Vynechme složité termíny z cesty. Mikrofon je jednoduše zařízení, které převádí zvukové vlny na elektrický signál. Není v tom žádná magie. To je fyzika. Elektrický signál, který generuje, napodobuje tvar zvukové vlny, která na něj dopadá. Je to docela jednoduché.
Po desetiletí dominovaly trhu telefonní vysílače. Pokud jste vyrobili mikrofon, je pravděpodobné, že jste jej vyrobili pro pevný telefon. Právě tento objem určoval vývoj odvětví. Ale ty dny jsou většinou pryč. Dnes, když lidé říkají „mikrofon“, zřídka myslí zařízení uvnitř telefonního konektoru. Mluví o něčem jiném.
Skutečná akce se odehrává v jiných oblastech.
Kde se vlastně mikrofony používají?
Většinu prodejů moderních mikrofonů nehledejte v telekomunikačním průmyslu. Lídři trhu se změnili.
Sluchadla se spoléhají na malé, specializované mikrofony, které zesilují zvuky života kolem nás. Jsou nezbytné pro systémy záznamu zvuku. Řeč je o archivech magnetofonových pásek a moderních digitálních diktafonech. Hlasové záznamníky stále existují, což je úžasné. A co systémy veřejného ozvučení? Potřebují mikrofony, aby přenášely své hlasy skrz dav.
Ale v komunikaci dochází k většímu posunu.
Závazek ke kvalitě a hands-free
Proč se inženýři vzdalují standardních telefonních vysílačů? Dva důvody.
V první řadě kvalita. Staré telefonní mikrofony jsou omezené. Přerušují frekvence. Zkreslují zvuk. Moderní mikrofony poskytují lepší frekvenční odezvu. Znějí blíže realitě. Pro rozhlasové vysílání nebo vysoce kvalitní kabelovou komunikaci je tato srozumitelnost kritická.
Za druhé, schopnost pracovat bez použití rukou. Nechcete držet telefon. Chcete se volně pohybovat. Chcete řídit auto. Mikrofon zůstává na svém místě a váš hlas je přenášen dále.
Nejde jen o zlepšení kvality zvuku. Je to otázka mobility. To je svoboda od drátů.
Telefonní vysílač je pozůstatkem minulosti. Možná je to nutné. Ale ne budoucnost. Budoucnost je ve sluchadlech. V nahrávacích studiích. V zasedacích místnostech. V autech.
A jsou stále menší. Lepší. Hlasitěji.
Ale jak malý může být, než se fyzikální zákony zhroutí? Uvidíme.
Jak se zvukové vlny mění v elektřinu
Kouzlo uvnitř mikrofonu se odehrává ve dvou fázích, které se dějí tak rychle, že je téměř nelze zaznamenat. Za prvé, zvukové vlny – v podstatě změny tlaku vzduchu – dopadají na tenký, pružný povrch zvaný membrána. Tato membrána vibruje tam a zpět a simuluje pohyb částic vzduchu, které na ni narážejí.
Za druhé, tento fyzický pohyb je převeden na elektrický signál. Univerzální řešení zde však neexistuje. Způsob, jakým mikrofon převádí tento pohyb, zcela závisí na jeho konstrukci.
Vezměme uhlíkový mikrofon. Když se membrána pohybuje, stlačuje uhlíkové granule. Tím se změní elektrický odpor v obvodu. Kondenzátorový nebo kapacitní mikrofon využívá jiný princip. Membrána funguje jako jedna z desek kondenzátoru. Jak se pohybuje, vzdálenost k druhé desce se mění, což mění elektrostatickou kapacitu.
Dynamické a páskové mikrofony spoléhají na magnetismus. Zde je membrána spojena s cívkou nebo tenkým kovovým páskem. Když se tento vodič pohybuje v magnetickém poli, vzniká v něm elektrický proud. Krystalové mikrofony používají piezoelektrické materiály. Mechanické napětí vzniklé kroucením nebo ohýbáním diafragmy vytváří napětí v krystalu.
Hledání správného úhlu
„Při správném návrhu lze mikrofonu dát směrovou charakteristiku, takže snímá zvuk převážně z jednoho směru (jednosměrný), ze dvou směrů (obousměrný) nebo víceméně rovnoměrně ze všech směrů (všesměrový).
Nejde jen o zachycení zvuku. Jde o to ovládat, odkud ten zvuk přichází. Dobrý design umožňuje inženýrům poskytnout mikrofonu specifické směrové vlastnosti.
- Unidirectional : Snímá zvuk primárně z jednoho směru. To se často používá pro nahrávání živých vokálů nebo rozhovorů, když je nutné izolovat mluvčího od hluku v pozadí.
- Obousměrný : Zachycuje zvuk ze dvou opačných směrů. Užitečné pro osobní rozhovory.
- Všesměrový : Snímá zvuk rovnoměrně ze všech směrů. Zachycuje akustické prostředí místnosti, ale poskytuje méně izolace.
Cíl je vždy stejný. Každá změna pohybu membrány způsobí odpovídající změnu elektrického výkonu. Obtížnost spočívá v tom, jak přesně je tento pohyb sestaven. Ať už prostřednictvím odporu, kapacity, magnetismu nebo piezoelektriky. Výsledek je stejný. Signál, který zrcadlí původní zvukovou vlnu.
