انواع میکروفن

انواع میکروفن‌ها

در این مقاله قصد دارم بصورت تخصصی درمورد انواع میکروفن‌ها و نوع ساختار آنها توضیح دهم. البته هدف من از این توضیحات آشنایی شما عزیزان می‌باشد و قصد ندارم به صورت حرفه‌ای کارکرد این میکروفن ها را به شما یاد دهم.

ساختار میکروفن‌ها با یکدیگر متفاوت است و معمولا در موارد زیر با یکدیگر متفاوت می‌باشند که البته همین موضوع باعث محبوبیت برخی از میکروفن‌ها به نسبت سایر میکروفن ها می‌شود:

• پاسخ فرکانس
• حساسیت
• تحمل توان
• خواص اکوستیکی
• پهنای باند
• زاویه تحت پوشش

و البته خیلی چیز های دیگر که فعلا در این محتوا قصد ندارم به آن‌ها بپردازم. مثلا برای اجرای زنده، میکروفون های الکترودینامیکی بسیار مناسب هستند. اما برای کار های استدیویی، میکروفون های کنداسوری مناسب‌تراند.

در ادامه قصد دارم انواع میکروفن‌ها را به شما معرفی کنم و ویژگی هر یک را توضیح بدم.

میکروفن های الکترودینامیک

نحوه کار یک بلندگو خیلی ساده است و تقریبا همه افرادی که کار های صوتی انجام میدهند با آن آشنایی دارند. اگر مدار یک بلندگو را برعکس کنیم ، می‌توانیم از آن بعنوان یک میکروفن استفاده کنیم.

خیلی ساده بخوام بهتون توضیح بدم هر بلندگو در واقع یک میکروفن هست با این تفاوت که به جای این که صدا را به سیگنال صوتی تبدیل کند ، سیگنال صوتی را به صدا تبدیل می‌کند.

میکروفون های الکترودینامیک همان بلندگو هستند ولی ظاهر آن‌ها کمی تفاوت دارد. سعی شده میکروفون های الکترودینامیکی ظاهری ساده تر و سبک‌تر در طراحی خود داشته باشند.

میکروفون های الکترودینامیک دارای اجزایی هستند که از مهمترین آن‌ها می‌توان به دیافراگم بسیار حساس و سیم پیچ بسیار سبک و ظریف اشاره کرد. معمولا هر چه دیافراگم این میکروفن ها ظریف تر و نازک تر باشد ، میکروفن به سیگنال های صوتی حساسیت بیشتری نشان خواهد داد. همانند بلندگو ها در این وع از میکروفن‌ها از یک آهنربای دائمی استفاده شده تا میدان مغناطیسی مورد نیاز میکروفن را تامین کند.

ساختار این نوع میکروفن بسیار ساده است، سیم پیچ از طرفی به دیافراگم متصل است و از طرف دیگر توسط آهن ربای دائمی احاطه شده؛ که این دقیقا همانند ساختار یک بلندگو هست.

میکروفن های الکترودینامیک دو کپسوله

از بزرگترین معایب این میکروفن ها این است که قادر به دریافت تمامی فرکانس ها نیستند. البته سازندگان برای این مشکل راه حل هایی ارائه کردند. در نوع های حرفه‌ای تر این میکروفن از دو نوع کپسول داخل میکروفن استفاده می‌شود.

یکی از این کپسول ها برای دریافت فرکانس های بم و دیگری برای دریافت فرکانس های زیر است. کپسولی که برای دریافت فرکانس‌های بالا ساخته شده شامل دیافراگم ظریف و نازک‌تری نسبت به کپسولی است که برای فرکانس‌های پایین سخته شده.

محل قرارگیری این دو کپسول صدا ممکن است در برخی از میکروفن ها با برخی دیگر تفاوت داشته باشد. در برخی از این میکروفن ها این دو کپسول خلاف جهت یکدیگر و در برخی دیگر هم راستا با یکدیگر می‌باشند که این مورد بستگی به کاربرد میکروفن دارد.

میکروفن های الکترودینامیک دو کپسوله خیلی بهتر و با کیفیت تر از نوع معمولی این میکروفن ها هست. معمولا از میکروفن های الکترودینامیک در استدیوها استفاده چندانی نمی‌شود ولی قابلیت های میکروفن الکرودینامیکی دو کپسوله باعث شد این میکروفن ها در استدیو ها هم کاربردی باشند.

در بلندگوها ما قطعه ای به نام کراس اوور داریم که قطعا همه با آن آشنایی دارید. در میکروفن های الکترودینامیکی هم برای هر یک از کپسول ها فیلتری قرار داده شده که فرکانس های دو کپسول از هم جدا شوند.

یعنی هر یک از کپسول های صدا فرکانس های مربوط به خود را دریافت کند. دلیل این کار این است که فرکانس هایی که هر دو کپسول با هم به آن‌ها پاسخ می‌دهند حذف شود. در غیر این صورت پاسخ فرکانسی میکروفن الکترودینامیکی غیر خطی خواهد بود.

میکروفن های الکترودینامیکی دو کپسوله توانایی پاسخگویی به فرکانس های 30-40 hz تا 17-18 Khz یا حتی در مواردی بالای 18Khz را هم دارد. همین موضوع باعث شده از این میکروفن ها برای ضبط صدای ووکال یا صداگیری از ساز ها استفاده شود.

پاسخ فرکانسی قطبی این میکروفون ها الت کاردیود می‌باشد.

