Empfindlichkeit (Mikrofon), Feld-Betriebs-Übertragungsfaktor, Feld-Leerlaufs-Übertragungsfaktor
Der Übertragungsfaktor BTF (≙ Empfindlichkeit[EU]) ist die Ausgangsspannung U eines betrachteten Mikrofons bei dem normierten Schalldruck-Bezugspegel von 94 dB SPL und der Schalleinwirkung von 1 kHz.
Übertragungsfaktor BTF:
BTF = Übertragungsfaktor [mV/Pa]
U = Spannung [V]
p0 = Schalldruck-Bezugspegel Lp0 ( 94 dB SPL = 1 Pa) [Pa]
Bauartbedingt können durch dasselbe Schallereignis bei verschiedenen Mikrofonen unterschiedliche Spannungen U am Mikrofonausgang gemessen werden.
In Mikrofonen wird der Schallwechseldruck p eines akustischen Ereignisses in Wechselspannung U∿ umgesetzt, um sie elektronisch weiterverarbeiten zu können.
Dabei stellt der Übertragungsfaktor BTF die Größe der Spannung U dar, die bei einem definierten Ton (i.d.R. 1 kHz, sofern nicht anders angegeben) mit dem Schalldruck-Bezugspegel von 94 dB SPL erzeugt wird.
Typische Werte für dynamische Mikrofone liegen bei einem Übertragungsfaktor BTF von um die 2 mV/Pa.
Der Übertragungsfaktor BTF von Kondensatormikrofonen liegt i.d.R deutlich über dem der dynamischen Mikrofone.
Die hier im Rental befindlichen Kondensatormikrofone (Lavalier & Mikrofonkapsel für Funksender) liegen meist bei 6 mV/Pa, können bei anderen Mikrofonen aber auch deutlich darüber liegen.
Die technische Bedeutung des Übertragungsfaktors BTF liegt darin, dass Mikrofone mit hohem Übertragungsfaktor BTF weniger aufgeholt werden müssen um auf den gleichen Ausgangspegel L zu kommen, z.B. durch einen Vorverstärker.
D.h. sie sind "lauter" bei gleichem Eingangssignal.
Übertragungsfaktor (EU/US):
Bei europäischen Herstellern hat sich der Begriff Übertragungsfaktor (≙ Feld-Betriebs-Übertragungsfaktor, Feld-Leerlaufs-Übertragungsfaktor) für die Empfindlichkeit[mV/Pa] von Mikrofonen etabliert, um sich von der Empfindlichkeit[dB re 1V/Pa] (≙ Sensitivity LS) US-amerikanischer Hersteller abzugrenzen.
Übertragungsfaktor BTF (Symbol):
Der Übertragungsfaktor BTF[1] findet sich in der Literatur gelegentlich mit dem Symbol B und tiefgestellten TS oder E.
BTS ≙ Übertragungsfaktortransfer factor
BE ≙ ÜbertragungsfaktorEmpfindlichkeit
[1] Auf diesen Seiten wurde sich für BTF entschieden, um die dazugehörigen Formeln übersichtlicher zu gestalten.
Übertragungsfaktor BTF (Faktor):
Definition (Faktor n):
Mit Faktor n wird eine Zahl oder Größe bezeichnet die als Multiplikator einer weiteren Zahl oder Größe dient.
Alle Übertragungssysteme sind durch ihre Eingangs- und Ausgangsgrößen gekennzeichnet. Das Verhältnis dieser beiden Größen wird dann allgemein als Übertragungsfaktor bezeichnet.
Sind die Ein- und Ausgangsgrößen physikalische Größen gleicher Dimension, dann ist der daraus resultierende Übertragungsfaktor dimensionslos und tatsächlich ein Multiplikator für die Eingangs- oder Ausgangsgröße.
Der Übertragungsfaktor BTF von Mikrofonen beschreibt aber die Übertragung einer akustischen Größe (Schallwechseldruck p) in eine elektrische Größe (Spannung U).
Der Übertragungsfaktor BTF ist somit kein Faktor n mit dem die Ein- oder Ausgangsgröße multipliziert werden kann, sondern lediglich ein Vergleichswert, bzw. das normierte Messergebnis des betrachteten Mikrofons.
Empfindlichkeit (EU/US):
Der Begriff Empfindlichkeit bezieht sich auf die anliegende Spannung U am Mikrofonausgang bei einer Schalleinwirkung[1kHz] mit dem Schalldruck-Bezugspegel von 94 dB SPL.
Empfindlichkeit[EU]: Europäische Hersteller geben das normierte Messergebnis direkt mit der Einheit mV/Pa an.
Empfindlichkeit[US] (Sensitivity): US-amerikanische Hersteller geben das normierte Messergebnis als Pegel L mit der Einheit dB re 1V/Pa an, d.h. als Verhältnis zu einem hypothetischen Mikrofon, das den Spannungsbezugswert U0 von 1 V am Mikrofonausgang liefert.
Der Schalldruck-Bezugspegel Lp0 von 94 dB SPL wird als "sehr laut" empfunden (≙ 80 - 110 dB).
| p | Lp | ||
|---|---|---|---|
| Hörschwelle p0[1] | 20 µPa | 2,0·10-5 | 0 dB |
| Hörschwelle(3,5-4kHz)[2] | 11,25 µPa | 1,125·10-5 | -5 dB |
| Gehörschäden[3] | > 0,36 Pa | 3,6·10-1 | 85 dB |
| Schalldruck-Bezugspegel Lp0[4] | 1 Pa | 1·100 | 94 dB |
| Schmerzschwelle | 100 Pa | 1·102 | 134 dB |
|
Statischer Luftdruck pstat.[5]
|
101325 Pa | ≈1·105 | 194 dB |
[1] 1kHz ≙ 0 dB per Definition; tatsächlich liegt der Wert bei 2kHz.
[2] Empfindlichster Frequenzbereich.
[3] Bei Langzeiteinwirkung.
[4] Bezugswert: Übertragungsfaktor BTF.
[5] Meereshöhe: lautest mögliches Geräusch.
⇒ Bezugspegel
⇒ Empfindlichkeit (Mikrofon) [ ⇒Empfindlichkeit Mikrofon ]
⇒ Faktor
⇒ Pegel
⇒ Schalldruck
⇒ Sensitivity
⇒ Spannung
| J |
| O |
| U |
| X |
| Y |