۱۰ نوع میکروفون

۱۰ نوع میکروفون

صدا چیز شگفت انگیزی است. همه صداهای مختلفی که می شنویم ناشی از اختلاف فشارهای جزئی در هوای اطراف ماست. چیزی که در مورد آن عالی است این است که هوا این تغییرات فشار را به خوبی – و با دقت – در فواصل نسبتا طولانی منتقل می کند.

اگر نحوه کار سی دی ها را خوانده باشید، با اولین میکروفون آشنا شده اید. این یک دیافراگم فلزی بود که به یک سوزن وصل شده بود و این سوزن طرحی را روی یک تکه فویل فلزی خراشید. اختلاف فشار در هوا که وقتی شخصی به سمت دیافراگم صحبت می‌کرد، دیافراگم را حرکت داد و سوزن را حرکت داد و سپس روی فویل ثبت شد. وقتی سوزن بعداً روی فویل کشیده شد، ارتعاشات خراشیده شده روی فویل سپس دیافراگم را حرکت داده و صدا را دوباره ایجاد می‌کند. این واقعیت که این سیستم کاملاً مکانیکی کار می کند نشان می دهد که ارتعاشات موجود در هوا چقدر انرژی می توانند داشته باشند.

همه میکروفون‌های مدرن سعی می‌کنند همان چیزی را که نمونه اصلی است انجام دهند، اما این کار را به‌جای مکانیکی، الکترونیکی انجام می‌دهند. یک میکروفون می خواهد امواج فشار متفاوتی را در هوا بگیرد و آنها را به سیگنال های الکتریکی متفاوت تبدیل کند. چندین فناوری مختلف معمولاً برای انجام این تبدیل استفاده می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع مختلف میکروفون – از جمله یکی از اولین اختراع شده توسط الکساندر گراهام بل، به صفحه بعدی نگاه کنید.

فهرست

• میکروفون مایع
• میکروفون کربنی
• میکروفون فیبر نوری
• میکروفون دینامیک
• میکروفون الکترت
• میکروفون نواری
• میکروفون لیزری
• میکروفن خازنی
• میکروفن میکروالکترومکانیکی
• میکروفون کریستالی

۱۰: میکروفون مایع

میکروفن‌های مایع که توسط الکساندر گراهام بل و توماس واتسون اختراع شدند، جزو اولین میکروفون‌هایی بودند که ساخته شدند و پیشروی برای چیزی بودند که بعداً به میکروفون خازنی تبدیل شد. میکروفون های مایع اولیه از یک فنجان فلزی پر از آب و اسید سولفوریک استفاده می کردند. یک دیافراگم روی فنجان با یک سوزن در سمت گیرنده دیافراگم قرار داده شد. امواج صوتی باعث حرکت سوزن در آب می شود. جریان الکتریکی کوچکی به سوزن می‌رسید که توسط ارتعاشات صوتی تعدیل می‌شد. میکروفون مایع هرگز یک وسیله کاربردی خاص نبود، اما یک آزمایش علمی بزرگ را انجام می دهد

۹: میکروفون کربنی

قدیمی ترین و ساده ترین میکروفون از گرد و غبار کربن استفاده می کند. این فناوری در اولین تلفن ها استفاده می شود و امروزه نیز در برخی از تلفن ها استفاده می شود. گرد و غبار کربن دارای یک دیافراگم نازک فلزی یا پلاستیکی در یک طرف است. همانطور که امواج صوتی به دیافراگم برخورد می کنند، گرد و غبار کربن را فشرده می کنند که مقاومت آن را تغییر می دهد. با عبور جریان از کربن، مقاومت در حال تغییر، مقدار جریانی را که جریان می‌یابد تغییر می‌دهد. آنها هنوز در معدن و تولید مواد شیمیایی استفاده می شوند زیرا ولتاژهای بالاتر خط ممکن است باعث انفجار شود.

۸: میکروفون فیبر نوری

سیستم های فیبر نوری که از رشته های بسیار نازک شیشه ای برای انتقال اطلاعات به جای سیم های فلزی سنتی استفاده می کنند، در سال های اخیر انقلابی در حوزه مخابرات از جمله فناوری میکروفون ایجاد کرده اند. خب پس مشکل اصلی چیه؟ برخلاف میکروفون‌های معمولی که اغلب بزرگ هستند و سیگنال الکتریکی ارسال می‌کنند، میکروفون‌های فیبر نوری می‌توانند بسیار کوچک باشند و می‌توانند در محیط‌های حساس به الکتریکی استفاده شوند. آنها همچنین می توانند بدون فلز تولید شوند، که آنها را در برنامه های تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) و سایر موقعیت هایی که تداخل فرکانس رادیویی مشکل است بسیار مفید می کند.

