Микрофон | это… Что такое Микрофон?

Микрофо́н (от греч. μικρός — маленький, φωνη — звук) — электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока, устройство ввода. Служит первичным звеном в цепочке звукозаписывающего тракта или звукоусиления. Микрофоны используются во многих устройствах, таких как телефоны и магнитофоны, в звукозаписи и видеозаписи, на радио и телевидении, для радиосвязи, а также для ультразвукового контроля и измерения.

Содержание 1 История 2 Устройство микрофона 3 Классификация микрофонов 3.1 Типы микрофонов по принципу действия 3.2 Функциональные виды микрофонов 4 Характеристики микрофонов 4.1 Чувствительность 4.2 Частотная характеристика чувствительности 4.3 Акустическая характеристика 4.4 Характеристика направленности 4.4.1 Ненаправленные микрофоны 4.4.2 Микрофоны двустороннего направления 4. 4.3 Микрофоны одностороннего направления 4.5 Уровень шумов 5 Микрофон в искусстве 6 См. также 7 Примечания 8 Литература 9 Источники

История

Вначале наибольшее распространение получил угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Г.Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Конденсаторный микрофон был изобретён американским учёным Э. Венте в 1917 году. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сигнал во внешней цепи.

Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами.

Первым динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шоттки электродинамический микрофон ленточного типа. Они расположили в магнитном поле гофрированную ленточку из очень тонкой (ок. 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной записи благодаря чрезвычайно высоким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно осложняло проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами.

Пьезоэлектрический микрофон, сконструированный советскими учёными С.  Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Работа в качестве датчика давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверхнизкочастотные звуки, характерные для морских обитателей.

В 1931 году американские учёные Э. Венте и А. Терас изобрели динамический микрофон с катушкой, приклеенной к тонкой мембране из полистирола или фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое выходное сопротивление (десятки Ом и сотни кило Ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым.

Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звукоусилительной и звукозаписывающей аппаратуры, позволило развиться индустрии звукозаписи. Создание малых по размеру (даже несмотря на массу постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление о приватности и породило ряд изменений в законодательстве (в частности, о применении подслушивающих устройств).

Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны.

Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. XX века по принципу действия и конструкции близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета. Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаОм и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы.

Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе.

Устройство микрофона

Принцип действия микрофона с подвижной катушкой

Конденсаторный микрофон Октава МК-319 внутри

Принцип работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний воздуха, воды или твердого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используются явление электромагнитной индукции, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект.

Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.

Классификация микрофонов

Конденсаторный микрофон Октава МК-319

Динамический микрофон Sennheiser

Типы микрофонов по принципу действия

• Динамический микрофон
  • Катушечный
  • Ленточный
• Конденсаторный микрофон
  • Электретный микрофон — разновидность конденсаторного микрофона.
• Угольный микрофон
• Пьезомикрофон

Сравнительные характеристики основных типов микрофонов (устаревшие данные из «БСЭ» 1967 год.):

Тип микрофона	Диапазон воспринимаемых частот, Гц	Неравномерность частотной характеристики, дБ	Осевая чувствительность на частоте 1 000 Гц, мВ/Па
Угольный	300—3 400	20	1 000
Электродинамический катушечного типа	100—10 000 (1 класса) 30—15 000 (высшего класса)	12	0,5 ~1,0
Электродинамический ленточного типа	50—10 000 (1 класса) 70—15 000 (высшего класса)	10	1 1,5
Конденсаторный	30—15 000	5	5
Пьезоэлектрический	100—5 000	15	50
Электромагнитный	300—5 000	20	5

Функциональные виды микрофонов

• Студийный микрофон
• Сценический микрофон
• Измерительный микрофон («искусственное ухо»)
• Микрофонный капсюль для телефонных аппаратов
• Микрофон для применения в радиогарнитурах
• Микрофон для скрытого ношения
• Ларингофон
• Гидрофон

Характеристики микрофонов

Схематическое обозначение микрофона

Микрофоны любого типа оцениваются следующими характеристиками:

1. чувствительность
2. амплитудно-частотная характеристика
3. акустическая характеристика микрофона
4. характеристика направленности
5. уровень собственных шумов микрофона

Чувствительность

Чувствительность микрофона определяется отношением напряжения на выходе микрофона к звуковому давлению Р₀, как правило, в свободном звуковом поле^[1], то есть при отсутствии влияния отражающих поверхностей^[2]. При распространении синусоидальной звуковой волны в направлении рабочей оси микрофона, это направление называется осевой чувствительностью:

M0 = U/P0 (мВ/Па).

