Mikrofon – zasada działania, rodzaje i zastosowania
Przegląd mikrofonu: budowa, zasada przetwarzania dźwięku na sygnał elektryczny, główne typy, krótka historia oraz typowe zastosowania i wskazówki doboru.
Przegląd
Mikrofon (potocznie mic) to urządzenie przekształcające fale akustyczne w sygnał elektryczny. Jego podstawową rolą jest zamiana ciśnienia akustycznego na napięcie lub prąd, co pozwala na rejestrację, przetwarzanie i transmisję dźwięku. Dla odmiany wymowy i zapisu wymowa bywa zapisywana jako wymowa, a sam proces konwersji określa się często jako przejście od dźwięku do sygnału elektrycznego.
Galeria obrazów
10 Obrazy
Budowa i zasada działania
Typowy mikrofon składa się z elementu przetwarzającego (membrana, wkładka), układu mechanicznego i części elektrycznej. W zależności od konstrukcji przetworniki wykorzystują różne zjawiska fizyczne — ruch membrany w polu magnetycznym (mikrofony dynamiczne), zmiany pojemności (kondensatorowe), piezoelektryczność lub konwersję optyczną. Ważne parametry to charakterystyka kierunkowa, czułość, pasmo przenoszenia i poziom szumów.
Główne rodzaje
- Mikrofony dynamiczne — wytrzymałe, dobre do głośnych źródeł dźwięku.
- Mikrofony pojemnościowe (kondensatorowe) — precyzyjne, używane w studiach nagraniowych.
- Mikrofony wstęgowe — o charakterystycznym, ciepłym brzmieniu, delikatne mechanicznie.
- Mikrofony elektretowe — odmiana pojemnościowych, powszechne w urządzeniach przenośnych.
- Mikrofony kierunkowe i bezprzewodowe — stosowane w transmisjach i pracy w terenie.
Krótka historia
Pierwsze przyrządy potrafiące zamienić dźwięk na sygnał elektryczny pojawiły się w XIX wieku wraz z rozwojem telefonii i radiotechniki. Od tamtej pory mikrofony ewoluowały pod względem materiałów, konstrukcji i elektroniki. Rozwój mikrofonów pojemnościowych i mikrofonów specjalistycznych zrewolucjonizował nagrywanie muzyki oraz transmisje radiowe i telewizyjne.
Zastosowania i wybór
Mikrofony znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach: telekomunikacji — np. telefony, rejestracji dźwięku — magnetofony, aparatach słuchowych — aparaty słuchowe, produkcji filmowej — produkcja filmów, inżynierii dźwięku na żywo — inżynieria dźwięku na żywo, radiu — radio, telewizji — telewizja oraz w komputerach do nagrywania — komputery i nagrywanie głosu. Dobór mikrofonu zależy od źródła dźwięku, warunków akustycznych oraz wymagań dotyczących jakości i mobilności.
Przy wyborze warto kierować się charakterystyką kierunkową (omnidirectional vs. cardioid), zakresem częstotliwości, wymaganiami zasilania (np. phantom 48V dla mikrofonów pojemnościowych) oraz odpornością na hałas i warunki zewnętrzne. W zastosowaniach profesjonalnych często stosuje się kombinacje mikrofonów i filtrów, aby uzyskać optymalny dźwięk.
Rodzaje mikrofonów
Dźwięk przechodzi przez powietrze w postaci fal, a jak powiedziano powyżej, mikrofon przekształca falę dźwiękową w falę elektryczną. Różne rodzaje mikrofonów w różny sposób przekształcają fale dźwiękowe w energię elektryczną.
- Przycisk węglowy - Jest to pierwszy rodzaj, który stał się powszechny, stosowany w większości telefonów XX wieku. Fale dźwiękowe, poprzez ściskanie i rozprężanie kawałka węgla, zmieniają ilość prądu elektrycznego płynącego w przewodzie, tworząc w ten sposób fale elektryczne. Ten rodzaj stał się rzadszy pod koniec wieku, częściowo z powodu braku wysokiej wierności.
- Dynamiczny - wykorzystuje okrągły plastikowy lub gumowy dysk połączony z cewką z drutu w celu przekształcenia dźwięku w energię elektryczną. Fala dźwiękowa uderza w dysk, który w wyniku tego wibruje. Wibracje te powodują bardzo szybkie przemieszczanie cewki do przodu i do tyłu w pobliżu magnesu w celu wytworzenia prądu elektrycznego. Mikrofon dynamiczny jest dokładnym przeciwieństwem głośnika, który wykorzystuje prąd elektryczny do poruszania cewki, która porusza dyskiem. Następnie dysk wytwarza dźwięk.
- Wstążka - jest podobna do mikrofonu dynamicznego. Cienki, mały arkusz metalu (zazwyczaj cyny lub aluminium) zawieszony jest pomiędzy dwoma magnesami. Kiedy dźwięk uderza w cienki kawałek metalu, metal wibruje. Wibracje te powodują powstanie sygnału elektrycznego w metalu.
- Kondensator - wykorzystuje dwie małe metalowe płytki do wytworzenia prądu elektrycznego. Zasadniczo dwie małe metalowe płytki umieszcza się bardzo blisko siebie i przepuszcza się przez nie prąd elektryczny. Powoduje to powstanie pola elektrycznego pomiędzy dwoma płytkami. Kiedy dźwięk uderza w te płyty, płyty wibrują. Wibracje powodują niewielkie zmiany w polu elektrycznym. Zmiany te tworzą sygnał elektryczny.
- Mikrofony kryształowe lub ceramiczne wykorzystują zjawisko piezoelektryczne.
Sprzęt
Pop-filtr (lub pop-osłona) jest często używany w studiach nagraniowych. Jest to filtr elektroniczny, który redukuje lub eliminuje "wyskakujące" dźwięki spowodowane przez szybko poruszające się powietrze (np. powietrze z ust).
Historia
Pierwsze mikrofony zostały wynalezione jako nadajniki telefoniczne. Były to konstrukcje cieczowe i dynamiczne. Przetworniki węglowe były później używane w tym i innych zastosowaniach.
Powiązane strony
- Głośnik - odwrotność mikrofonu dynamicznego
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Mikrofon – zasada działania, rodzaje i zastosowania Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/64610
Źródła
- thoughtco.com : "The Evolution of the Microphone"