۷: میکروفون پویا

یک میکروفون پویا از جلوه های الکترومغناطیس بهره می برد. هنگامی که آهنربا از کنار یک سیم (یا سیم پیچ سیم) عبور می کند، آهنربا جریان را در سیم القا می کند. در یک میکروفون دینامیک، دیافراگم یک آهنربا یا یک سیم پیچ را با برخورد امواج صوتی به دیافراگم حرکت می دهد و این حرکت جریان کمی ایجاد می کند. این نوع به بهترین وجه نزدیک یک خواننده یا ساز قرار می گیرد و معمولاً صدا را از فاصله بیش از یک فوت دریافت نمی کند.

میکروفون پویا مدرن همان چیزی است که اکثر مردم وقتی به یک میکروفون فکر می کنند، با بدنه لوله ای باریک و سر ضبط گرد در بالای آن، احتمالا تصور می کنند. آنها یک منظره بسیار رایج در نمایش های موسیقی زنده و کارائوکه هستند زیرا تعادلی بین قابلیت اطمینان، قابلیت حمل و کیفیت صدا به ارمغان می آورند.

۶: میکروفون الکترت

میکروفون های الکترت یکی از پرکاربردترین میکروفون های روی زمین هستند. از آنجایی که میکروفون های الکترت ارزان و نسبتا ساده هستند، در تلفن های همراه، کامپیوترها و هدست های هندزفری استفاده می شوند. میکروفن الکترت نوعی میکروفون خازنی است که در آن بار خارجی با یک ماده الکترت جایگزین می شود که طبق تعریف در حالت قطبش الکتریکی دائمی است. آنها همچنین در تولید مستند و اخبار مفید هستند، به عنوان میکروفون های “برگردان” کوچک که می توانند به طور محتاطانه روی لباس مصاحبه شونده قرار گیرند.

همچنین می توانید برای آشنایی بیشتر با سیستم های صوتی و میکروفن و یا خرید میکروفن، اینجا را کلیک کنید.

۵: میکروفون نواری

در یک میکروفون نواری، یک نوار نازک – معمولاً آلومینیوم، دورالومینیم یا نانوفیلم – در یک میدان مغناطیسی معلق است. امواج صوتی نوار را حرکت می دهند که جریان عبوری از آن را تغییر می دهد. میکروفون های نواری دو طرفه هستند به این معنی که صداها را از هر دو طرف میکروفون دریافت می کنند.

RCA PB-31 یکی از اولین میکروفون های نواری بود. در سال ۱۹۳۱ تولید شد و صنعت صدا و پخش را تغییر داد زیرا استاندارد جدیدی را در مورد وضوح ایجاد کرد. چندین سازنده میکروفن دیگر مدل های مشابهی از جمله BBC-Marconi Type A و ST&C Coles 4038 ساختند.

این میکروفون‌ها پس از روزهای اولیه رادیو از مد افتادند و توسط مدل‌های دینامیک و کندانسور غصب شدند، زیرا روبان شینی داخل آن‌ها را بسیار شکننده می‌کرد. یکی از این موارد می تواند به راحتی پس از یک ضربه ناگوار توسط یک تکنسین نیاز به تعمیر داشته باشد. استودیوهای مدرن صدا هنوز هم گهگاه از میکروفون‌های نواری استفاده می‌کنند، زمانی که به دنبال ضبط آهنگی با صدای «وینتیج» معتبر هستند.

۴: میکروفون لیزری

یک میکروفون لیزری با گرفتن ارتعاشات از یک هواپیما، به عنوان مثال، مانند یک شیشه پنجره، کار می کند و سیگنال را به یک آشکارساز عکس ارسال می کند، که پرتو لیزر منعکس شده را به سیگنال صوتی تبدیل می کند. هنگامی که صدا به شیشه پنجره برخورد می کند، خم می شود و باعث خم شدن پرتو لیزر می شود که می تواند با استفاده از فتوسل به صدا تبدیل شود. در سال‌های اخیر، دانشمندان در حال توسعه نوع جدیدی از میکروفون لیزری بوده‌اند که با پخش دود در طول یک پرتو لیزری که به سمت فوتوسل است، کار می‌کند و سپس به سیگنال صوتی تبدیل می‌شود. این نوع برای ضبط صدای عمومی مانند موسیقی مناسب نیست، اما برای جاسوسی عالی است، زیرا لیزر می تواند مخفیانه صدا را در فواصل بسیار زیاد ردیابی کند.

