دانشنامه

شناخت انواع میکروفون و کاربرد آن

انواع میکروفون+کاربردآنها

انواع میکروفون

انواع میکروفون+کاربرد آنها

در این مقاله از مجله صوت پلاس قصد داریم ،در مورد شناخت انواع میکروفون توضیح دهیم ،میکروفون که در زبان عامیانه میکروفون یا مایک نامیده می شود، وسیله ای است ،مبدل ،که صدا را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند.

با شناخت انواع میکروفون ها  می توان از آن ها در استفاده های کاربردی مانند تلفن، سمعک، سیستم های آدرس عمومی برای سالن های کنسرت ، به عنوان میکروفون های استودیویی و رویدادهای عمومی، تولید تصاویر متحرک، مهندسی صوتی زنده و ضبط شده، ضبط صدا، رادیوهای دو طرفه، مگافون، پخش رادیو و تلویزیون استفاده کرد.

از میکروفون همچنین در رایانه ها برای ضبط صدا، تشخیص گفتار، VoIP و برای اهداف غیر صوتی مانند سنسورهای اولتراسونیک یا سنسورهای ضربه استفاده می شود.

امروزه از انواع مختلفی از میکروفون استفاده می شود که از روش های مختلفی برای تبدیل تغییرات فشار هوای موج صوتی به سیگنال الکتریکی استفاده می کنند. رایج ترین نوع میکروفون داینامیک است که از سیم پیچی که در میدان مغناطیسی معلق است استفاده می کند.

میکروفون کندانسور که از دیافراگم ارتعاشی به عنوان صفحه خازن استفاده می کند. و میکروفون تماسی که از کریستالی از مواد پیزوالکتریک استفاده می کند. میکروفون ها معمولاً باید قبل از ضبط یا بازتولید سیگنال به یک پیش تقویت کننده متصل شوند.

تاریخچه میکروفون

برای صحبت با گروه‌های بزرگ‌تری از مردم، نیاز به افزایش حجم صدای انسان ایجاد شد. اولین وسایلی که برای دستیابی به این هدف مورد استفاده قرار گرفتند، مگافون های آکوستیک بودند.

برخی از اولین نمونه‌ها، مربوط به قرن پنجم پیش از میلاد یونان، ماسک‌های تئاتر با دهانه‌های شاخ‌شکل بود که صدای بازیگران را در آمفی‌تئاتر تقویت می‌کرد.

در سال 1665، رابرت هوک، فیزیکدان انگلیسی، اولین کسی بود که با اختراع “تلفن عاشقان” ساخته شده از سیم کشیده با فنجانی که در هر انتها یک فنجان وصل شده بود، وسیله ای غیر از هوا را آزمایش کرد.

در سال 1861، مخترع آلمانی یوهان فیلیپ ریس یک فرستنده اولیه صدا (“تلفن ریس”) ساخت که از یک نوار فلزی متصل به غشای ارتعاشی استفاده می کرد که جریان متناوب تولید می کرد.

نتایج بهتری در سال 1876 با طراحی “فرستنده مایع” در تلفن های اولیه الکساندر گراهام بل و الیشا گری به دست آمد،دیافراگم به یک میله رسانا در محلول اسید متصل شد.این سیستم ها کیفیت صدای بسیار ضعیفی را ارائه می دادند.

اولین میکروفونی که امکان برقراری تماس صوتی مناسب را فراهم کرد، میکروفون کربنی بود. این به طور مستقل توسط دیوید ادوارد هیوز در انگلستان و امیل برلینر و توماس ادیسون در ایالات متحده توسعه داده شد.

اگرچه ادیسون در اواسط سال 1877 اولین حق ثبت اختراع را (پس از یک اختلاف حقوقی طولانی) دریافت کرد، هیوز چند سال قبل دستگاه کار خود را در مقابل شاهدان بسیاری نشان داده بود، و بسیاری از مورخان او را با اختراع آن نسبت می‌دهند.