مزایای میکروفن های الکترودینامیکی‏‏‏

• این میکروفن ها بدلیل داشتن دیافراگمی نازک به شدت حساس هستند و سیگنال های صوتی را به خوبی میتوانند نشان دهند. از طرفی بدون ایجاد دیستورت میتوانند حجم بالایی از امواج صوتی را تحمل کنند که خود این موضوع یک مزیت بزرگ محسوب می‌شود.
• مناسب برای صدای ووکال
• مناسب برای دریافت سیگنال های صوتی سازها

معایب میکروفن های الکترودینامیکی‏‏‏

• بزرگترین عیب این میکروفن‌ها ، کم بودن بازه‌ی پاسخ فرکانسی می‌باشد. این میکروفن‌ها برای دریافت هر نوع سیگنال صوتی مناسب نیستند مخصوصا در مورد فرکانس های بالا به هیچ عنوان سعی نکنید از این میکروفن ها استفاده کنید چون ممکن است نتوانید سیگنال های صوتی را بخوبی رکورد نمایید.
• عدم توانایی این میکروفن‌ها در ضبط صحیح تمامی فرکانس ها و سیگنال های صوتی موجود باعث شده که از این تجهیزات برای استدیوها بهره گرفته نشود ولی بر خلاف استدیو های صدا، در اجراهای زنده معمولا از این میکروفن‌ها استفاده می‌شود.

میکروفن های ربانی

میکروفن های ربانی از نظر ساختار بسیار به تیوتر های ربانی شبیه هستند. همانند تیوتر های ربانی، در این میکروفن‌ها یک ربان فلزی در یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد. این میدان مغناطیسی هم توسط یک آهنربای دائمی بوجود آمده است.

با حرکت ربان فلزی در میدان مغناطیسی ولتاژ الکتریکی ایجاد می‌شود. مقدار این ولتاژ بسیار بسیار ناچیز است، تا حدی که نمی‌توان سیگنال محسوب کرد. برای همین همانند تیوتر های ربانی، در میکروفن های ربانی از ترانسفورمر های افزاینده استفاده می‌شود.

با این کار ولتاژ ایجاد شده توسط میدان مغناطیسی تا میزان قابل توجهی افزایش پیدا می‌کند و حالا ولتاژ به حدی رسیده که بتوان از آن به عنوان سیکنال صوتی استفاده نمود. تا حدودی می‌توان گفت میکروفن های ربانی شباهت هایی به میکروفن های الکترودینامیکی دارند.

برای اتصال این میکروفن ها به برق فانتوم خیلی دقت کنید چون هر میکروفن ربانی قابلیت این را نخواهد داشت تا به برق فانتوم پاور متصل شود. برخی از میکروفن های ربای این قابلیت را دارا هستند که به برق فانتوم متصل شوند ولی در برخی دیگر عبور جریان +48 ولت باعث خرابی میکروفن خواهد شد.

پس حتما قبل از فعالسازی فانتوم پاور از وجود چنین قابلیتی اطمینان حاصل نمایید.

مزایای میکروفن های ربانی

• میکروفن های ربانی بر خلاف میکروفن های الکترودینامیکی در فرکانس های بالا بسیار خوب عمل می‌کنند. در فرکانس های بالا میکروفن های ربانی از حساسیت و کیفیت خیلی بالایی برخوردار هستند.
• این میکروفن‌ها بدلیل دارا بودن پاسخ قطبی بی‌پلار یا 8 مانند برای ضبط بسیار مناسب هستند چون این میکروفن ها قادر به دریافت سیگنال های صوتی بصورت استریو (stereo) می‌باشند.

معایب میکروفن های ربانی

• معمولا میکروفن های ربانی برای فرکانس های پایین مورد استفاده قرار نمی‌گیرند چون این میکروفن ها برای دریافت سیگنال های صوتی در فرکانس های پایین خیلی خوب عمل نمی‌کنند. در فرکانس های پایین ربان میکروفن خیلی باید آزادانه بتواند حرکت کند تا شما بتوانید صدایی تمیز از این نوع میکروفن ها دریافت کنید.
• این مشکل میکروفن های ربانی با پیشرفت علم و فناوری های نانو تکنولوژی تا حدود زیادی حل شده است و عملکرد میکروفن های ربانی نسبت به گذشته خیلی بهتر شده.
• همان طور که بالاتر در بخش مزایای میکروفن های ربانی توضیح دادم این میکروفن ها برای کار های استریویی مناسب هستند و همین امر باعث شده از این میکروفن ها برای کار های استدیویی کمک گرفته نشود. وجود پاسخ قطبی 8 مانند می‌تواند باعث شود این میکروفن ها بازتاب صدا را نیز دریافت کند.

میکروفن های پیزو

واژه پیزوالکتریک یعنی الکتریسیته ی ناشی از فشار. در برخی از مواد جامد مشخص مثل برخی سرامیک ها و پلیمر ها، در اثر فشار مقداری بار الکتریکی انباشته می‌شود. از جمله این مواد جامد میتوان به برخی از کریستال ها مثل کوارتز و برخی مواد آلی مثل استخوان ، DNA و... اشاره نمود.

از این ویژگی و خاصیت مواد پیزو الکتریک در تولید صدا و تویتر های پیزو استفاده می‌شد. در تویتر های پیزو عملا اتفاقی که می‌افتد این است که با عبور جریان الکتریکی از مواد پیزوالکتریک صدا تولید می‌شود.