Рабочей осью микрофона является направление его преимущественного использования и обычно совпадает с осью симметрии микрофона. Если конструкция микрофона не имеет оси симметрии, то направление рабочей оси указывается в технических условиях. Чувствительность современных микрофонов составляет от 1–2 (динамические микрофоны) до 10–15 (конденсаторные микрофоны) мВ/Па. Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

Таким образом, микрофон с чувствительностью -75 дБ менее чувствителен, чем -54 дБ, а с обозначением 2 мВ/Па менее чувствителен, чем 20 мВ/Па. Для ориентировки : -54 дБ это то же, что и 2,0 мВ/Па. Также надо учесть, что если у микрофона меньше чувствительность, это вовсе не означает, что он хуже.

Частотная характеристика чувствительности

ЧХЧ микрофонов Октава МК-319 и Shure SM58

Частотная характеристика чувствительности (ЧХЧ) — это зависимость осевой чувствительности микрофона от частоты звуковых колебаний в свободном поле. Неравномерность ЧХЧ как правило измеряют в децибелах, как двадцать логарифмов(по основанию 10) отношения чувствительности микрофона на определенной частоте к чувствительности на опорной частоте (в основном 1 кГц).

Акустическая характеристика

Влияние звукового поля микрофона оценивается акустической характеристикой, которая определяется отношением силы, действующей на диафрагму микрофона, и звуковым давлением в свободном звуковом поле: A = F/P, а потому, что чувствительность микрофона M = U/P можно представить как U/P = U/F • F/P и выразить через А. Тогда получим: M = A • U / F. Отношение напряжения на выходе микрофона к силе, действующей на диафрагму U/F, характеризует микрофон как электромеханический преобразователь. Акустическая характеристика определяет характеристику направленности микрофона. По виду акустической характеристики, а следовательно и характеристики направленности, отличают три типа микрофонов, как приемников звука: приемники давления; градиента давления; комбинированные.

Характеристика направленности

Направленность микрофонов. Представление в полярных координатах

приемники давления
	Ненаправленный
приемники градиента давления
	Двунаправленный «Восьмерка»
комбинированные
	Кардиоид
	Гиперкардиоид

Характеристикой направленности называют зависимость чувствительности микрофона от направления падения звуковой волны по отношению к оси микрофона. Она определяется отношением чувствительности Мα при падении звуковой волны под углом α относительно акустической оси микрофона к его осевой чувствительности:

φ = M_α/M₀

Направленность микрофона означает его возможное расположение относительно источников звука.

Если чувствительность не зависит от угла падения звуковой волны, т. е. φ = 1, то микрофон называют ненаправленным, и источники звука могут располагаться вокруг него. А если чувствительность зависит от угла, то источники звука должны располагаться в пространственном угле, в пределах которого чувствительность микрофона мало отличается от осевой чувствительности.

Ненаправленные микрофоны

В ненаправленных микрофонах — приемниках давления, сила действующая на диафрагму определяется звуковым давлением у поверхности диафрагмы. Звуковое поле может действовать только на одну сторону диафрагмы. Вторая сторона конструктивно защищена. Если размеры микрофона малы по сравнению с длиной звуковой волны, то микрофон не изменяет звукового поля. Если размеры соизмеримы с длиной волны, тогда за счет дифракции звуковых волн микрофон преобретает направленность. На частотах от 5000 Гц и ниже такие микрофоны являются ненаправленными. Преимуществом ненаправленных микрофонов является простота конструкции, расчёта капсюля и стабильности характеристик с течением времени. Ненаправленные капсюли часто используют в составе измерительных микрофонов, в быту могут быть использованы для записи разговора людей, сидящих за круглым столом.

Микрофоны двустороннего направления

В микрофонах — приемниках градиента давления сила, действующая на движущуюся систему микрофона, определяется разностью звуковых давлений на двух сторонах диафрагмы. То есть, звуковое поле действует на две стороны диафрагмы. Характеристика направленности имеет вид восьмерки.

Двусторонние микрофоны удобны, например, для записи разговора двух собеседников, сидящих друг напротив друга.

Микрофоны одностороннего направления

Односторонняя направленность достигается в микрофонах комбинированного типа. Их диаграммы направленности близки по форме к кардиоиде, поэтому нередко их называют кардиоидными. Модификации микрофонов, имеющих еще меньшую направленность, чем кардиоидные, называют суперкардиоидными и гиперкардиоидными, однако эти разновидности, в отличие от кардиоидного микрофона, также чувствительны к сигналам с противоположной стороны.

