میکروفون ها هر جا که فکرش را بکنید هستند: روی سن خواننده ها، در جلسات سخنرانی سیاستمداران، در استودیوهای ضبط هنرمندان و خیلی جاهای دیگر. میکروفون به شما کمک می کند تا صدایتان را بلندتر و واضح تر از همیشه به گوش دیگران برسانید.
وظیفه میکروفون این است که صدای جریان یافته در هوا که با فشار متغیر در حال حرکت است را به سیگنال الکتریکی تبدیل کند. به محض تبدیل صدا به الکتریسیته، می توان آن را تقویت، اصلاح و ضبط کرد. میکروفون تقریبا شبیه پرده گوش عمل می کند؛ یعنی عنصر متحرکی دارد که موقع برخورد با فشار هوا به ارتعاش درمی آید و از این حرکت برای ایجاد جریان الکتریکی استفاده می کند. روشی که میکروفون این کار را انجام می دهد مشخص کننده نوع آن است. میکروفون چهار نوع اصلی دارد: داینامیک (dynamic)، الکتریک (electret)، کاندانسر (condenser) و ریبون (ribbon).
مشخصات و ویژگی های میکروفون
قبل از اینکه به تفاوت های میکروفون ها با هم بپردازیم، مهم است که بدانیم ویژگی ها و مشخصات میکروفون چه چیزهایی هستند، چه ویژگی هایی برای یک میکروفون مناسب است و چطور این خصوصیات و ویژگی ها روی عملکرد میکروفون تاثیر می گذارد.
در ادامه به مشخصات و ویژگی های میکروفون ها اشاره می کنیم:
- حساسیت: این ویژگی نشان می دهد که برای یک ورودی فشار صوتی معین (SPL) چه مقدار خروجی الکتریکی تولید می کند. حساسیت میکروفون صورت mV/Pa یا میلی ولت بر پاسکال نشان داده می شود؛ مثلا: 30 mV/Pa یعنی 30 میلی ولت بر پاسکال.
- حداکثر SPL: SPL به معنای میزان فشار صدا است که بر حسب دسی بل (dB) بیان و معمولاً با اعوجاج 0.5٪ نشان داده می شود. این عدد بیانگر حداکثر فشار صوتی است که میکروفون می تواند بدون آسیب و اعوجاج تحمل کند. وقتی از سازهای بلندی مثل طبل استفاده می شود، مهم است که SPL میکروفون در حد مناسبی باشد. متوسط میزان SPL حدود 100 دسی بل و SPL بالا 130 دسی بل است. میکروفون های داینامیک می توانند SPL بالا را تحمل کنند اما میکروفون های ریبون حساستر و ظریفترند.
- پاسخ فرکانسی: پاسخ فرکانسی یعنی محدوده فرکانسی که میکروفون می تواند بدون تضعیف صدا آن را بازتولید کند. این محدوده معمولا بین معمولاً 50 هرتز تا 15 کیلوهرتز است و بسته به جهت منبع میکروفون تغییر می کند؛ یعنی اگر منبع صدا در جلو، پشت، نزدیک دور از میکروفون باشد پاسخ فرکانسی کم و زیاد می شود.
- جهت: این خصوصیت مربوط به پاسخ قطبی میکروفون می شود. میکروفون ها بسته به موقعیت منبع نسبت به میکروفون، واکنش های متفاوتی در میزان حساسیت نشان می دهند. اگر نمودار قطبی رسم کنیم، متوجه می شویم که جهت گیری در میکروفون های مختلف متفاوت است. در برخی میکروفون ها، قسمت جلویی میکروفون حساسیت بیشتری دارد و در مدل های دیگر ممکن است این حساسیت در قسمت عقبی یا دو طرف بیشتر باشد. دیافراگمی که شبیه قلب است پاسخ قلبی نامیده می شود.
- امپدانس: امپدانس میکروفون در واقع مقاومت الکتریکی موجود بین دو سر کپسول میکروفون را نشان می دهد. این مقاومت معمولا خیلی کم و از 50 تا 200Ω است. امپدانس میکروفون های داینامیک ممکن است کمی بالاتر و در محدوده 600Ω باشد. امپدانس ورودی سیستم تقویت کننده باید از میکروفون بیشتر باشد تا از افت سیگنال صدا جلوگیری شود.
انواع میکروفون
1- میکروفون داینامیک (DYNAMIC MICROPHONES)
میکروفون های داینامیک بلندگوهایی هستند که معکوس عمل می کنند. در این میکروفون ها یک دیافراگم متصل به سیم پیچ وجود دارد که در داخل یک میدان مغناطیسی قوی قرار دارد. وقتی فشار صدا دیافراگم و سیم پیچ را به داخل و خارج از این میدان مغناطیسی حرکت می دهد، ولتاژ ایجاد می شود.