در میکروفن های پیزو دقیقا برعکس همین امر اتفاق می‌افتد، یعنی اگر به یک تویتر و بلندگوی پیزو صدا بدهیم از طرف دیگر جریان الکتریکی دریافت خواهیم کرد. که این جریان های الکتریکی برای ما حکم سیگنال های صوتی را خواهند داشت.

میکروفن های پیزوالکتریک که از ساختار بالا پیروی می‌کنند؛ دارای ضخامت کمی هستند و محدوده فرکانسی بالایی را شمامل می‌شوند.

مزایای میکروفن های پیزو

• میکروفن های پیزو یا پیزوالکتریک برای دریافت سیگنال های صوتی که در محدوده این میکروفن ها هستند بسیار مناسب می‌باشد. این میکروفن ها محدوده 50-60 hz تا 18 Khz را پوشش می‌دهند و برای ساز هایی همچون گیتار، ویالون، ماندولین ،تار، سه تار، سنتور، شیپور و... بسیار مناسب می‌باشند.
• این میکروفن ها دارای ضخامت کمی می‌باشند.
• در این میکروفن ها مشکل فیدبک تقریبا نایاب است برای همین برای مانیتورینگ بسیار مناسب هستند.

معایب میکروفن های پیزو

• این میکروفن ها برای دریافت سیگنال های صوتی در فرکانس های پایین مناسب نیستند.
• بدلیل وجود قطر زیادف این میکروفن ها برای استفاده در سخت افزار هایی همچون تلفن همراه مناسب نیستند.
• آمپدانس خروجی این میکروفن ها نسبت به سایر میکروفن ها بالاست و این میکروفن ها از آمپدانس بالاتری برخوردارند.

بلندگوها

در بالا راجب میکروفن های الکترودینامیکی، ربانی و پیزو توضیح دادیم. تمامی این میکروفن ها به نوعی بلندگو هستند. برخی از میکروفن ها دقیقا شبیه به بلندگو ها هستند یا تفاوت بسیار کمی با بلندگو ها دارند.

درست مثل میکروفن های میکروفن های الکترودینامیکی و بلندگو های الکترودینامیکی که از ساختار یکسانی استفاده می‌کنند ولی برخی از میکروفن ها هرگز این قابلیت را ندارند که بتوان آن‌ها را به بلندگو تبدیل نمود مانند میکروفن های نوری. از طرفی هر بلندگویی قابلیت دریافت سیگنال صوتی را دارا نیست همانند بلندگو های پلاسمایی.

بعضا در موارد خیلی خاص دیده میشود که از یک بلندگو که قابلیت دریافت سیگنال های صوتی را داراست، بعنوان میکروفن استفاده می‌شود که این بلندگو عمل دریافت و ارسال سیگنال صوتی را همانند یک میکروفن انجام می‌دهد.

معمولا از بلندگو های الکترودینامیکی برای این کار استفاده می‎کنند چون میکروفن های الکتروپیزو و یا میکروفن های ربانی تنها می‌توانند فرکانس های صوتی بالا را بخوبی دریافت کنند ولی میکروفن های الکترودینامیکی توانایی گسترده تری برای دریافت سیگنال های صوتی دارند.

میکروفن کنداسور (خازنی، الکترواستاتیکی)

این نوع از میکروفن ها یکی از پرکاربرد ترین نوع میکروفن ها میباشد که تقریبا شما در هر وسیله هوشمندی می‌توانید آن را مشاهده کنید. شاختار این میکروفن ها بسیار ساده و قابل فهم است.

میکروفن های کندانسوری متشکل از یک یک خازن می‌باشد. همان طور که میدانید خازن شامل دو صفحه فلزی هست. در این میکروفن ها یکی از این صفحه ها ثابت است و صفحه دیگر همانند دیافراگم سایر میکروفن ها در حال حرکت است.

در ابتدای کار و اتصال میکروفن به میکسر، میکروفن نیاز به بار الکتریکی مشخصی دارد تا بار الکتریکی را در خازن خود ذخیره سازی کند. زمانی که میکروفن های کنداسوری یا الکترو استاتیکی سیگنال صوتی را دریافت می‌کنند، یکی از صفحات خازن که نقش دیافراگم را بازی می‌کند به حرکت در می‌آید و در نتیجه آن بار ذخیره شده در خازن تغییر می‌کند.

صفحه خازن به حدی حساس است که قادر است هر سیگنال صوتی را براحتی از اطراف خود دریافت کند. با حرکت صفحه خازن یک سیگنال الکتریکی از خازن خارج می‌شود.

سیگنال خروجی میکروفن های خازنی به اندازه ای ضعیف و ناچیز است که از این میکروفن ها در حالت عادی نمیتوان سیگنال زیادی دریافت نمود. این میکروفن ها به یک مبدل آمپدانس نیازمندند تا بتوانند سیگنال صوتی قوی تری ارائه دهند.

معمولا برای استفاده از میکروفن های الکترواستاتیکی از برق 48 ولت یا فانتوم پاور استفاده می‌شود ولی شما می‌توانید از ولتاژ های پایین تر همانند 9، 12، 24 ولت نیز برای میکروفن خازنی خود استفاده نمایید.

محدوده تغییرات ظرفیت خازن یک میکروفن کنداسوری از 5 پیکوفاراد تا 100 پیکوفاراد میباشد و زمانی که فرکانس ها و طول موج های صوتی با صفحه خازن برخورد می‌کند، این طول موج ها هر چند کوچک و ناچیز باشند، تغییرات در بار ذخیره شده خازن به وضوح قابل مشاهده است.

