5 tipuri de microfoane

Alegerea unui microfon poate fi un proces dificil. Unde de început? Sunt foarte mulți producători și fiecare producător are o varietate de modele. Pentru aceasta trebuie de început cu bazele audio.

Sunt 5 tipuri de microfoane de bază: dinamic, cu condensator, cu peliculă, carbon și cristal.

Ce este un microfon?

Indiferent de tipul lui, orice microfon este un transformator. Transformatorul este un dispozitiv care convertește energia dintr-o formă în alta. Microfonul transformă energia acustică din atmosferă în tensiunea din cablu.

Toate microfoanele funcționează pe același principiu de bază. Membrana în microfon, numită diafragmă, se mișcă împreună cu particulele de aer în jurul acesteia. Acest mecanism este similar cu membrana temporală din urechea omului.

Cinci tipuri de microfoane

Cu toate că fiecare microfon utilizează diafragma pentru a captura mișcările din atmosferă, metoda utilizată pentru convertirea acestei mișcări în curenți electrici variază.

1) Microfoanele dinamice

Microfoanele dinamice mai sunt numite și microfoane cu bobină mobilă. Ele funcționează după următorul principiu: în timp ce bobina din sârmă se mișcă în raport cu magnetul, pe sârmă se creează tensiune. În microfonul dinamic, diafragma este atașată la bobina de sârmă. Bobina din sârmă înconjoară magnetul.

Diafragma este de obicei fabricată din aliaj de aluminiu sau material cu masă redusă, pentru ca aceasta să poată fi mișcată de particulele de aer.

Pe măsură ce diafragma se deplasează înainte și înapoi în funcție de mișcările din atmosferă, bobina de sârmă se mișcă și ea. Din cauza că bobină este în jurul magnetului staționar, și când aceasta se deplasează pe lângă magnet, are loc crearea tensiunii pe sârmă.

Difuzoarele se bazează pe același principiu, dar în sens invers. Animația detaliată a procesului putem vedea pe pagina aceasta.

Microfoanele dinamice sunt cel mai răspândit tip de microfon. Următoarele caracteristici le fac așa de populare:

• Durabilitatea - sunt relativ de simple în construcția sa, ceea ce le face mai rezistente decât modele mai fragile. Din cauza că au construcția compactă, zgomotul în timpul exploatării microfonului dinamic este redus semnificativ. Durabilitatea și construcția rezistentă a bobinei mobile în microfoanele date le face excelente pentru aplicații de sunet live.
• Masă ridicată - sunt relativ de grele sau masive. Aceasta le face mai puțin sensibile față de alte tipuri de microfoane. Când microfonul are sensibilitate scăzută, aceasta înseamnă că el poate să controleze un zgomot de intrare mai puternic.
  Microfoanele mult mai sensibile o să sune foarte bine în locuri liniștite, dar o să înceapă să distorsioneze semnalul la nivele mai mari. Diafragmele microfoanelor dinamice sunt în general mai grele, decât diafragmele altor tipuri de microfoane. Deși acest lucru înseamnă că au nevoie de mai multă sarcină, aceasta la rândul său înseamnă că pot să capta cu acuratețe semnale foarte puternice fără distorsiuni.
• Direcționale - suportă modele omnidirecționale și cardioide polare. Majoritatea au modelul cardioid polar, ceea ce înseamnă că pot capta cel mai bine sunete în fața diafragmei și să respingă foarte bine sunete din spatele diafragmei. Cu toate că alte tipuri de microfoane sunt disponibile cu modelul cardioid polar, microfoanele dinamice sunt cele mai bune în respingerea sunetelor din părți și din spate. Aceasta are multe aplicații.
  În primul rând, direcționalitatea înaltă a microfoanelor dinamice poate ajuta în captarea unei surse sau instrument particular, chiar când în apropiere sunt alte surse de sunet. Fie că încercăm să captăm vocea vocalistului care stă lângă un set de tobe sau un invitat la un podcast într-o cameră zgomotoasă, direcționalitatea superioară a microfoanelor dinamice poate fi utilă.
  Direcționalitatea microfoanelor cu bobina mobilă de asemenea, ajută în situații de izolare a sunetului. De fiecare dată când transmitem semnal de la microfon spre difuzoare în aceeași cameră, apare un pericol că sunetul de la difuzoare o să intre în microfon și va crea buclă de ecou.
  Microfoanele dinamice sunt capabile să ofere mai multă sarcină înainte de a trece prin difuzoare. Acesta este un alt motiv pentru care sunt ideale pentru sunetul live.
• Fără zgomot inerent - microfoanele dinamice utilizează circuite pasive, simple pentru a converti sunetul în electricitate. Această simplitate oferă avantajul de a nu avea zgomot inerent, ceea ce înseamnă că putem aplica mai multă sarcină, fără ca să începem să auzim șuierat sau bâzâit.