میکروفون های داینامیک مقاومند و می توانند SPL بالایی را تحمل کنند. برای همین از آنها در کنسرت ها برای تقویت صدا استفاده می شود. این میکروفون ها نسبت به میکروفون های کاندنسر و ریبون حساسیت کمتری دارند اما نسبت به قیمتشان ویژگی ها و قابلیت های خوبی ارائه می کنند. عکس زیر یک میکروفون داینامیک را نشان می دهد.
2- میکروفون الکتریکی (ELECTRET MICROPHONES)
اساس کار میکروفون های کاندنسر الکتریکی بر این اصل است که فاصله نسبی دیافراگم و صفحه پشتی میکروفون موقع عبور صدا در دیافراگم تغییر می کند. دیافراگم یا صفحه پشتی بار الکتریکی یا قطبی دارد که اغلب با یک پوشش دائمی شارژ شده و باعث ایجاد بار متغیر می شود. از آنجایی که این بار متغیر نمی تواند هیچ جریانی را تامین کند، برای ایجاد بافر و تقویت آن به یک FET با امپدانس بسیار بالا نیاز است، بنابراین برای اینکه میکروفون کار کند به یک منبع ولتاژ خارجی دارید.
دیافراگم ظریف و سبک این نوع میکروفون در مقایسه با میکروفون های کاندنسر حساسیت بالاتر و پاسخ فرکانسی بسیار خوبی دارد. میکروفون های کاندنسر الکتریکی در اندازه های بسیار کوچکی ساخته می شوند، به همین دلیل می توان آنها را در محصولات مختلف زیادی جاساز کرد.
حتما بخوانید: 70 اصطلاح رایج موسیقی که باید بدانید
در تصویر زیر یک میکروفون الکتریکی معمولی را مشاهده می کنید که برای نشان دادن اندازه بسیار کوچکش کنار یک چوب کبریت قرار گرفته است.
تصویر بعدی نیز چیزی که در داخل کپسول میکروفون اتفاق می افتد، FET و مقاومت بار خارجی (معمولاً حدود 10 K) را نشان می دهد.
3- میکروفون کاندنسر (CONDENSER MICROPHONES)
میکروفون کاندنسر یا خازنی، همانطور که از اسمش هم پیداست از یک کپسول یا خازنی تشکیل شده که شامل یک صفحه پشتی و یک دیافراگم فلزی متصل به آن است. با ارتعاش دیافراگم، فاصله آن از صفحه پشتی تغییر می کند و در نتیجه ظرفیت دیافراگم و صفحه پشتی با ریتم موج عوض می شود.
با تغییر ظرفیت دو خارن، ولتاژ تولید می شود و این ولتاژ روی هر دو صفحه اعمال می شود. میکروفون های کاندنسر پاسخ فرکانسی خوبی دارند و فرکانس های بالا را بهتر کنترل می کنند. تصویر زیر یک میکروفون کاندنسر با کیفیت استودیویی به همراه یک لرزه گیر را نشان می دهد. میکروفون کاندنسر چیست؟ معایب و مزایا
4- میکروفون ریبون (RIBBON MICROPHONES)
از میکروفون های ریبون در استودیوها و برای ضبط صدا و طیف وسیعی از سازها استفاده می شود. این میکروفون ها صدا را نرم و روان می کنند و به صداهای ضبط شده شما گرما می دهند. بین همه میکروفون های موجود، میکروفون ریبون طبیعی ترین پاسخ را دارد.
داخل این میکروفون یک نوار فلزی بسیار نازک وجود دارد که در یک مدار مغناطیسی معلق است. با نوسان نوار در میدان مغناطیسی، ولتاژ تولید می شود. تصویر زیر یک میکروفون ریبون استودیویی را نمایش می دهد.
تقویت دهنده ها و اتصالات
میکروفون ها به طور کلی دارای یک کانکتور سه پین XLR نری هستند. کابل کشی از میکروفون به میز صدا آمیزی (mixing desk) یا اجزای سیستم صوت عمومی (PA system) ممکن است به صورت تک کابل یا دو جفت کابل پیچ خورده در داخل میز باشد. اکثر میزهای صدا آمیزی تقویت کننده های قابل تنظیمی هم دارند که مطابق با نیازهای میکروفون هستند.
کاملا واضح است که شما باید میکروفون را با توجه به هدفتان انتخاب کنید. معمولا مهمترین نکاتی که موقع خرید میکروفون در نظر گرفته می شوند قیمت و استحکام آن است. خیلی از میکروفون ها ویژگی ها و قابلیت های خاصی دارند؛ مثلا پیوندهای رادیویی داخلی دارند که امکان بی سیم شدن میکروفون را فراهم می کنند. برخی دیگر از میکروفون ها به ترانسفورماتور میکروفون و سیستم های پشتیبانی ضد ضربه نیاز دارند. از این ابزارها به عنوان تقویت کننده و لرزه گیر استفاده می شود. میکروفون ها از نظر صوتی بسیار متنوعند و برای موارد مختلفی مثل ضبط مصاحبه های تلویزیونی یا صداهای حیات وحش از میکروفون های متفاوتی استفاده می شود.