۳: میکروفن خازنی

میکروفون کندانسور در اصل یک خازن است که یک صفحه خازن در پاسخ به امواج صوتی حرکت می کند. حرکت ولتاژ خازن را تغییر می دهد و این تغییرات برای ایجاد یک سیگنال قابل اندازه گیری تقویت می شود. میکروفون های خازنی معمولاً به یک باتری کوچک برای تأمین ولتاژ در خازن نیاز دارند. بسیاری از میکروفون‌های خازنی مدرن درجه مصرف‌کننده نیز می‌توانند انرژی خود را از اتصال USB به رایانه شخصی شما دریافت کنند.

میکروفون های خازنی اغلب در استودیوهای کدنویسی استفاده می شوند. دو نوع میکروفون خازنی وجود دارد: دیافراگم بزرگ و دیافراگم کوچک. دستگاه های دیافراگمی بزرگ برای آواز و سازهایی با صدای باس زیاد یا میان رده محبوب هستند. در حالی که میکروفون های دیافراگمی کوچک فشرده تر هستند و صداهای فرکانس بالاتری مانند سازهای زهی یا سنج را دریافت می کنند.

۲: میکروفن میکروالکترومکانیکی

میکروفن میکروالکترومکانیکی (به اختصار MEMS) تکامل یافته طراحی الکترت است و شروع به جایگزینی آن در برخی از تلفن های همراه و هدست می کند. میکروفون MEMS را می‌توان حتی کوچک‌تر از الکترت، با عرض تنها چند میلی‌متر ساخت. در این فضای کوچک یک ریزتراشه حاوی دیافراگم مکانیکی صدا، یک خازن برای انتقال صدای جمع‌آوری شده به عنوان جریان الکتریکی، یک تقویت‌کننده برای تقویت سیگنال آن جریان و یک مبدل دیجیتال برای تبدیل آن به داده‌های صوتی است که می‌تواند توسط گوشی‌های هوشمند و رایانه‌ها استفاده شود.

۱: میکروفون کریستالی

برخی از کریستال ها با تغییر شکل، خواص الکتریکی خود را تغییر می دهند (نمونه ای از این پدیده را ببینید که چگونه ساعت های کوارتز کار می کنند). با اتصال یک دیافراگم به یک کریستال، کریستال سیگنالی را هنگام برخورد امواج صوتی به دیافراگم ایجاد می کند. تولید این میکروفون‌ها بسیار ارزان بود و بنابراین در قرن بیستم در برنامه‌های مقرون‌به‌صرفه مورد استفاده قرار گرفت. کیفیت صدای آنها چیزهای زیادی را رها کرد، اما باعث شد که با خازن های مدرن و میکروفون های پویا جایگزین شوند. امروزه میکروفون های کریستالی عمدتاً برای نظارت و برای فرستنده ها و سنسورهای خودرو استفاده می شوند.

همانطور که می بینید، تقریباً هر فناوری قابل تصور برای تبدیل امواج صوتی به سیگنال های الکتریکی به کار گرفته شده است. تنها چیزی که بیشتر مشترک است دیافراگم است که امواج صوتی را جمع آوری می کند و در هر فناوری که برای ایجاد سیگنال استفاده می شود حرکت ایجاد می کند.

الگوهای صدا

هر مدل از میکروفون دارای الگوی صدای خاصی است که قطبیت میکروفون نیز نامیده می شود. به زبان ساده، الگوی صدا جهت و فاصله ای است که میکروفون صدا را از آن دریافت می کند و هر الگو برای برنامه مربوطه مناسب است. به عنوان مثال، میکروفون‌های الگوی کاردیوئید برای ضبط اجراهای زنده بدون ضبط صدای بیش از حد جمعیت ایده‌آل هستند. بسیاری از میکروفون های دستی که برای تقویت صدا استفاده می شوند، میکروفون های کاردیوئید هستند.

بیشتر بخوانید: راهنمای کامل مدیریت قدرت اسپیکر و رتبه‌بندی وات