2) Microfoanele cu condensator

Capacitatea este abilitatea sistemului de a menține sarcina electrică.

În microfonul cu condensator, diafragma conductoare de electricitate, de obicei este confecționată din poliester pulverizat cu aur, care la rândul său este vecinătatea plăcii de metal fixe. Atunci când undele sonore interacționează cu diafragma, aceasta se mișcă înainte și înapoi în raport cu placa de metal. Această schimbare de distanță dintre placa de bază și diafragmă creează o modificare a capacității și are loc crearea unui semnal electric.

Circuitul de conversie a impedanței trebuie să fie plasat după ieșirea condensatorului pentru ca semnalul să fie util în sistemul audio. Acest circuit necesită +48V - DC, cunoscut ca alimentare de fantomă.

În unele aplicații, cum ar fi telefoanele mobile sau calculatoare, sunt utilizate microfoane cu condensator electret care utilizează material permanent încărcat și nu necesită alimentare de fantomă. Putem vedea diagrama simplificată a microfonului cu condensator mai jos.

Microfoanele cu condensator sunt, de asemenea, foarte frecvente în aplicații audio profesionale. Ele sunt foarte utile datorită următoarelor caracteristici:

• Masă mică - sunt câteva avantaje practice a diafragmei cu masă mică în microfonul cu condensator. În primul rând, masa mică a acestor diafragme oferă posibilitatea de a capta unde sonore tranzitorii. Unda tranzitoriei este o erupție scurtă, de amplitudine mare la începutul undei sonore. Cu cât diafragma este mai grea, cu atât este mai lungă durata de răspuns la unda sonoră. Microfoanele cu condensator sunt excelente în captarea acestor schimbări rapide în presiunea sonoră.
  Un alt avantaj a diafragmelor cu masă mică găsit în microfoanele cu condensator este caracteristica de frecvență. În comparație cu alte tipuri de microfoane, cele cu condensator au cea mai mare caracteristică de frecvență. Aceasta înseamnă că microfoanele cu condensator sunt capabile să capteze schimbări în aer care ciclează foarte rapid. Această proprietate oferă posibilitatea microfoanelor date, de a capta mai multe detalii de la sursa audio.
  Invers față de diafragmele grele a microfoanelor dinamice, diafragmele cu condensator au o sensibilitate ridicată. Aceasta are un efect pozitiv asupra clarității și abilității de a capta sunete cu volum foarte mic. Totuși, masa mică le face sensibile la saturație în aplicații cu presiunea înaltă a sunetului.
• Spectrul polar variabil - majoritatea microfoanelor cu condensator au spectrul polar fix, cardioid sau omnidirecțional. Totuși, deoarece densitatea circuitului în microfon este foarte mică în comparație cu circuitul cu bobina mobilă, unele microfoane cu condensator oferă posibilitatea de a comuta spectrul polar cu ajutorul unui comutator.
  Aceasta se realizează datorită utilizării a două diafragme în strânsă apropiere. Semnalul de la fiecare este amestecat împreună, și interacțiunile de fază între aceste două semnale creează blocarea sunetelor care intră din anumite unghiuri.

3) Microfon cu peliculă

Microfoanele cu peliculă, din punct de vedere tehnic sunt o variantă a microfonului dinamic. Ele funcționează după următorul principiu: în timp ce pelicula conductoare de electicitate se deplasează în câmpul unui magnet, o tensiune electrică este creată pe peliculă.

În microfonul cu peliculă, pelicula ondulată este suspendată în câmpul unui magnet permanent. Pelicula este confenționată în mod obișnuit din aliaj de aluminiu ușor. Când sunetul interacționează cu pelicula suspendată, pelicula se deplasează în raport cu magnetul. Aceasta creează tensiune pe peliculă, care la rândul său este conectată cu interfața de ieșire a microfonului.