میکروفون کربنی نمونه اولیه مستقیم میکروفون های امروزی است و در توسعه تلفن، پخش و صنایع ضبط بسیار مهم بود. توماس ادیسون میکروفون کربنی را در فرستنده دکمه‌ای کربنی خود در سال 1886 اصلاح کرد. این میکروفون در اولین پخش رادیویی، اجرا در خانه اپرای متروپولیتن نیویورک در سال 1910 استفاده شد.

در سال 1916، E.C. Wente از وسترن الکتریک پیشرفت بعدی را با اولین میکروفون خازنی توسعه داد.در سال 1923، اولین میکروفون سیم پیچ متحرک عملی ساخته شد. مگنتوفون Marconi-Sykes که توسط کاپیتان H. J. Round ساخته شد، استانداردی برای استودیوهای BBC در لندن شد.

این در سال 1930 توسط آلن بلوملین و هربرت هولمن که HB1A را منتشر کردند بهبود یافت و بهترین استاندارد آن روز بود.

همچنین در سال 1923، میکروفون نواری معرفی شد، نوع دیگری از الکترومغناطیسی، که اعتقاد بر این است که توسط هری اف. اولسون، که اساساً یک بلندگوی نواری را مهندسی معکوس کرده بود، ساخته شد.

در طول سال‌ها، این میکروفون‌ها توسط چندین شرکت توسعه یافتند، به ویژه RCA که پیشرفت‌های زیادی در کنترل الگو ایجاد کرد تا به میکروفون جهت دهی شود. با رونق گرفتن فناوری تلویزیون و فیلم، تقاضا برای میکروفون های با پایداری بالا و جهت دهی بیشتر وجود داشت. Electro-Voice با میکروفون شاتگان برنده جایزه اسکار در سال 1963 پاسخ داد.

در طول نیمه دوم قرن بیستم، توسعه به سرعت پیشرفت کرد و برادران شور SM58 و SM57 را معرفی کردند. آخرین پیشرفت های تحقیقاتی شامل استفاده از فیبر نوری، لیزر و تداخل سنج است.

اجزاء میکروفون

عنصر مبدل حساس میکروفون عنصر یا کپسول آن نامیده می شود. صوت ابتدا با استفاده از دیافراگم به حرکت مکانیکی تبدیل می شود و سپس حرکت آن به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود.

یک میکروفون کامل همچنین شامل یک محفظه، ابزارهایی برای رساندن سیگنال از عنصر به تجهیزات دیگر، و اغلب یک مدار الکترونیکی برای تطبیق خروجی کپسول با تجهیزات در حال حرکت است. یک میکروفون بی سیم حاوی یک فرستنده رادیویی است.

شناخت انواع میکروفون

انواع میکروفون+کاربرد آنها

Condensor Microphone(میکروفون کندانسر)

میکروفون کندانسر که در سال 1916 توسط E. C. Wente در وسترن الکتریک اختراع شد،  این نوع میکروفون ،میکروفون خازنی یا میکروفون الکترواستاتیک نیز نامیده می‌شود.

در این نوع میکروفون، دیافراگم به عنوان یک صفحه خازن عمل می کند و ارتعاشات باعث ایجاد تغییراتی در فاصله بین صفحات می شود.

بسته به روش استخراج سیگنال صوتی از مبدل، دو نوع وجود دارد: میکروفون‌های بایاس DC و میکروفون‌های خازنی فرکانس رادیویی (RF) یا فرکانس بالا (HF). مانند میکروفون sE Electronics X1 A .

Dynamic Microphone(میکروفون داینامیک)

میکروفون داینامیک (همچنین به عنوان میکروفون سیم پیچ متحرک شناخته می شود) از طریق القای الکترومغناطیسی کار می کند. آنها قوی، نسبتا ارزان و مقاوم در برابر رطوبت هستند.

میکروفون‌های داینامیک از همان اصل دینامیکی که در بلندگوها استفاده می‌شود،اما به طور معکوس استفاده می‌کنند، یک سیم پیچ القایی متحرک کوچک، که در میدان مغناطیسی یک آهنربای دائمی قرار دارد، به دیافراگم متصل است.