Эти микрофоны имеют определенные преимущества в эксплуатации: источник звука располагается с одной стороны микрофона в пределах достаточно широкого пространственного угла, а звуки, распространяющиеся за его пределами микрофон не воспринимает.

Уровень шумов

Уровень собственных шумов микрофона N_ш определяется отношением эффективного напряжения на выходе микрофона при отсутствии звукового поля U_ш к напряжению U₁ при наличии звукового поля с эффективным давлением в 0,1 Н/м²:

N_ш = 20 lg U_ш/U₁, дБ.

Напряжение U_ш обусловлено главным образом тепловыми шумами в компонентах электрической схемы микрофона.

Микрофон в искусстве

Владимир Семенович Высоцкий в 1971 году была написана «Песня микрофона»

..Меня часто отождествляют с героями моих песен, но никто и никогда не догадался еще спросить, не был ли я волком, лошадью или истребителем, от имени которых я тоже пою: ведь можно писать от имени любых предметов, в них во все можно вложить душу — и все! Например, у меня есть песня, которую я пою от имени микрофона, обыкновенного микрофона, как и вот этот, что стоит передо мной. Он много видел, это микрофон, о многом может рассказать. — В. В.

См. также

• Стереозапись
• Микрофонная решетка
• Производители микрофонов

Примечания

1. ↑ «Под номинальной чувствительностью подразумевается чувствительность по свободному звуковому полю, устанавливаемая техническими условиями».
   ГОСТ Р 53566-2009 Микрофоны. Общие технические условия.  (рус.). Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (1 декабря 2010). — (действующий стандарт). Архивировано из первоисточника 23 июня 2012. Проверено 24 февраля 2012.
2. ↑ «Свободное поле: область звукового поля, в котором влияние отражающих поверхностей пренебрежимо мало».
   ГОСТ Р 53576-2009 Микрофоны. Методы измерения электроакустических параметров.  (рус.). Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (1 декабря 2010). —
   (действующий стандарт). Архивировано из первоисточника 23 июня 2012. Проверено 24 февраля 2012.

Литература

• Микрофон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Сапожков М.А. Электроакустика. Учебник для вузов. — М.: «Связь», 1978. — 272 с. — 30 000 экз.
• Сидоров И.Н., Димитров А. А. Микрофоны и телефоны. — «Радио и связь», 1993. — 152 с. — (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1197). — 20 000 экз. — ISBN 5-256-01072-7 (ISBN 978-5-256-01072-0)

Источники

• БСЭ. Статья «Микрофон»
• Микрофон // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.

по каким признакам классифицируются устройства, какие существуют современные микрофоны.

Микрофон представляет собой акустическое устройство, которое преобразовывает звуковые колебания. На сегодняшний день их существует огромное количество, что очень сильно затрудняет выбор.

Содержание статьи

• Что такое микрофон
• По каким признакам классифицируются устройства
• Какие существуют современные микрофоны
• Советы по выбору 

Что такое микрофон

В большинстве случаях при слове микрофон представляют устройство, используемое певцами на сцене. На самом деле подобный аксессуар используется практически во всей технике. С помощью него происходит преобразование акустических колебаний в электрический сигнал. Микрофон является первым звеном в записи звуков.

По каким признакам классифицируются устройства

Классификация микрофонов основана на технологии обработки звука:

1. Конденсаторные. Звук улавливается при помощи гибкой мембраны (плёнки), которая совместно с постоянным электродом в виде пластины образовывают обкладку конденсатора. Звуковые колебания способствуют изменению ёмкости конденсора, в итоге образовывая электрический сигнал. После чего он передаётся регистратору в виде импульса.
2. Динамические. Крепкая конструкция, в основе которой имеется мембрана с прикреплённой к ней катушкой. Они находятся в границе образующегося магнитного поля. Принцип работы заключается в том, что от звука на мембране возникают колебания. После чего на катушке появляется напряжение, которое впоследствии передаётся на регистратор в виде импульсов.

СПРАВКА! Конденсаторные устройства должны быть подключены к источнику питания.

Конденсаторные микрофоны сохраняют высокую точность звука. Очень хорошо реагируют на изменение тембра голоса, тем самым сохраняя его индивидуальность. Часто используют в студиях звукозаписи. Но слишком громкие звуковые волны влияют на качество записи. Имеют небольшую массу.

Динамические устройства обладают меньшей чувствительностью и громкостью. Что позволяет использовать их при высоких звуковых волнах. Идеальны для использования на сценах, а также хорошо подойдут для дома. Такая аппаратура имеет прочную конструкцию и устойчива к неблагоприятным условиям.