برخی از میکروفن های خازنی دارای سه سیم می‌باشند که شامل موارد زیر است:

• سیم اتصال به بدنه
• سیم ولتاژ بایاس
• سیم سیگنال خروجی

برخی از میکروفن های الکترواستاتیکی هم تنها دارای 2 سیم هستند و در مدار آن‌ها سیم اتصال به بدنه وجود ندارد. از این میکروفن ها در تلفن های هوشمند ، هنزفری ها، میکروفن آمبیانس و... استفاده می‌شود.

در اولین میکروفن‌های خازنی برای اینکه بتوان امواج صوتی را به سیگنال صوتی تبدیل نمود، از لامپ های خلاء استفاده می‌شد. این میکروفن‌ نیازمند یک منبع تغذیه بزرگ بودند که گاها حمل و نقل همین منبع تغذیه برای کاربران دشوار می‌شد.

برای مثال فرض کنید هر میکروفن نیازمند یک منبع تغذیه مجزا باشد و برخی از این پاورها چندان سبک نبودند. خلاصه که این میکروفن‌ها در اول کار خود طرفداران زیادی نداشتند. وجود همین منبع تغذیه میکروفن کار را برای کاربران دشورا میکرد چون هرجایی که میکروفنی قرار میگرفت، باید برای برق هم کابل کشی میکردند.

البته هنوز که هنوزه از این میکروفن‌های لامپ های خلاء، به دلایلی در جاهای محدودی استفاده می‌شود ولی رفته رفته این لامپ ها منسوخ شدند و جای خود را به میکروفن های خازنی با استاندارد +48 ولت دادند.

میکروفن های الکترت

میکروفن های الکترت نوع خاصی از میکروفن های الکترواستاتیکی هستند که بالاتر بهتون توضیح دادم. این میکروفن ها دارای کیفیت بالایی در صدابرداری هستند و گاها از آن ها به عنوان میکروفن هایی برای جاسوسی استفاده می‌شود.

دیافراگم این میکروفن ها پلاستیکی است و دارای بار الکترواستاتیک دائم می‌باشد برای همین این نوع از میکروفن ها برای فعالیت به ولتاژ قطبی نیازی ندارند و بدون منبع های 9، 12، 24، 48 ولت می‌توانند فعالیت کنند.

این میکروفن ها به نسبت سایر میکروفن ها کوچک‌تر هستند و بدلیل ارزان تر بودن استفاده از آن ها رایج تر است. میکروفن های الکترت دارای یک تقویت کننده هستند که پس از دریافت سیگنال صوتی آن را تقویت کنند. این تقویت کننده در خود میکروفن قرار می‌گیرد و برق مورد نیاز خود را توسط یک باطری تامین می‌کند.

مشکلی که در میکروفن های الکترت وجود دارد این است که به مرور زمان و در اثر استفاده زیاد، این میکروفن ها کم‌کم کیفیت اولیه خود را از دست می‌دهند و پس از مدتی شما شاهد این خواهید بود که میکروفن دیگر مثل سابق نسبت به انواج صوتی حساسیت نشان نمی‌دهد.

اگر از این میکروفن در فضاهای مرطوب یا محیط های بسیار گرم یا غبار آلود استفاده نمایید اختلالات این میکروفن ها افزایش پیدا می‌کند. همچنین ممکن است به مرور زمان میکروفن های الکترت شما قادر نباشد فرکانس های بالا را به خوبی دریافت کند.

میکروفن های ذغالی

میکروفن های ذغالی نوعی مبدل هستند که امواج صوتی را به سیگنال های صوتی الکتریکی تبدیل می‌کنند. میکروفن های زغالی از دو صفحه فلزی تشکیل شده‌اند که بین این صفحات کربن قرار دارد.

منظور از وجود کربن در بین صفحات فلزی، یک مخزن از ذرات ذغال هست که البته در میکروفن های مختلف ممکن هست اشکال هندسی مختلفی داشته باشند. دیافرگم میکروفن های ذغالی توسط یک شاخک بر روی ذرات ذغال قرار گرفته است.

به گونه ای که با ایجاد هر گونه ارتعاش روی دیافراگم میکروفن، شاخک همان مشخصات ارتعاش را به ذرات ذغال انتقال می‌دهد. این امر باعث تغییر مقدار فشردگی ذرات ذغال می‌گردد و در نتیجه این امر مقاومت الکتریکی بین دو صفحه فلزی تغییر پیدا می‌کند.

زمانی که مقاومت الکتریکی تغییر پیدا می‌کند، متناسب با همین تغییر جریانی عبوری از مدار نیز تغییر می‌یابد. یعنی امواج صوتی که دیافراگم آن ها را دریافت نموده به سیگنال های الکتریکی تبدیل شده است.

میکرفن های ذغالی از نظر ساختار یکی از ساده ترین نوع میکروفن ها می‌باشند که از سال 1984 میلادی تا کنون از آن ها استفاده می‌شده. همچنین این میکروفن ها بدون یچگونه تقویت کننده ای قادر به دریافت امواج صوتی و تبدیل آن ها به سیگنال های صوتی می‌باشند.

البته از این میکروفن ها برای انجام کار های حرفه ای استفاده چندانی نمی‌شود چون پهنای باند فرکانسی آن ها زیاد نیست و کیفیت بالایی برای دریافت امواج صوتی ندارند. به همین دلیل از میکروفن های ذغالی تنها استفاده های محدودی صورت می‌پذیرد.