هنگامی که صدا از شیشه جلوی میکروفون وارد می شود، موج صوتی دیافراگم را حرکت می دهد. هنگامی که دیافراگم می لرزد، سیم پیچ در میدان مغناطیسی حرکت می کند و جریان متغیری را از طریق القای الکترومغناطیسی در سیم پیچ تولید می کند.

یک غشای داینامیک منفرد به تمام فرکانس های صوتی پاسخ خطی نمی دهد. به همین دلیل، برخی از میکروفون ها از چندین غشا برای قسمت های مختلف طیف صوتی استفاده می کنند و سپس سیگنال های حاصل را ترکیب می کنند.

ترکیب سیگنال های متعدد به درستی دشوار است. طرح هایی که این کار را انجام می دهند نادر هستند و گران هستند. از سوی دیگر، چندین طرح وجود دارد که به طور خاص به سمت بخش های جدا شده از طیف صوتی هدف قرار می گیرند. مانند میکروفون SHURE BETA 58A

Ribbon Microphone(میکروفون نواری)

میکروفون های Ribbon از یک نوار فلزی نازک و معمولا موجدار استفاده می کنند که در یک میدان مغناطیسی معلق است. نوار به طور الکتریکی به خروجی میکروفون متصل است و ارتعاش آن در میدان مغناطیسی سیگنال الکتریکی را تولید می کند.

میکروفن های Ribbon شبیه میکروفون های سیم پیچ متحرک هستند به این معنا که هر دو با استفاده از القای مغناطیسی صدا تولید می کنند.

میکروفون‌های Ribbon، پایه صدا را در یک الگوی دو جهته تشخیص می‌دهند، زیرا نوار از هر دو طرف باز است. همچنین، از آنجایی که Ribbon دارای جرم بسیار کمتری است، به جای فشار صوت، به سرعت هوا پاسخ می دهد.

اگرچه پیکاپ متقارن جلو و عقب می‌تواند در ضبط استریو معمولی آزاردهنده باشد، می‌توان از رد بالای جانبی با قرار دادن یک میکروفونRibbon به صورت افقی، به عنوان مثال بالای سنج، استفاده کرد، به طوری که لوب عقب فقط صدا را از سنج دریافت می‌کند.

Carbon Microphone(میکروفون کربنی)

قدیمی ترین و ساده ترین میکروفون از 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.

Liquid Microphone(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 کندانشور 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 می‌رسد که توسط ارتعاشات صوتی تعدیل می‌شود. میکروفون مایع هرگز یک وسیله کاربردی خاص نبود، اما یک آزمایش علمی بزرگ را انجام می دهد.

Fiber Optic Microphone(میکروفون فیبر نوری)

سیستم‌های فیبر نوری که از رشته‌های بسیار نازک شیشه برای انتقال اطلاعات به جای سیم‌های فلزی سنتی استفاده می‌کنند، در سال‌های اخیر انقلابی در حوزه مخابرات از جمله فناوری میکروفون ایجاد کرده‌اند.

برخلاف میکروفون‌های معمولی که اغلب بزرگ هستند و سیگنال الکتریکی ارسال می‌کنند، میکروفون‌های فیبر نوری می‌توانند بسیار کوچک باشند و می‌توان از آن‌ها در محیط‌های حساس الکتریکی استفاده کرد.

آنها همچنین می توانند بدون فلز تولید شوند، که آنها را در برنامه های تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) و سایر موقعیت هایی که تداخل فرکانس رادیویی مشکل است بسیار مفید می کند.

Electret Microphone(میکروفون یقه ای)

میکروفون یقه ای یکی از پرکاربردترین نوع میکروفون ،روی زمین هستند. از آنجایی که میکروفون های یقه ای ارزان و نسبتا ساده هستند، با شناخت این نوع میکروفون در تلفن های همراه، کامپیوترها و هدست های هندزفری استفاده می شود.

میکروفون یقه ای نوعی میکروفون کندانسور است که در آن بار خارجی با یک ماده الکتریکی جایگزین می شود که طبق تعریف در حالت قطبش الکتریکی دائمی است.