Microfoanele cu peliculă sunt mai puțin frecvente în situații live, dar rămân destul de utilizabile în mediul unui studiou. Datorită următoarelor caracteristici:

• Masă mică - diafragme din peliculă cu masă mică asigură o caracteristică de frecvență excelentă.Pe măsură ce apar mici modificări ale vitezei particulelor de aer, peliculă poate să le urmărească. Aceasta creează un semnal electric care este foarte aproape de sunetul original. Cu toate că masa mică a diafragmei este un avantaj pentru sunet în microfon, durabilitatea peliculei în microfon suferă. Pelicula poate fi de o grosime de la 6 până la 4 microni. În comparație cu diametrul de 100 microni a părului uman, devine clar cât de subțire este diafragma cu peliculă. Vânturi bruște de aer, și chiar forța gravitațională într-o direcție anumită poate deteriora aceste microfoane.
• Sensibilitate scăzută - masa mică a microfoanelor cu condensator le face foarte sensibile. Totuși, microfoanele cu peliculă au o masă mică, în timp ce își păstrează capacitatea de a suporta SPL înalt. Aceasta le face atractive pentru a capta sunete detaliate și tranzitorii fără teama de saturare a diafragmei.
• Direcționale - microfoanele cu peliculă sunt bidirecționale în mod inerent. Sunetele din față și din spate a peliculei (perpendicular la peliculă) sunt preluate în mod egal. Astfel, sunetele din lateral (paralel cu pelicula) vor exercita o presiune uniformă pe ambele părți ale peliculei și ca rezultat nu vor duce la nici o mișcare a acesteia. Direcționalitatea poate fi utilă în captarea sunetului unui cor într-un spațiu reverberant, ceea ce permite de a înregistra atât semnalul, cât și a reverberația.
• Caracteristică de frecvență neliniară - diafragma din peliculă nu răspunde liniar la nivelele de presiune a sunetului. Aceasta înseamnă că relația dintre presiunea sunetului și tensiune nu este paralelă. Calitatea dată imită percepția umană a zgomotului. Rezultatul este un sunet mai natural, care îmbogățește mai puțin anumite caracteristici ale sursei audio. Această caracteristică face microfoanele cu peliculă excelente pentru înregistrări stereo ale unui instrument sau ansamblu.
• Fără zgomot inerent - microfoanele cu peliculă deseori utilizează circuite pasive și sunt mai puțin sensibile la zgomotul electronic decât microfoanele cu condensator. Tensiunea de pe peliculă reprezintă pur și simplu mișcarea peliculei în sine, izolată de la orice zgomot electronic. Aceasta permite microfoanelor cu peliculă să fi foarte silențioase, în timp ce își păstrează capacitatea de a reacționa rapid la mișcările mici ale aerului.

4) Microfoanele cu carbon

Microfoanele cu carbon funcționează conform următorului principiu: când granulele de carbon se comprimă, rezistența acestora se micșorează.

Microfoanele cu carbon nu sunt utilizate în mod obișnuit în lumea contemporană, dar au fost folosite în telefonie și radiodifuziune în primele zile ale tehnologiei până la sfârșitul anilor '70. Este necesară o bateriei pentru a crea curent electric, care să treacă prin granulele de carbon. Când sunetul interacționează cu carbonul, granulele acestuia se comprimă. Aceasta schimbă rezistența carbonului, la rândul său, în creșterea sau descreșterea curentului odată cu mișcările aerului. Microfoanele cu carbon suferă de zgomot puternic și caracteristică de frecvență limitată.

5) Microfoanele cu cristal

Microfoanele cu cristal mai sunt numite microfoane piezoelectrice. Ele funcționează conform următorului principiu: când anumite cristale sunt supuse unei forțe mecanice, are loc producerea tensiunii.

În cazul dat are loc efectul piezoelectric. Când sunetul aplică presiune pe diafragmă sau direct pe cristal, cristalul se deformează. Această deformare creează curent electric pe cristal, ceea ce reprezintă în sine vibrațiile aerului. Microfoanele cu cristal nu sunt utilizate pe scară largă la momentul dat. Ele nu oferă caracteristică de frecvență largă și funcționează la o impedanță ridicată care nu este potrivită în aplicații profesionale.

Sursă de referință:

• AU: TYPES OF MICROPHONES