Помимо технологии обработки звука, микрофоны различают по размеру мембраны:

1. мелкомембранные;
2. среднемембранные;
3. кропномембранные.

СПРАВКА! На качество записи сильно влияет чувствительность. Запись на слишком чувствительном микрофоне чревата присутствием нежелательных посторонних звуков. Такие устройства подойдут для использования в специально предназначенных помещениях.

Также существуют акустические устройства с определённой направленностью, т. е. звук может восприниматься в ограниченном угловом диапазоне — для ввода или вывода. Различают однонаправленные и двунаправленные. Однонаправленные часто используют на концертах, чтобы оградить выступающего от посторонних звуков из зала. Двунаправленные применяют для общения с собеседником. Если ограничение в угловом диапазоне отсутствует, то такое устройство является ненаправленным.

Для передачи сигнала используют кабели, для соединения которых в основном используют следующие разъёмы:

1. TRS (mini-jack). Соединитель для передачи аудиосигнала диаметром 3,5 мм.
2. USB. Универсальный разъём для подключения к вычислительной технике.
3. XLR-3. Применяется в профессиональной аудиоаппаратуре. По сравнению с предыдущими вариантами передаёт самый качественный звуковой сигнал.

Какие существуют современные микрофоны

Благодаря развитию техники, акустические устройства теперь могут хранить определённые данные и настройки. Современная аппаратура позволяют отсеять лишние шумы, передать и уловить мельчайшие акустические колебания.

Самыми дорогими типами являются студийные микрофоны, которые используются в области шоу-бизнеса и киноиндустрии. Им свойственна хорошая чувствительность, а также способность улавливать нестандартные звуковые волны, при этом увеличивать громкость тихих. Также в области шоу-бизнеса применяются сценические микрофоны, которые по характеристикам немного уступают студийным, но являются более дешёвыми.

Существуют измерительные микрофоны, которые применяют для улавливания различных звуковых колебаний. Такие устройства являются узкопрофильными, как правило, используются в промышленной аппаратуре. Самым миниатюрным типом устройства являются мини-микрофоны, которые применяются для скрытого прослушивания.

Для телефонных аппаратов применяют микрофоны для радиогарнитур. Преимущество такого типа заключается в беспроводной технологии передачи данных. При необходимости улавливания слабых звуковых колебаний, используют микрофоны (капсюли) с закрытой конструкцией, которые применяются в наушниках, смартфонах.

СПРАВКА! Уловить и передать звуковые колебания под водой помогут гидрофоны. Это устройства являются специализированными акустическими приборами, которые устанавливаются в сонарах, эхолотах и т. п.

В обстановке с высоким уровнем шума применяют ларингофоны. Специальный тип аппаратуры, используемый на производственных площадках, в самолётах и т. д. Передача звуковых колебаний происходит с помощью чувствительного датчика.

Советы по выбору 

При выборе микрофона необходимо определиться, для каких целей он будет использоваться. Для записи звука за кадром или дубляжа, стоит выбирать конденсаторные. Они являются более чувствительными и предназначены для использования в помещениях без посторонних звуков в отличие от динамических, которые намного меньше улавливают посторонние звуковые колебания.

Дорогие профессиональные модели не стоит приобретать, при отсутствии дополнительного оборудования для подключения и обработки. Без должных условий работа аппарата не будет удовлетворять заявленным характеристикам.

Помимо микрофона, необходимо необходимы дополнительные аксессуары. Акустические устройства следуют выбирать надёжных и известных производителей.

Как выбрать микрофон

Мы видим микрофоны повсюду – музыканты на сцене, политики на трибуне, проповедники на кафедре, артисты в студиях звукозаписи.

Все хотят звучать громче и быть услышанными четко.

Работа микрофона заключается в преобразовании звуковых волн в электрический сигнал. Как только звук преобразуется в электрический сигнал, мы можем усиливать, изменять и записывать его.

Микрофоны улавливают звук с помощью подвижного элемента, который вибрирует в соответствии с давлением воздуха. Колебания подвижного элемента используются для создания электрического тока. То, как они это делают, определяет тип микрофона. В этой статье мы подробно рассмотрим четыре основных типа микрофонов: динамические, электретные, конденсаторные и ленточные.

Характеристики и технические характеристики

Важно понимать, что означают различные характеристики микрофона, потому что это позволит вам выбрать правильный микрофон для конкретной цели.

• Чувствительность — это выходное напряжение, которое микрофон выдает при заданном уровне звукового давления (SPL), выраженное в милливольтах на Паскаль (мВ/Па).