میکروفن های ذغالی در گذشته به عنوان تقویت کننده هم مورد استفاده قرار می‌گرفتند و قبل از گسترش تقویت کننده های لامپی در دهه 1920 میلادی، میکروفن های ذغالی تنها وسیله ای بودند که از طریق آنها می‌توانستیم سیگنال های صوتی با سطح بالا تولید کنیم.

میکروفن های ذغالی تا دهه 1980 میلادی به طور گسترده در سامانه های تلفنی مورد استفاده قرار می‌گرفت و کاربرد های بسیار زیادی داشت.

معایب میکروفن های ذغالی

میکروفن های ذغالی از نظر پاسخ فرکاسی دارای دو ضعف بزرگ میباشند:

• یکسری از میکروفن های خازنی پهنای باند فرکانسی حدودی دارند به طوری که از نظر میزان فرکنس های پایین و بالا محدودیت دارد. پهنای باند فرکانسی این میکروفن ها بین 300 هرتز تا 3500 هرتز می‌باشد.
• میکروفن های ذغالی به جز اینکه پهنای باند فرکانسی محدودی دارند، خطی هم نیستند و قادر نیستند امواج صوتی را با کیفیت بالا به سیگنال های الکتریکی تبدیل کنند. همین امر باعث شده کاربرد این میکروفن ها تنها ابزار هایی باشد که فقط هدف رساندن پیام است و نه رکورد و... .

میکروفن های فیبرنوری

همان طور که از اسم این نوع میکروفن ها پیداست، این نوع از میکروفن تغییرات شدت نور و امواج آکواستیک را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می‌کند. طرز کار این میکروفن ها بسیار پیچیده است.

در میکروفن های فیبر نوری یک منبع لیزر نوری لیزری وجود دارد. نور از منبع لیزر با استفاده از فیبر نوری برای روشن کردن سطح یک دیافراگم منعکس کننده حرکت می‌کند. ارتعاش صدا از دیافراگم میکروفن، شدت نور منعکس کننده دیافراگ را در جهت خاصی تعدیل می‌کند.

سپس نور تعدیل شده از فیبر نوری دیگری به یک سنسور تشخیص نور (فتودتکتور، فتوترانزیستور) منتقل می‌شود. این سنسور تشخیص نور، نور معتدل شده را به سیگنال صوتی آنالوگ یا دیجیتال تبدیل می‌کند. حال با استفاده از این سیگنال آنالوگ یا دیجیتالی میتوان صدا را رکورد کرد و یا آن ر به دستگاه دیگری فرستاد.

به میکروفن های فیبرنوری، بدلیل ساختار و نحوه عملکردی که دارند ، میکروفن های لیزری نیز گفته می‌شود.

مزایای میکروفن فیبرنوری

• میکروفن های فیبرنوری از دقت بالایی برخوردارند، به علاوه با استفاده از این میکروفن ها می‌توان برای دریافت امواج صوتی در فواصل دور استفاده نمود که همین موضوع باعث شده این میکروفن ها کاربرد های فراوانی داشته باشند.
• شما با استفاده از یک میکروفن فیبر نوری این قابلیت را خواهید داشت که سیگنال صوتی از فاصله دور را بدون افت کیفیت، توان و حتی بدون کوچکترین پارازیتی دریافت نمایید. این میکروفن ها برخلاف انواع دیگر میکروفن ها واکنشی در برابر مواد مغناطیسی، استاتیکی و یا حتی مواد رادیواکتیو نشان نمی‌دهد.
• برای همین تقریبا خیال شما میتواند از بابت سیگنال صوتی که از این میکروفن ها دریافت می‌کنید راحت باشد. میکروفن های فیبرنوری از نظر پاسخ فرکانسی به امواج صوتی نیز بسیار مطلوب عمل می‌کند.
• میکروفن های فیبرنوری عملا برای مکان هایی ساخته شده اند که میکروفن های معمولی در آن کاربردی ندارند و یا وجود میکروفن های معمولی در این مکان ها می‌تواند خطرساز باشد همانند توربین های گازی.
• از دیگر مزیت های میکروفن های فیبرنوری این است که عوامل محیطی همچون رطوبت، بخار، دما و... تاثیری بر آن ها ندارد. همچنین این میکروفن ها قابلیت دریات امواج فروصوت را نیز دارا می‌باشند و به راحتی می‌توانند هر سیگنال صوتی را دریافت نمایند.
• از دیگر کاربرد های این میکروفن استفاده از آن ها در علوم زمین شناسی می‌باشد و معمولا در مناطق زلزله خیز برای برسی لایه های زمین از این میکروفن استفاده می‌شود.
• میکروفن های فیبرنوری در علوم پزشکی نیز برای تصویر برداری کاربرد های فراوانی به ما ارائه می‌دهند.
• قابلیت دیگر این میکروفن ها که خیلی مورد استفاده قرار میگیرد استفاده از آن ها برای جاسوسی می‌باشد. میکروفن های فیبر نوری این توانایی را دارند که از فواصل زیاد بدون افت کیفیت سیگنال صوتی را دریافت نمایند پس براحتی میتوان از آنها برای جاسوسی استفاده نمود.

میکروفن های میکروالکترومکانیک

میکروفن های میکرو الکترومکانیک یکی از کوچکترین نوع میکروفن ها هستند. در کل ساختمان این میکروفن‌ها خیلی شبیه به میکروفن‌های خازنی هست با این تفاوت که میکروفن های میکروالکترومکانیکی در ابعاد کوچکتری ساخته می‌شوند.

