Pozbądźmy się skomplikowanych terminów. Mikrofon to po prostu urządzenie przetwarzające fale dźwiękowe na sygnał elektryczny. Nie ma w tym żadnej magii. To jest fizyka. Generowany przez niego sygnał elektryczny naśladuje kształt uderzającej w niego fali dźwiękowej. To całkiem proste.
Przez dziesięciolecia na rynku dominowały nadajniki telefoniczne. Jeśli zrobiłeś mikrofon, prawdopodobnie zrobiłeś to dla telefonu stacjonarnego. To właśnie ten wolumen zadecydował o rozwoju branży. Ale te dni w większości już minęły. Dzisiaj, gdy ludzie mówią „mikrofon”, rzadko mają na myśli urządzenie umieszczone w gnieździe telefonicznym. Mówią o czymś innym.
Prawdziwe działania toczą się w innych obszarach.
Gdzie właściwie używa się mikrofonów?
Nie szukaj dalej w branży telekomunikacyjnej, gdzie znajdziesz większość sprzedaży nowoczesnych mikrofonów. Liderzy rynku się zmienili.
Aparaty słuchowe wykorzystują małe, wyspecjalizowane mikrofony, które wzmacniają dźwięki otaczającego nas życia. Są niezbędne w systemach rejestracji dźwięku. Mowa tu o archiwach na taśmach magnetycznych i nowoczesnych dyktafonach cyfrowych. Dyktafony nadal istnieją, co jest niesamowite. A co z systemami nagłośnieniowymi? Potrzebują mikrofonów, aby transmitować swój głos przez tłum.
Ale w komunikacji zachodzą większe zmiany.
Zaangażowanie w jakość i brak użycia rąk
Dlaczego inżynierowie odchodzą od standardowych nadajników telefonicznych? Dwa powody.
Przede wszystkim jakość. Liczba starych mikrofonów telefonicznych jest ograniczona. Odcięli częstotliwości. Zniekształcają dźwięk. Nowoczesne mikrofony zapewniają lepszą charakterystykę częstotliwościową. Brzmią bliżej rzeczywistości. W przypadku transmisji radiowych lub wysokiej jakości komunikacji przewodowej ta przejrzystość jest krytyczna.
Po drugie, możliwość pracy bez użycia rąk. Nie chcesz trzymać telefonu. Chcesz się swobodnie poruszać. Chcesz prowadzić samochód. Mikrofon pozostaje na swoim miejscu, a Twój głos jest przesyłany dalej.
Nie chodzi tu tylko o poprawę jakości dźwięku. To kwestia mobilności. To wolność od przewodów.
Nadajnik telefoniczny to relikt przeszłości. Być może konieczne. Ale nie przyszłość. Przyszłość należy do aparatów słuchowych. W studiach nagraniowych. W salach konferencyjnych. W samochodach.
I są coraz mniejsze. Lepsza. Głośniej.
Ale jak mały może się stać, zanim prawa fizyki się załamią? Zobaczymy.
Jak fale dźwiękowe zamieniają się w prąd
Magia wewnątrz mikrofonu przebiega w dwóch etapach, które dzieją się tak szybko, że prawie nie można ich zauważyć. Po pierwsze, fale dźwiękowe – zasadniczo zmiany ciśnienia powietrza – oddziałują na cienką, elastyczną powierzchnię zwaną membraną. Ta membrana wibruje tam i z powrotem, symulując ruch uderzających w nią cząsteczek powietrza.
Po drugie, ten fizyczny ruch jest przekształcany na sygnał elektryczny. Nie ma tu jednak uniwersalnego rozwiązania. Sposób, w jaki mikrofon przetwarza ten ruch, zależy całkowicie od jego konstrukcji.
Weźmy mikrofon węglowy. Kiedy membrana się porusza, ściska granulki węgla. Zmienia to opór elektryczny w obwodzie. Mikrofon pojemnościowy lub pojemnościowy wykorzystuje inną zasadę. Membrana pełni rolę jednej z płytek kondensatora. W miarę ruchu zmienia się odległość do drugiej płytki, co powoduje zmianę pojemności elektrostatycznej.
Mikrofony dynamiczne i wstęgowe opierają się na magnetyzmie. Tutaj membrana jest połączona z cewką lub cienkim metalowym paskiem. Gdy przewodnik ten porusza się w polu magnetycznym, generowany jest w nim prąd elektryczny. Mikrofony kryształowe wykorzystują materiały piezoelektryczne. Naprężenia mechaniczne powstałe w wyniku skręcenia lub zgięcia membrany powodują naprężenia w krysztale.
Znajdowanie odpowiedniego kąta
„Przy odpowiedniej konstrukcji mikrofon może mieć charakterystykę kierunkową, dzięki czemu będzie zbierał dźwięk głównie z jednego kierunku (jednokierunkowy), z dwóch kierunków (dwukierunkowy) lub mniej więcej jednakowo ze wszystkich kierunków (dookólny).”
Nie chodzi tylko o przechwytywanie dźwięku. Chodzi o kontrolowanie, skąd pochodzi ten dźwięk. Dobra konstrukcja pozwala inżynierom na nadanie mikrofonowi specyficznych właściwości kierunkowych.
- Jednokierunkowy : Zbiera dźwięk głównie z jednego kierunku. Jest to często używane do nagrywania wokali na żywo lub wywiadów, gdy konieczne jest odizolowanie mówcy od hałasu otoczenia.
- Dwukierunkowy : Przechwytuje dźwięk z dwóch przeciwnych kierunków. Przydatne podczas rozmów twarzą w twarz.
- Dookólny : Odbiera dźwięk równomiernie ze wszystkich kierunków. Oddaje środowisko akustyczne pomieszczenia, ale zapewnia mniejszą izolację.
Cel jest zawsze ten sam. Każda zmiana ruchu membrany powoduje odpowiednią zmianę mocy elektrycznej. Trudność polega na tym, jak dokładnie ten ruch jest zmontowany. Czy to poprzez opór, pojemność, magnetyzm czy piezoelektryczność. Wynik jest taki sam. Sygnał odzwierciedlający oryginalną falę dźwiękową.