• Максимальный уровень звукового давления — описывает максимальную громкость (в дБ), с которой микрофон может работать без повреждений и искажений. Это важно учитывать, если микрофон будет использоваться с громкими инструментами, такими как барабаны. Средний уровень составляет около 100 дБ, а высокий уровень звукового давления — 130 дБ. Динамические микрофоны могут выдерживать более высокие уровни звукового давления, тогда как ленточные микрофоны более чувствительны и нежны.

• Частотная характеристика — это диапазон частот, который микрофон может воспроизводить без затухания, обычно от 50 Гц до 15 кГц. Этот диапазон будет варьироваться в зависимости от ориентации источника по отношению к микрофону. Частотная характеристика может улучшиться на низких частотах, если микрофон находится близко к источнику звука.

• Направленность – Микрофоны имеют разную чувствительность в зависимости от положения источника относительно микрофона. некоторые микрофоны более чувствительны спереди, другие — по бокам.

• Импеданс — это сопротивление микрофона переменному току. Сопротивление большинства микрофонов составляет от 50 до 200 Ом. Динамические микрофоны могут быть немного выше при 600 Ом. Входное сопротивление системы усиления должно быть выше, чем у микрофона, чтобы предотвратить нагрузку.

Типы микрофонов

Динамические микрофоны

Динамические микрофоны работают почти так же, как громкоговорители, но наоборот. К катушке, находящейся в сильном магнитном поле, прикреплена диафрагма. Когда звуковое давление перемещает диафрагму и катушку в поле и из него, генерируется напряжение. Эти микрофоны прочны и способны выдерживать высокие уровни звукового давления, например, на концертных площадках. Они менее чувствительны, чем их конденсаторные и ленточные собратья, но предлагают хорошее соотношение цены и качества. Ниже показан типичный динамический микрофон.

Электретные микрофоны

Электретные конденсаторные микрофоны имеют диафрагму и заднюю пластину, которые заряжаются электричеством. будет изменяться их относительное расстояние друг от друга по мере того, как звук перемещает диафрагму. Когда звуковые волны вызывают вибрацию диафрагмы, создается переменное напряжение. Для этого требуется полевой транзистор с очень высоким импедансом для буферизации и усиления аудиосигнала. Это означает, что требуется внешний источник напряжения.

Тонкая и легкая диафрагма делает электреты очень чувствительными по сравнению с динамическими микрофонами с хорошей частотной характеристикой. Их можно сделать очень маленькими, чтобы их можно было легко поместить в множество различных продуктов.

Ниже слева показан типичный электретный микрофон со спичкой для масштаба. На схеме показана внутренняя часть капсулы с полевым транзистором и внешним нагрузочным резистором (обычно около 10 кОм).

Конденсаторные микрофоны

Как следует из названия, конденсаторные микрофоны используют конденсатор для обнаружения звука. Конденсаторы состоят из сплошной задней панели и близко расположенной металлизированной диафрагмы. Когда диафрагма вибрирует, ее расстояние от задней пластины изменяется, вызывая изменение емкости.

Напряжение (либо от внутренней батареи, либо от кабеля) подается на две пластины, и по мере изменения емкости создается напряжение. Конденсаторные микрофоны имеют хорошие частотные характеристики и лучше справляются с высокими частотами. Ниже показан конденсаторный микрофон студийного качества с антипоп-экраном.

Ленточные микрофоны

Ленточные микрофоны используются в студии для записи голоса и широкого спектра инструментов. Они смягчают звук и придают записанному материалу теплоту. У них самый естественный отклик среди всех микрофонов. Внутри лента подвешена в магнитном поле с электрическими контактами на каждом конце ленты. Когда лента вибрирует в магнитном поле, создается напряжение. Ниже показан студийный ленточный микрофон.

Подключение микрофонов

Микрофоны профессионального качества обычно подключаются к другому оборудованию с помощью кабеля XLR.

Большинство микшерных пультов имеют регулируемый предварительный усилитель для каждого канала микрофона, чтобы согласовать громкость с другими инструментами.

Очевидно, микрофон нужно выбирать в зависимости от цели. Стоимость и прочность обычно являются наиболее важными факторами. Многие микрофоны имеют специальные функции, и есть даже беспроводные микрофоны. В некоторых ситуациях требуются противоударные системы поддержки. Многие инженеры по звукозаписи также используют экраны против поп-музыки, чтобы отфильтровать вокальные щелчки и шумы ветра.

Надеюсь, эта статья поможет вам выбрать лучший усилитель для ваших нужд! Не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, если у вас есть какие-либо вопросы.