میکروفن هایی که شما در موبایل ، تبلت ، گجت های دیجیتالی ، لبتاب و خیلی جاهای دیگر مشاهده میکنید از این نوع میکروفن می‌باشد. چنین میکروفن های با استفاده از تکنولوژی میکرو الکترومکانیک تولید می‌شوند.

نحوه ساخت و تولید میکروفن‌های میکروالکترومکانیک همانند فرایند ساخت چیپ بورد ها و ic های لوازم دیجیتال می‌باشد. این میکروفن ها فرایند پسچیده ای براس ساخت دارند و هر شرکتی قادر به ساخت و تولید این میکروفن ها نیست.

فرایند تولید سیگنال صوتی در میکروفن های میکروالکترومکایکی بسیار شبیه به میکروفن های کندانسور هست و در این میکروفن‌ها نیز یک ویفر سیلیکون در زیر دیافراگم قرار دادر. با این تفاوت که در این میکروفن ها مغیاس بسیار کوچک است.

وجود تکنولوژی های پیشرفته در سخت چنین میکروفن هایی باعث شده تا سزندگان براحتی بتوانند در همان بعاد کوچک میکروفن، پری آمپلی فایر، مبدل های آنالوگ به دیجیتال و یا مبدل های گوناگونی را جای دهند.

این کار باعث شده بخشی از تجهیزات که سیگنال های صوتی را آماده پردازش در همان میکروفن قرارگیرد و همین امر باعث کاربردی تر شدن این میکروفن‌ها در گجت‌ها و انواع لوازم دیجیتالی شده است.

‎مزایای میکروفن های میکروالکترومکانیک

• ابعاد کوچک نسبت به سایر میکروفن ها
• وجود تکنولوژی پیشرفته در ساخت این میکروفن ها
• وجود پری آمپلی فایر یا مبدل های آنالوگ به دیجیتال بسته به کاربری در این نوع از میکروفن ها

میکروفن های استودیویی

 میکروفن های استودیویی به سبب استفاده از کپسول یا خازن قرار گرفته در مدار خود به میکروفون های کاندنسر معروف هستند.

اگر می خواهید منبع صوتی مورد نظر را با نهایت دقت و جزئیات ضبط کنید، به یک میکروفن استودیویی نیاز خواهید داشت. میکروفون های کاندنسر استودیو نسبت به میکروفن های داینامیک حساسیت بیشتری نسبت به سرعت و جزئیات امواج صدا از خود نشان می دهند. این سیستم مکانیکی ساده، از یک دیافراگم رسانای بسیار باریک و کشیده تشکیل شده که در کنار یک دیسک فلزی قرار گرفته است. این طراحی یک خازن را می سازد که انرژی الکتریکی خود را از یک منبع ولتاژ خارجی دریافت می کند که عمدتا فانتوم پاور قرار گرفته بر روی کارت های صدا عهده دار این مسئولیت است. این دیافراگم در واکنش به فشار صدا ارتعاش می یاید و موجب ایجاد تغییر در ظرفیت خازنی و تغییر ولتاژ می شود که به تولید سیگنال خروجی میکروفن می انجامد. میکروفون های کاندنسر به دو صورت سالید استیت و تیوب تولید می شوند و دارای شکل ها و اندازه های مختلفی هستند، اما همه میکروفون استودیویی چه ارزان باشند و چه گران قیمت بر اساس اصول ذکر شده عمل می کنند.

میکروفون کاندنسر تیوب

میکروفون کاندنسر تیوب، همان‌طور که از نامش پیداست، به میکروفونی گفته می‌شود که در طراحی خود تیوب وکیوم را جای داده باشد. نقش وکیوم تیوب عمل کردن به عنوان مبدل امپدانس و تقویت کننده سیگنال میکروفون می‌باشد. میکروفون‌های کاندنسر تیوب دارای کپسول‌های کاندنسری هستند که خروجی سیگنال‌های میکروفون‌های با دامنه پایین را با امپدانس بالا همراه کرده. کار وکیوم تیوب این است که به طور موثر سیگنال را تقویت کند و در عین حال امپدانس را پایین آورد تا سیگنال قادر باشد در باقی مدار  میکروفون و در اتصال خروجی آن، در جریان باشد.

از آنجا که وکیوم تیوب‌ها دستگاه‌های الکترونیکی اکتیو هستند (برای عملکرد به برق نیاز دارند)، میکروفون‌های تیوب نیز اکتیو هستند. برق مورد نیاز برای وکیوم تیوب‌ها نسبتاً زیاد است بنابراین میکروفون‌های تیوبی با منبع تغذیه خارجی طراحی می‌شوند که نیروی لازم را تأمین می‌کنند.

بخاطر جرم بسیار کم دیافراگم میکروفون‌های کاندنسر، این نوع میکروفون‌ها می‌توانند سیگنال های صوتی را بهتر از میکروفون‌های دینامیک (که دارای کویل نسبتا سنگین تری هستند) با جزئیات بیشتری دریافت کنند به همین خاطر میکروفون های کاندنسر کیفیت صدای برتری را ارایه می‌دهند، این نوع میکروفون ها بهترین پاسخ فرکانسی و بهترین پاسخ ترنزینت را دارند. (ترنزینت ها انتشارهای سریع انرژی در مقدار زیاد می‌باشد مانند اتک یه کیک درام و یا پیک صدای گیتار اکوستیک). همچنین، میکروفون های کاندنسر حساسیت بیشتر و نویز کمتری نسبت به میکروفون های دینامیک دارند.