آاین نوع میکروفون همچنین در تولید مستند و اخبار مفید هستند، به عنوان میکروفون “برگردان” کوچک که می توانند به طور محتاطانه روی لباس مصاحبه شونده قرار گیرند .

Laser Microphone(میکروفون لیزری)

یک میکروفون لیزری با گرفتن ارتعاشات از 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 میکروفون 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.

Microelectromechanical Microphone(میکروفون میکروالکترومکانیکی)

میکروفون میکروالکترومکانیکی (به اختصار MEMS) تکامل یافته طراحی میکروفون یقه ای است و شروع به جایگزینی آن در برخی از تلفن های همراه و هدست می کند.

میکروفون MEMS را می‌توان حتی کوچک‌تر از میکروفون یقه ای، 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.

Crystal Microphone(میکروفون تماسی)

برخی از کریستال ها با تغییر شکل، خواص الکتریکی خود را تغییر می دهند، با اتصال یک دیافراگم به یک کریستال، کریستال سیگنالی را هنگام برخورد امواج صوتی به دیافراگم ایجاد می کند.

تولید این نوع میکروفون‌بسیار ارزان بود و بنابراین در قرن بیستم در برنامه‌های مقرون‌به‌صرفه مورد استفاده قرار گرفت. با این حال کیفیت صدای آنها چیزهای زیادی را رها کرد، اما باعث شد که با خازن های مدرن و میکروفون های داینامیک جایگزین شوند.

امروزه، این نوع میکروفون عمدتاً برای نظارت و برای فرستنده ها و سنسورهای خودرو استفاده می شود.

همانطور که می بینید، تقریباً هر فناوری قابل تصور برای تبدیل امواج صوتی به سیگنال های الکتریکی و تولید میکروفون 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.

رایج ترین کانکتور های میکروفون ها 

کانکتور XLR نر روی میکروفون های حرفه ای کانکتور تلفن ¼ اینچی (گاهی اوقات به عنوان 6.35 میلی متر نامیده می شود) در میکروفون های ارزان قیمت نوازندگان، با استفاده از کانکتور تلفن نامتعادل 1/4 اینچی (6.3 میلی متر) TS (نوک و آستین).

میکروفون های هارمونیکا معمولاً از یک اتصال TS با امپدانس بالا 1/4 اینچی (6.3 میلی متر) برای اجرا از طریق تقویت کننده های گیتار استفاده می کنند.

پلاگین تلفن مینی 3.5 میلی متری (گاهی اوقات به عنوان مینی 1/8 اینچ) TRS (نوک، حلقه و آستین) استریو (همچنین به عنوان TS mono موجود است) در دوربین prosumer، ضبط کننده و میکروفون کامپیوتر.

USB امکان اتصال مستقیم به رایانه های شخصی را فراهم می کند. وسایل الکترونیکی موجود در میکروفون USB استودیویی که از طریق اتصال USB تغذیه می شوند، قبل از اینکه داده های صوتی دیجیتال از طریق رابط USB منتقل شوند، پیش تقویت و ADC را انجام می دهند.

برخی از میکروفون ها از کانکتورهای دیگری مانند XLR 5 پین یا mini XLR برای اتصال به تجهیزات قابل حمل استفاده می کنند. برخی از میکروفن‌های لاوالیر (یا «برگردان»، از روزهای اتصال میکروفون به یقه‌ی کت و شلوار خبرنگار خبری) از یک رابط اختصاصی برای اتصال به یک فرستنده بی‌سیم، مانند بسته رادیویی، استفاده می‌کنند.

از سال 2005، میکروفون‌های با کیفیت حرفه‌ای با اتصالات USB ظاهر شدند که برای ضبط مستقیم در نرم‌افزار مبتنی بر رایانه طراحی شده‌اند.

با مشاوران صوت پلاس در ارتباط باشید

انواع میکروفون | شما عزیزان میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان تخصصی با مشاوران صوت پلاس در ارتباط باشید.(05138655300)

(Visited 26 times, 1 visits today)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دو + دو =