Как они работают и что у них получается лучше всего – Audio University

Когда вы покупаете микрофон, это может быть очень сложно. С чего начать? Существует так много разных производителей, и у каждого производителя есть десятки вариантов. Лучше всего начать, как и во всем, что связано со звуком, с основ.

Существует пять основных типов микрофонов: динамические, конденсаторные, ленточные, угольные и кварцевые. В этом посте мы рассмотрим, как каждый из них работает и что каждый из них делает лучше всего.  После прочтения у вас будет хорошее представление о пяти типах, чтобы вы могли решить, какой тип использовать в разных ситуациях.

Существует пять основных типов микрофонов: динамические, конденсаторные, ленточные, угольные и кварцевые.

Независимо от типа, каждый микрофон является преобразователем. Преобразователь – это устройство, которое преобразует энергию из одной формы в другую. Микрофон преобразует акустическую энергию атмосферы в напряжение в кабеле.

Все микрофоны работают по одному основному принципу. Мембрана в микрофоне, называемая диафрагмой, движется в соответствии с движением частиц воздуха вокруг нее. Этот механизм аналогичен механизму височной мембраны человеческого уха. Вы можете увидеть простую иллюстрацию этой концепции ниже.

Хотя в каждом микрофоне используется диафрагма для улавливания движений в атмосфере, методы, используемые для преобразования этих движений в электрические токи, различаются. В следующих разделах рассматриваются пять методов.

Динамические микрофоны

Как они работают

Динамические микрофоны также называются микрофонами с подвижной катушкой. Они работают по следующему принципу: когда катушка провода движется относительно магнита, на проводе создается напряжение.  

В динамическом микрофоне диафрагма прикреплена к катушке провода. Катушка проволоки окружает магнит.

Диафрагма обычно изготавливается из алюминиевого сплава или другого материала с малой массой, чтобы ее могли перемещать частицы воздуха с малой массой.

Поскольку диафрагма смещается вперед и назад вместе с движением атмосферы, катушка проволоки также перемещается. Поскольку катушка окружает неподвижный магнит, при движении катушки вокруг магнита на проводе создается напряжение. Взгляните на модель ниже.

Динамики

работают по тому же принципу, но в обратном порядке. Вы можете увидеть подробную анимацию того, как работает динамик от Animagraffs. Это веб-сайт, который создает удивительные 3D-модели различных технологий.

Что они делают лучше всего

Динамические микрофоны являются наиболее распространенным типом микрофонов. Следующие качества делают их такими популярными:

• Долговечный
• Высокомассивный
• Направленный
• Без собственного шума

Долговечный

Динамические микрофоны имеют относительно простую конструкцию, что делает их более прочными, чем более тонкие микрофоны.  Благодаря компактной конструкции шум от работы с динамическим микрофоном значительно снижается.

Shure SM58, классический ручной динамический микрофон, известен своей виртуальной неразрушимостью. Эти микрофоны печально известны тем, что их можно ронять, бросать и случайно ударять барабанными палочками, сохраняя неизменное качество звука на протяжении всего срока службы.

Благодаря долговечности и прочной конструкции микрофоны с подвижной катушкой отлично подходят для живых выступлений.

Высокомассивный

Динамические микрофоны относительно тяжелые или массивные. Это делает их менее чувствительными, чем микрофоны других типов. Когда микрофон имеет низкую чувствительность, это означает, что он может работать с более громким звуком.  

Более чувствительные микрофоны будут отлично звучать для тихих источников, но начнут искажать сигнал при более высоких уровнях громкости. Диафрагмы динамических микрофонов обычно тяжелее, чем диафрагмы других типов микрофонов. Хотя это означает, что им требуется большее усиление, это также означает, что они могут точно улавливать очень громкие сигналы без искажений.

Если вы поместите чувствительный микрофон, например, на очень громкий гитарный усилитель, малый барабан или валторну, звук полностью перекроет диафрагму и вызовет насыщение. Для этих источников с высокой выходной мощностью требуется микрофон, способный воспроизводить создаваемые ими звуки.

Направленный

Динамические микрофоны поддерживают всенаправленную и кардиоидную диаграммы направленности.

Большинство из них имеют кардиоидную диаграмму направленности, что означает, что они лучше всего улавливают звуки спереди от диафрагмы и лучше всего подавляют звуки сзади диафрагмы. Хотя другие типы микрофонов также доступны с кардиоидной диаграммой направленности, динамические микрофоны превосходят их по способности подавлять звуки сбоку и сзади.

Имеет множество практических применений.

Во-первых, высокая направленность динамических микрофонов может помочь захватить только определенный инструмент или источник, даже когда другие источники звука находятся поблизости.