اما، به یاد داشته باشید که این مزایایی که در تئوری بیان می‌شوند برای میکروفون‌هایی است که دارای کیفیت ساخت بالایی هستند و برای مثال یک میکروفون کاندنسر بی کیفیت ممکن است از یک میکروفون داینامیک با کیفیت دارای نویز بیشتر و کیفیت صدای کمتری باشد.

میکروفن های ریبون

میکروفون‌های ریبون اولین میکروفون‌های هدایتی (directional) بودند که از لحاظ تجاری به موفقیت رسیدند و در دوره طلایی رادیو کاربرد وسیعی داشتند. امروزه میکروفون‌های ریبون، با تلاش شرکت‌هایی مانند Royer، در حال بازگشتن به عرصه صدا هستند. میکروفون‌های ریبون به جای سطح فشار صدا (SPL) به سرعت مولکول‌های هوا واکنش نشان می‌دهند و در آن‌ها المان معلق و بسیار کوچکی در یک میدان مغناطیسی قوی حرکت می‌کنند. در کاربردهای استودیویی این تفاوت عملکردی مهم نیست، هرچند می‌تواند در حین ضبط در فضای باز و در روزهایی که باد می‌وزد حیاتی باشد! میکروفون‌های ریبون قدیمی مانند RCA ۴۴ و ۷۷DX بیش از اندازه ظریف و حساس بودند؛ میکروفون‌های ریبون امروزی – مانند Royer R۱۲۱ و R۱۲۲ – طوری طراحی شده‌اند که تحمل استفاده سنگین استودیویی را داشته باشند. 

میکروفن های یو‌اس‌بی (USB)

میکروفون‌های USB یکی از پیشرفت‌های جدید در فناوری میکروفون هستند و دارای تمام اجزای میکروفون‌های سنتی می‌باشند: کپسول، دیافراگم و غیره. تفاوت این میکروفون در داشتن دو مدار اضافی است: یک پری آمپلی فایر داخلی و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D). پری آمپلی فایر اتصال میکروفون به میکسر یا پری آمپلی فایر میکروفون خارجی را غیرضروری می‌سازد. مبدل A/D خروجی میکروفون را از آنالوگ (ولتاژ) به دیجیتال (داده) تبدیل می‌کند، تا بتواند به‌طور مستقیم وارد رایانه شود و توسط نرم‌افزار ضبط خوانده شود. این میکروفون ضبط دیجیتال پرتابل را بسیار آسان می‌کند. تنها کافی است میکروفون را به رایانه متصل کنید، نرم‌افزار DAW را اجرا نمایید و کلید ضبط را بزنید! 

میکروفن‌های بی‌سیم (VHF یا UHF)

 نخستین پیام تلگراف بدون سیم برفراز آتلانتیک تا انگلستان توسط رئیس‌جمهور روزولت مخابره شد و این نقطه آغاز ارتباطات بی‌سیم و تولد آن به‌شمار می‌رود، بطوریکه امروزه ارتباطات بی‌سیم به گونه‌ای در ابعاد زندگی ما نفوذ کرده‌است. میکروفن‌های بی‌سیم نیز از این موضوع مستثنی نیستند و هم‌اکنون بیش از ۲۰۰ نوع مختلف از این میکروفن‌ها توسط سازندگان در سرتاسر دنیا تولید و عرضه می‌شوند.

یک سیستم میکروفن بی‌سیم، معمولاً متشکل از سه بخش اصلی شامل: میکروفون، فرستنده و گیرنده است. اما آنچه که قابلیت حذف سیم را نسبت به سیستم‌های میکروفن معمولی به این تجهیزات می‌بخشد، قطعاً اجزاء فرستنده و گیرنده آن می‌باشند. بخش فرستنده این تجهیزات معمولاً در قالب یک مجموعه و به همراه بخش میکروفن و فاقد سیم، ادغام و عرضه می‌شوند.

در سیستم‌های جدید میکروفن بدون سیم، دو آنتن مختلف، یکی بر روی بخش فرستنده و دیگری بر روی قسمت گیرنده وجود دارد. هنگامیکه فاصله فرستنده از آنتن گیرنده بیش از حد مجاز افزایش می‌یابد، در این حالت صدا و سیگنال‌های رادیویی دچار تحریف و نویز می‌شوند. به علاوه استفاده از امواج بالای فرکانسی باند (UHF) که دارای طول موج کوتاه تری نسبت به (VHF) می‌باشند، باعث کاهش بازتابش سیگنال‌ها در محیط مورد استفاده می‌شود.

خواندن جدول پاسخگویی فرکانسی میکروفن

اگر جداول مربوط به مشخصات فنی میکروفن های استودیویی را در وبسایت تهران ملودی مشاهده کرده باشید قطعا به پارامتر پاسخگویی فرکانسی برخورد کرده اید. این پارامتر نشان دهنده میزان حساسیت میکروفون نسبت به صداهایی است که در بازه های فرکانسی مختلف از خیلی زیر تا خیلی بم توسط میکروفن قابل دریافت و ضبط کردن هستند. با توجه به محدوده شنوایی انسان که بازه ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است، باید با توجه منبع صوتی مورد نظر که قصد ضبط آن را دارید، میکروفون استودیویی مورد نیاز خود را انتخاب کنید.

