Давайте отбросим сложные термины. Микрофон — это просто устройство, которое преобразует звуковые волны в электрический сигнал. В этом нет никакой магии. Это физика. Электрический сигнал, который он генерирует, имитирует форму звуковой волны, падающей на него. Всё достаточно просто.
На протяжении десятилетий рынок доминировали телефонные передатчики. Если вы производили микрофон, скорее всего, вы делали его для стационарного телефона. Именно этот объём определял развитие отрасли. Но эти дни в основном прошли. Сегодня, когда люди говорят «микрофон», они редко имеют в виду устройство внутри телефонного разъёма. Они говорят о чём-то другом.
Настоящее действие происходит в других сферах.
Где на самом деле используются микрофоны?
Больше не стоит искать основную часть продаж современных микрофонов в сфере телекоммуникаций. Лидеры рынка изменились.
Слуховые аппараты полагаются на крошечные специализированные микрофоны для усиления звуков окружающей жизни. Они необходимы системам звукозаписи. Мы говорим о архивах на магнитной ленте и современных цифровых диктофонах. Диктофоны всё ещё существуют, что удивительно. А системы громкой связи? Им нужны микрофоны, чтобы передавать голос сквозь толпу.
Но в сфере коммуникаций происходит более масштабный сдвиг.
Стремление к качеству и свободе от рук
Почему инженеры отходят от стандартных телефонных передатчиков? Две причины.
Во-первых, качество. Старые телефонные микрофоны ограничены. Они отсекают частоты. Они искажают звук. Современные микрофоны обеспечивают лучшую частотную характеристику. Они звучат ближе к реальности. Для радиовещания или высококачественных проводных коммуникаций эта чёткость имеет решающее значение.
Во-вторых, возможность работы без использования рук. Вам не хочется держать трубку. Вы хотите свободно перемещаться. Вы хотите водить машину. Микрофон остаётся на месте, а ваш голос передаётся дальше.
Это касается не только улучшения качества звука. Это вопрос мобильности. Это свобода от проводов.
Телефонный передатчик — это пережиток прошлого. Возможно, необходимый. Но не будущее. Будущее — в слуховых аппаратах. В студиях звукозаписи. В переговорных комнатах. В автомобилях.
И они становятся всё меньше. Лучше. Громче.
Но насколько маленьким он может стать, прежде чем законы физики дадут сбой? Мы увидим.
Как звуковые волны превращаются в электричество
Магия внутри микрофона происходит в два этапа, которые протекают так быстро, что их практически невозможно заметить. Во-первых, звуковые волны — по сути, изменения давления в воздухе — воздействуют на тонкую гибкую поверхность, называемую диафрагмой. Эта диафрагма вибрирует вперед и назад, имитируя движение частиц воздуха, ударившихся о нее.
Во-вторых, это физическое движение преобразуется в электрический сигнал. Однако здесь нет универсального решения. Способ, которым микрофон преобразует это движение, полностью зависит от его конструкции.
Возьмем угольный микрофон. Когда диафрагма движется, она сжимает угольные гранулы. Это изменяет электрическое сопротивление в цепи. В конденсаторном или емкостном микрофоне используется другой принцип. Диафрагма действует как одна из пластин конденсатора. При ее движении расстояние до другой пластины изменяется, что меняет электростатическую емкость.
Динамические и ленточные микрофоны полагаются на магнетизм. Здесь диафрагма соединена с катушкой или тонкой металлической лентой. Когда этот проводник движется в магнитном поле, в нем генерируется электрический ток. Кристаллические микрофоны используют пьезоэлектрические материалы. Механическое напряжение, возникающее при скручивании или изгибе диафрагмы, создает напряжение в кристалле.
Поиск правильного угла
«Благодаря правильной конструкции микрофону можно придать направленные характеристики, так что он будет улавливать звук преимущественно из одного направления (однонаправленный), из двух направлений (двухнаправленный) или более или менее равномерно со всех направлений (всенаправленный).»
Речь идет не только о захвате звука. Речь идет о контроле над тем, откуда этот звук поступает. Хороший дизайн позволяет инженерам придавать микрофону специфические направленные свойства.
- Однонаправленный : Улавливает звук преимущественно из одного направления. Это часто используется для записи живого вокала или интервью, когда необходимо изолировать говорящего от фонового шума.
- Двухнаправленный : Захватывает звук из двух противоположных направлений. Полезно для интервью «лицом к лицу».
- Всенаправленный : Улавливает звук равномерно со всех направлений. Он захватывает акустическую обстановку помещения, но обеспечивает меньшую изоляцию.
Цель всегда одинакова. Каждое изменение в движении диафрагмы вызывает соответствующее изменение в электрическом выходе. Сложность заключается в том, как именно собирается это движение. Будь то через сопротивление, емкость, магнетизм или пьезоэлектричество. Результат одинаков. Сигнал, который зеркально отражает исходную звуковую волну.