Независимо от того, пытаетесь ли вы запечатлеть вокалиста, стоящего рядом с ударной установкой, валторны в группе духовых инструментов или гостя подкаста в шумной комнате, превосходная направленность динамических микрофонов может оказаться полезной.

Направленность микрофонов с подвижной катушкой также помогает в ситуациях усиления звука.  

Каждый раз, когда вы отправляете сигнал с микрофона на динамики в той же комнате, существует опасность того, что звук из динамиков попадет в микрофон и создаст петлю обратной связи.

Динамические микрофоны могут обеспечить большее усиление до обратной связи через динамики. Это еще одна причина, по которой они идеально подходят для живого звука.

Нет собственного шума

Как вы увидите в следующих разделах, некоторые другие типы микрофонов содержат более сложную схему, чем микрофоны динамического типа. Схема этих микрофонов может добавить некоторые преимущества, но они имеют свою цену.

Динамические микрофоны используют простые пассивные схемы для преобразования звука в электричество. Преимущество этой простоты заключается в отсутствии собственного шума, а это означает, что вы можете использовать большее усиление, не начиная слышать шипение или гул.

Конденсаторные микрофоны

Как они работают

Конденсаторные микрофоны также называют конденсаторными микрофонами. Они работают по следующему принципу: если две металлические пластины находятся в непосредственной близости, то чем они ближе, тем выше емкость.

Емкость — это способность системы удерживать электрический заряд.

В конденсаторном микрофоне электропроводящая диафрагма, обычно сделанная из майлара с золотым напылением, подвешена в непосредственной близости от цельной металлической пластины. Когда звуковые волны взаимодействуют с диафрагмой, она перемещается вперед и назад относительно твердой металлической пластины. Это изменение расстояния от задней пластины до диафрагмы создает изменение емкости, и создается электрический сигнал.

Схема преобразования импеданса должна быть размещена после выхода конденсатора, чтобы сигнал можно было использовать в аудиосистеме. Для этой схемы требуется +48 В постоянного тока, известное как фантомное питание.

В некоторых приложениях, таких как сотовые телефоны и компьютеры, используются электретные конденсаторные микрофоны, которые используют постоянно заряженный материал и не требуют фантомного питания. Упрощенную схему конденсаторного микрофона вы можете увидеть ниже.

Что они делают лучше всего

Конденсаторные микрофоны также очень распространены в профессиональном аудио. Они полезны, благодаря следующим качествам:

• Малая масса
• Переменная диаграмма направленности

Малая масса

Легкая диафрагма конденсаторного микрофона имеет несколько практических преимуществ. Во-первых, небольшая масса этих диафрагм делает их более способными улавливать переходные звуковые волны. Переходный процесс — это короткий высокоамплитудный всплеск в начале звуковой волны.  Если ударить по малому барабану, микрофон должен двигаться очень быстро, чтобы точно уловить звук. Чем тяжелее диафрагма, тем дольше она реагирует на звуковую волну. Конденсаторные микрофоны отлично улавливают эти быстрые изменения звукового давления.

Еще одним преимуществом легких диафрагм конденсаторных микрофонов является их частотная характеристика.  По сравнению с другими типами микрофонов конденсаторные имеют самую широкую частотную характеристику. Это означает, что конденсаторные микрофоны способны очень быстро улавливать изменения в эфире. Это свойство позволяет конденсаторным микрофонам улавливать больше деталей источника звука.

В отличие от массивных динамических микрофонных диафрагм конденсаторные диафрагмы обладают высокой чувствительностью. Это имеет положительный эффект повышенной четкости и способности улавливать звуки низкого уровня. Однако эта малая масса также делает их восприимчивыми к насыщению в приложениях с высоким уровнем звукового давления.

Переменная диаграмма направленности

Большинство конденсаторных микрофонов имеют фиксированную кардиоидную или всенаправленную диаграмму направленности.

Однако, поскольку глубина цепи конденсаторного микрофона очень мала по сравнению со схемой с подвижной катушкой, некоторые конденсаторные микрофоны позволяют изменять диаграмму направленности с помощью переключателя.  

Например, AKG C414 может работать в однонаправленном, двунаправленном, кардиоидном, широком кардиоидном и гиперкардиоидном режимах.  

Это достигается за счет использования двух диафрагм, расположенных в непосредственной близости. Сигнал от каждого из них смешивается вместе, и фазовое взаимодействие между двумя сигналами создает подавление звуков, поступающих под определенными углами.