جدول پاسخگویی فرکانس چیست؟

چطور این جدول را بخوانیم؟

کاربرد این اطلاعات چیست؟

درک الگوهای قطبی میکروفن

الگوهای قطبی نشان دهنده این موضوع هستند که میکروفن قادر به ضبط صداها در چه موقعیتی نسب به آن، به عنوان مثال پشت، جلو و … هستند، که مهمترین آن ها عبارتند از:

کاردیوید

میکروفون های دارای الگوی قطبی کاردیوید، صداهایی که در روبه روی آنها قرار دارند را بهتر دریافت می کنند و عمدتا صداهایی که از پشت و اطراف می آیند را رد می کنند. نماد گرافیکی این الگو شبیه به یک قلب است که به همین علت هم کاردیوید نامیده می شود. قابلیت رد کردن صداهایی که در قسمت پشت میکروفن قرار دارند، میکروفون های استودیویی کاردیود را برای شرایطی که از چند میکروفن به صورت همزمان استفاده می شود و یا مواقعی که قصد ندارید صدای آمبیانس اتاق به وسیله ی میکروفون گرفته شود، ایده آل ساخته است. این میکروفن ها که هم برای استودیو خانگی و حرفه ای و هم برای اجرای زنده ایده آل هستند، درصد بالایی از کاربری میکروفون ها را به خود اختصاص داده اند.

سوپر کاردیوید و هایپر کاردیوید

الگوی قطبی سوپر کاردیوید نسبت به الگوی کاردیوید، تک جهت تر است و هایپر کاردیوید هم تک جهت تر از سوپر کاردیود عمل می کند. برخلاف میکروفن های کاردیوید، هر دوی این الگوهای قطبی دارای قسمت پشتی حساسی هستند که وظیفه گرفتن صدا را بر عهده دارد و همین امر باعث می شود که نحوه ی جایگذاری این میکروفون ها کمی مشکل باشد.

Omnidirectional

میکروفن های چند جهته صداها را به شکل کاملا مساوی از تمام جهت ها شناسایی می کنند. نمایش گرافیکی این الگو به شکل یک دایره است. تمام میکروفون هایی که ساخته می شوند در ابتدا دارای الگو قطبی چند جهته هستند، اما در فرایند بعدی با انجام کارهای مهندسی به میکروفن هایی با الگوی قطبی تک جهته تبدیل می شوند.

Figure 8

میکروفون هایی که دارای الگوی قطبی Figure 8 هستند نسبت به صداهایی که در جلو و عقب میکروفن قرار دارند به شکل مساوی حساس اند، اما صداهایی که از کنار می آیند را رد می کنند. در این حالت الگویی ایجاد می شود که به شکل پاپیون و یا عدد هشت انگلیسی است که کپسول میکروفون در نقطه میانی این هشت قرار دارد.

چند الگویی

درک اندازه های دیافراگم میکروفن

چرا اندازه ی دیافراگم مهم است؟

هم میکروفن های کاندنسر و هم میکروفن های داینامیک، بر اساس اندازه کپسول دسته بندی می شوند که عمدتا به نوع دیافراگم کوچک و بزرگ تقسیم بندی می شوند.

دیافراگم بزرگ

میکروفن های دیافراگم بزرگ از مهمترین تجهیزات و لوازم استودیو هستند. این میکروفون ها تقریبا قادرند هر منبع صوتی را، از وکال گرفته تا سازهای زهی و برنجی و پرکاشن، ضبط کنند. الگوهای قطبی چندگانه و پدهایی که روی بیشتر میکروفن های با دیافراگ بزرگ قرار دارد، این میکروفون ها را همه فن حریف ترین میکروفن استودیوهای خانگی و حرفه ای خواهد ساخت.

دیافراگم متوسط

در گذشته تنها میکروفون هایی با سایز دیافراگم کوچک و بزرگ وجود داشتند، اما اخیرا میکروفن های با سایز دیافراگم متوسط جایگاه خودشان را پیدا کرده اند. به طور کلی می توان گفت که این نوع میکروفون ها ترانزینت ها و محتوای فرکانس های بالا را مانند یک میکروفن با دیافراگم کوچک به دقت ضبط می کنند اما در عین حال صدایی غنی و گرمی مانند میکروفون های با دیافراگم بزرگ دارند.

دیافراگم کوچک

میکروفن هایی با اندازه دیافراگم کوچک معمولا نادیده گرفته می شوند، اما این میکروفون ها دارای توانایی هایی هستند که حتی در میکروفن هایی با دیافراگم بزرگ نمی توان آن ها را پیدا کرد. میزان پاسخگویی این میکروفون ها زیاد است و دلیل آن دیافراگم کوچک تر آن هاست. این نوع میکروفن ها برای گیتار آکوستیک، hi-hat یا هر ساز و منبع صوتی که ترانزینت های تیز و overtoneهای زیادی داشته باشد، ایده آل است. بسیاری از مهندسین صدا میکروفون هایی با دیافراگم کوچک را بالای ساز درامز قرار می دهند. یکی از اصلی ترین مزایای این میکروفن ها جایگذاری راحت آنها است و به خاطر ظاهر باریکی که دارند به میکروفون قلمی نیز شناخته می شوند.

کاربرد معمول میکروفن ها

درامز

گیتار الکتریک

گیتار آکوستیک

وکال

پیانوی آکوستیک

سازهای زهی

سازهای برنجی و بادی

این مقاله را به زبان دیگر ببینید: EN (انگلیسی)