigten Ersatzschaltbilder verdeutlichen die durch Makro-Mikrofonie im Bauteil entstehenden Störspannungen.

In ein komplexeres Ersatzschaltbild von Spule bzw. Kondensator wurde zusätzlich zum eigentlichen Bauteil das Symbol für eine Spannungsquelle eingefügt. Der Blitz im Symbol steht für den Fakt, dass es sich um eine Störspannung handelt. So wird dieser Effekt immer mitgedacht und ihr Einfluss auf das klangliche Ergebnis anschaulich sichtbar. Setzt man diese Ersatzschaltbilder in den Gesamtschaltplan ein, wird klar, wie die entstehenden Störspannungen bis zum Lautsprecher gelangen – und dort unmittelbar wirksam werden. 

Gerade daran zeigt sich auch, warum die Qualität nicht nur serieller, sondern ebenso paralleler Bauteile von entscheidender Bedeutung ist. Denn ihre Störspannungen liegen direkt am Lautsprecherchassis an und prägen damit das klangliche Ergebnis stärker, als vielfach angenommen wird. Das gilt sogar über die Grenzen von Hoch- und Tieftonzweig hinweg. 

Wer Musik nicht nur übertragen, sondern in ihrer feinen klanglichen Struktur bewahren will, muss deshalb die mechanisch-elektrischen Störeinflüsse in allen Bauteilen konsequent mitdenken.

Wie wir makro-mikrofonische Effekte eliminieren

Kondensatoren

Mechanische Ruhe im Wickel

Im Kondensator wirken aufgrund der geringen Plattenabstände starke elektrische Feldkräfte zwischen den Folien bzw. metallisierten Filmen. Ohne konstruktive Kontrolle können dadurch mikroskopische Bewegungen entstehen: Das Bauteil beginnt zu schwingen, entzieht dem Signal Energie und deformiert es auf diese Weise. Zusätzlich wird es durch elektrodynamische Mikrofonie dieser Bewegungen selbst zur Signalquelle. Die Folge sind überlagerte Mikrodetails, reduzierte Dynamik und geringere räumliche Präzision. Deshalb entwickeln wir Kondensatoren nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch optimiert. Wickelgeometrie, Materialwahl und Dämpfung sorgen für einen möglichst ruhigen Aufbau und garantiert so höchste Dynamik und feinste Details im Musiksignal.

Spulen


Stabilität im elektromagnetischen Kraftfeld 

In Spulen entstehen durch hohe Ströme besonders starke elektromagnetische Kräfte. Diese können die Windungen mechanisch anregen und minimale Bewegungen im Wickel verursachen Energieverlust. Doch schon kleinste Relativbewegungen führen zu Resonanzen, Energieverlusten und dadurch zu einer weniger kontrollierten Wiedergabe. Durch elektromagnetische Mikrofonie werden die parasitären Schwingungen zusätzlich dem Musiksignal überlagert. Die gezielte mechanische Stabilisierung der Wickel reduziert den Energieverlust sowie makro- mikrofonische Effekte und sorgt für eine differenzierte Wiedergabe mit präziser Dynamik.

Widerstände

Mechanische Stabilität im Leitungsweg 

Auch drahtgewickelte oder auch folienbasierte Widerstände können mechanisch angeregt werden. Elektromagnetische Kräfte versetzen den Leiter in Bewegung und erzeugen Resonanzen. Diese wirken auf das Signal zurück und beeinflussen besonders feine klangliche Strukturen bei dynamischen Verläufen. Eine stabile mechanische Fixierung des Leiters sowie ein schwingungsoptimierter Aufbau der gesamten tragenden Struktur verhindert unerwünschte Bewegungen und Resonanzen. So bleibt das Verhalten des Widerstands auch unter Last konstant und kontrolliert.

Drähte & Kabel

Resonanzen und Effekte im Leiter und Isolator 

Im Metallgitter des Leiters stehen mikro- mikrofonische Effekte im Mittelpunkt - im Isolator wirken elektrodynamische Effekte wie z.B. die dielektrische Absorption. Durch gezielte Materialwahl, eine optimierte Leiterstruktur und kontrollierte Fertigungsprozesse lässt sich dieses Verhalten optimieren. Ziel ist eine möglichst ruhige Leiter/Isolator- Kombination für eine unverfälschte Signalübertragung. Dem Thema Mikro- Mikrofone ist der nächste Newsletter gewidmet.

Quelle: Mundorf EB GmbH