Это свойство делает конденсаторные микрофоны очень универсальными. Не все конденсаторные микрофоны на это способны. Тем не менее, микрофоны, которые предлагают многоканальную функциональность, могут быть лучшими друзьями инженеров. Эти микрофоны обычно требуют финансовых затрат, но их универсальность делает их очень ценными в различных ситуациях.

Ленточные микрофоны

Как они работают

Ленточные микрофоны также называются скоростными микрофонами и технически представляют собой разновидность динамического микрофона. Работает по следующему принципу: при движении электропроводной ленты в поле магнита на ленте создается напряжение.

В ленточном микрофоне гофрированная лента подвешена в поле постоянного магнита. Лента обычно изготавливается из легкого алюминиевого сплава. Когда звук взаимодействует с подвешенной лентой, лента движется относительно магнита. Это создает напряжение на ленте, которая подключена к выходу микрофона.

Что они делают лучше всего

Ленточные микрофоны

немного менее распространены в живых выступлениях, но все еще очень распространены в студийных условиях. Этому способствуют следующие характеристики:

• Маломассивный
• Низкочувствительный
• Направленный
• Нелинейный отклик
• Низкий собственный шум

Маломассивный

Небольшая масса ленточной диафрагмы обеспечивает превосходную частотную характеристику.  При небольших изменениях скорости частиц воздуха лента может следовать за ними. Это создает электрический сигнал, который очень близко соответствует оригинальному звуку. Royer R-121 известен своим прозрачным, реалистичным звуком и удивительно ровной частотной характеристикой.

Несмотря на то, что небольшая масса диафрагмы улучшает звучание микрофона, долговечность ленточного микрофона страдает.  Толщина ленты может составлять от 0,6 до 4 микрон. Сравните это с диаметром человеческого волоса 100 микрон, и станет ясно, насколько мала ленточная диафрагма. Внезапные порывы ветра и даже постоянное притяжение в определенном направлении могут повредить эти микрофоны. Особенно это касается винтажных моделей.

Низкая чувствительность

Малая масса конденсаторных микрофонов делает их очень чувствительными. Однако ленточные микрофоны имеют малую массу, сохраняя при этом способность выдерживать высокий уровень звукового давления (SPL).  Это делает их отличным выбором для записи детальных, переходных звуков, не опасаясь насыщения диафрагмы.

Направленный

Ленточные микрофоны по своей природе являются двунаправленными. Звуки спереди и сзади ленты (перпендикулярно ленте) улавливаются равномерно. Таким образом, звуки сбоку (параллельно ленте) будут равномерно давить на обе стороны ленты и приведут к тому, что лента вообще не будет двигаться.

Эта функция может быть полезна во многих ситуациях. В радиовещании, особенно в первые дни, ленточные микрофоны могли улавливать двух говорящих людей, одновременно подавляя звук из аудитории или стойки с оборудованием поблизости. Направленность также может быть полезна для захвата звука хора в пространстве с реверберацией, позволяя записывать как сигнал, так и реверберацию.

Нелинейный отклик

Ленточная диафрагма не линейно реагирует на уровни звукового давления. Это означает, что корреляция между звуковым давлением и напряжением не параллельна. Это качество имитирует человеческое восприятие громкости.  В результате получается более естественный звук, который меньше приукрашивает определенные характеристики источника звука. Благодаря этой характеристике ленточные микрофоны отлично подходят для стереозаписи инструмента или ансамбля.

Низкий собственный шум

Ленточные микрофоны часто используют пассивную схему и, таким образом, менее чувствительны к электронным шумам, чем конденсаторные микрофоны.  Напряжение на ленте просто представляет собой движение самой ленты, изолированное от любого электронного шума. Это позволяет ленточным микрофонам работать очень тихо, сохраняя при этом их способность быстро реагировать на небольшие движения в воздухе.

Углеродные микрофоны

Как они работают

Угольные микрофоны работают по следующему принципу: когда угольные гранулы сжимаются, их сопротивление уменьшается.  

Углеродные микрофоны редко используются в современном мире, но использовались в телефонии и радиовещании на заре развития технологии вплоть до конца 70-х годов. Батарея необходима для создания электрического тока, протекающего через углеродные гранулы. Когда звук взаимодействует с углеродом, гранулы сжимаются. Это изменяет сопротивление углерода, в свою очередь увеличивая и уменьшая ток с движением воздуха. Углеродные микрофоны страдают от значительного шума и ограниченной частотной характеристики.

Хрустальные микрофоны

Как они работают

Кристаллические микрофоны также называются пьезоэлектрическими микрофонами. Они работают по следующему принципу: когда на определенные кристаллы воздействует механическая сила, создается напряжение.