Ein Piezomikrofon ist eine Mikrofonbauform, deren Wandlerprinzip auf den Eigenschaften piezoelektrischer Elemente beruht. Eine Membran folgt den Druckschwankungen des Schalls. Sie ist mechanisch mit einem piezoelektrischen Element gekoppelt. Es wird durch die Druckschwankungen minimal verformt und gibt diese als elektrische Spannungsschwankungen aus. Als piezoelektrisches Material wird meist die Piezokeramik Blei-Zirkonium-Titanat (PZT) verwendet. Solche Mikrofone waren in den 30er bis 50er Jahren des 20. Jahrhunderts populär. Sie sind mechanisch robust und haben Vorteile durch ihre simple Bauweise. Ein großer Nachteil dieser Wandlertechnik ist der hohe Klirrfaktor. Sie eignen sich prinzipiell nicht für hochqualitative Aufnahmen und konnten sich auch in der Telekommunikationstechnik nicht gegen das Kohlemikrofon durchsetzen. Die Schwingungswandlung durch piezoelektrische Elemente ist hingegen bei Kontaktschallwandlern (Tonabnehmer für Instrumente, Körperschallaufnehmer, Schwingungsaufnehmer) weit verbreitet. Die hier zur Verfügung stehenden Kräfte sind in der Regel wesentlich größer und führen zu besseren Übertragungseigenschaften als es bei Luftschall der Fall ist.
Als Kohlemikrofon wird ein elektroakustisches Wandlerprinzip bezeichnet, bei dem die Druckschwankungen des Schalls Änderungen eines elektrischen Widerstandes bewirken. Zur Wandlung dient dabei der druckabhängige Übergangswiderstand im hinter der Membran gelagerten Kohlegranulat. Kohlemikrofone besitzen schlechte Wiedergabeeigenschaften; die Masse der Metallmembran begrenzt und verzerrt den Frequenzgang, die Kohlekörner verursachen insbesondere bei Bewegung Rauschen. Durch die nichtlinearen Zusammenhänge zwischen Druck und Übergangswiderstand der Kohlekörner entstehen nicht reproduzierbare, nichtlineare Verzerrungen. Vorteile und Einsatzgebiet: Der Hauptvorteil des Kohlemikrofones ist dessen hohes Ausgangssignal – es liefert in einem Gleichspannungskreis einen für die Fernübertragung und Wiedergabe mit einer elektromagnetischen Hörkapsel ausreichendes Signal. Verstärkung ist nicht notwendig. Kohlemikrofone wurden daher früher in großer Stückzahl in Telefonen eingesetzt. Man geht davon aus, dass durch die Erfindung des Kohlemikrofons die Entwicklung des Fernsprechwesens außerordentlich beschleunigt wurde. In der professionellen Tontechnik ist das Kohlemikrofon bereits in den 1920er und 1930er Jahren vom Kondensatormikrofon verdrängt worden. In der Kommunikationstechnik dominiert heute das Elektretmikrofon den Markt.
Das Elektretmikrofon ist eine mit dem Kondensatormikrofon eng verwandte Bauform. Zwischen den Kondensatorplatten befindet sich eine Elektretfolie, in der die Membranvorspannung sozusagen „eingefroren“ ist. Ein Impedanzwandler befindet sich direkt in der Mikrofonkapsel. Er benötigt eine Spannung von etwa 1,5-9V, die entweder aus anliegender Phantomspeisung oder gelegentlich einer Batterie erzeugt wird.
Der Strombedarf von 1 mA begünstigt den Einsatz in mobilen Geräten. Elektretmikrofone sind mit 90 % Marktanteil die weltweit am häufigsten hergestellten und eingesetzten Mikrofone. Dank ihrer extrem kompakten Bauweise und der für viele Zwecke ausreichenden Signalqualität werden Elektretmikrofone in sehr großen Stückzahlen hergestellt. Sie finden sich in praktisch jedem modernen Sprachkommunikationsmittel (Headsets, Handys, Hörgerät, etc). Die Größe der Mikrofonkapsel liegt meistens zwischen einem Millimeter und einem Zentimeter. Der Frequenzgang kann bei guten Elektretmikrofonen als Druckempfänger (Mikrofon mit Kugelcharakteristik) von 20 Hz bis 20 kHz gehen.
Das Kondensatormikrofon arbeitet nach dem physikalischen Prinzip des Kondensators. Da die Membranauslenkung und nicht die Membrangeschwindigkeit zum Signal führt, ist das Kondensatormikrofon technisch betrachtet ein Elongationsempfänger. Kondensatormikrofone kommen in den verschiedensten Erscheinungsformen vor, da mit diesem Begriff nur das Wandlerprinzip bezeichnet wird. Der Begriff hat sich aber umgangssprachlich als Mikrofon-Klasse etabliert, da klangliche Eigenschaften mit dem Prinzip der Wandlung eng verknüpft sind. Prinzip: beim Kondensatormikrofon ist eine wenige tausendstel Millimeter dicke, elektrisch leitfähige Membran dicht vor einer Metallplatte elektrisch isoliert angebracht. Sobald eine elektrische Spannung angelegt wird, entsteht zwischen der Membran und der Platte ein Potenzialgefälle. Technisch betrachtet entspricht diese Anordnung einem Plattenkondensator, der eine elektrische Kapazität besitzt. Eintreffender Schall bringt die Membran zum Schwingen, wodurch sich der Abstand der beiden Kondensatorfolien und damit die Kapazität des Kondensators verändert. Diese Kapazitätsschwankungen führen zu Spannungsschwankungen – einem elektrischen Signal. Um das Potentialgefälle zwischen den Kondensatorplatten zu erreichen sowie zur Versorgung des Impedanzwandlers/Mikrofonverstärkers ist eine Versorgungsspannung notwendig. Üblicherweise wird diese aus den 48 Volt der Phantomspeisung des Mikrofonvorverstärkers oder des Mischpults generiert. Kondensatorkapseln sind sowohl als Druckmikrofon wie auch als Druckgradientenmikrofon gebräuchlich. Manche Kondensatormikrofone haben eine umschaltbare Richtcharakteristik. Ermöglicht wird dies durch die Kombination zweier Druckgradientenmikrofone. Der Kondensatorschallwandler ist heute wegen der hohen Signalqualität Recordingstandard in Tonstudios. Er ist allerdings relativ empfindlich und kann sogar durch sehr hohen Schalldruck beschädigt werden. Im Beschallungs- und Livebereich kommen inzwischen immer häufiger Kondensatormikrofone zum Einsatz.
Ein Bändchenmikrofon ist eine Bauform des Dynamischen Mikrofons. Bei diesem Mikrofontyp sind Wandlerprinzip und akustische Funktionsweise eng verknüpft. Die Membran des Bändchenmikrofons ist ein gefalteter oder geprägter Aluminiumstreifen von 2 bis 4 mm Breite und einigen Zentimetern Länge. Der Streifen ist nur wenige Mikrometer dick. Bei Anregung durch eintreffenden Schall induziert die Bewegung im Magnetfeld eine der Bewegungsgeschwindigkeit entsprechende Spannung, die an den Enden der Aluminiumstreifen abgegriffen werden kann. Bändchenmikrofone besitzen einen im Arbeitsbereich nahezu linearen Frequenzgang; ihre äußerst leichte Membran verleiht ihnen ein gutes Impulsverhalten. Prinzipbedingt kann die Membran von beiden Seiten vom Schall erreicht werden. Die akustische Bauweise ist daher die eines Druckgradientenmikrofons. Die Modelle der meisten Hersteller weisen daher eine Achtercharakteristik auf, beyerdynamic baut zusätzlich auch Bändchenmikrofone mit Hypernierencharakteristik.
Das Tauchspulenmikrofon ist eine Bauform des dynamischen Mikrofons. Der Begriff bezieht sich auf den Aufbau des Wandlers: Bei Tauchspulmikrofonen ist die Membran wie bei einem elektrodynamischen Lautsprecher fest mit einer Spule verbunden, die durch die Membranbewegung in einem dauermagnetischen Feld (Luftspalt eines Topfmagneten) bewegt wird (eintaucht, daher „Tauchspulenmikrofon“). Die Bewegung der Spule im Magnetfeld erzeugt durch Induktion die Signalspannung. Die Vorteile dieses Mikrofontyps sind: relativ robust gegenüber mechanischen Belastungen, verträgt hohe Schalldrücke (vorteilhaft bei Gesang und lauten Instrumenten), benötigt keine Spannungsversorgung. Tauchspulenmikrofone haben aufgrund der Spulenmasse ein nach oben begrenztes Wiedergabespektrum sowie ein schlechteres Impulsverhalten. Sie sind gut für Nahaufnahmen geeignet, da ihre Verzerrungen auch bei extrem hohen Schallpegeln gering sind. Eingesetzt werden sie primär im Livebereich, gelegentlich auch im Studio.
Das Dynamische Mikrofon arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Technisch betrachtet führt beim Dynamischen Mikrofon die Geschwindigkeit der Membranbewegung zum Signal, nicht die momentane Auslenkung, daher bezeichnet man es auch als Geschwindigkeitsempfänger.
