میکروفون | میکروفن

Microphone

میکروفون (یا میکروفن) ، با نام محاوره ای  mic یا mike یک وسیله  یا مبدلی است که صدا را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. میکروفون ها کاربردهای بسیاری دارند : از جمله تلفن ، سمعک ، برای سالن های کنسرت و رویدادهای عمومی ، تولید تصاویر متحرک ، مهندسی صوتی بصورت زنده و ضبط شده ، ضبط صدا ، رادیوهای دو طرفه ، مگافون ، پخش رادیو ، تلویزیون و … استفاده می شوند.

در حال حاضر چندین نوع میکروفون در حال استفاده هستند که از روش های مختلفی برای تبدیل تغییرات فشار هوا از یک موج صوتی sound wave  به سیگنال الکتریکی استفاده می کنند. رایج ترین آنها میکروفون پویا یا داینامیک Dynamic microphone است که از سیم پیچ معلق در یک میدان مغناطیسی استفاده می کند. میکروفون کندانسور  Condenser microphone ، که از دیافراگم لرزاننده به عنوان صفحه خازن استفاده می کند. و میکروفون پیزوالکتریک piezoelectric microphone ، که از کریستال مواد پیزوالکتریک استفاده می کند. میکروفن ها قبل از اینکه  بتوانند ضبط شوند یا تولید صدا کنند نیاز دارند تا به یک پیش تقویت کننده preamplifier متصل شوند.

تاریخچه میکروفن:

به منظور صحبت کردن با تعداد زیادی از افراد ، نیاز به افزایش حجم صدای انسان به وجود آمد. اولین دستگاههای مورد استفاده برای دستیابی به این هدف ، مگافون های megaphones آکوستیک بودند. برخی از اولین نمونه ها ، از قرن پنجم پیش از میلاد یونان ، ماسک های تئاتر با دهان به شکل شاخ گاو بودند که صدای بازیگران را در آمفی تئاترها تقویت می کردند. در سال 1665 ، روبرت هوک Robert Hooke ، فیزیکدان انگلیسی اولین کسی بود که با اختراع “تلفن عاشقان” “lovers’ telephone”  که از سیم کشیده با یک فنجان در انتهای دو طرف آن ساخته شده بود ، با استفاده از یک رسانه غیر از هوا آزمایش کرد.

در سال 1861 ، یوهان فیلیپ رایز Johann Philipp Reis مخترع آلمانی یک فرستنده صوتی اولیه با نام (“”Reis telephone“”) ساخت که از یک نوار فلزی متصل به یک غشای ارتعاشی که می توانست جریان متناوب تولید کند ، استفاده کرد. در سال 1876 با طراحی “فرستنده مایع” “liquid transmitter“در تلفن های اولیه از الکساندر گراهام بل و الیشا گری نتایج بهتری حاصل شد – دیافراگم در یک اسید به یک میله رسانا وصل شد. با این حال ، این سیستم ها از کیفیت صدای بسیار ضعیفی برخوردار بودند.

ادوارد هیوز اولین میکروفون کربنی که امکان برقراری ارتباط صوتی مناسب را فراهم می‌کرد را اختراع کرد. بعدها این میکروفن توسط دیوید ادوارد هیوز در انگلیس و امیل برلینر Emile Berliner و توماس ادیسون Thomas Edison در ایالات متحده توسعه داده شد. اگرچه در اواسط سال 1877 به ادیسون حق ثبت این اختراع پس از یک مشاجره طولانی حقوقی داده شده ،اما هیوز کار دستگاه خود را در مقابل بسیاری از شاهدان چند سال قبل نشان داده بود ، و بیشتر مورخین او را به عنوان مخترع می شناسند.

میکروفون کربن نمونه اولیه مستقیم میکروفن های امروزی است و در توسعه تلفن ، تجهیزات ضبط و پخش بسیار مهم بود.اولین میکروفنی که در پخش رادیویی سال 1910 در Metropolitan Opera House میکروفنی بود که توسط توماس ادیسون طراحی شده بود.

توماس ادیسون میکروفون کربن را در فرستنده دکمه کربنی خود در سال 1886 تصفیه کرد. این میکروفون در اولین پخش رادیویی که در سال 1910 در خانه اپرای متروپولیتن نیویورک به کار گرفته شد ، به کار گرفته شد.

در سال 1916 ، E.C. Wente از شرکت وسترن الکتریک با اولین میکروفن کندانسور ، موفقیت بعدی خود را کسب کرد. در سال 1923 ، اولین میکروفون زغالی متحرک moving coil microphone ساخته شد. میکروفن مگنتوفون مدل Marconi-Sykes به وسیله ی  Captain H. J. Round توسعه یافت و به عنوان میکروفن استاندارد استودیوهای بی بی سی در لندن معرفی شد.بعدها در سال 1390 این مدل توسط Alan Blumlein و Herbert Holman توسطعه پیدا کردند و مدل HB1A روانه بازار شد و جزو بهترین استانداردهای روز بودند.

همپنین در سال 1923 میکروفن های نواری  ribbon microphone به بازار معرفی شدند. نوع دیگری از الکترومغناطیس ، که گمان می رود توسط هری اف السون ساخته شده است ، که اساساً یک بلندگو روبانی را مهندسی معکوس کرده است. در طی سالیان متمادی ، این میکروفون ها توسط چندین شرکت توسعه داده شده اند. ، از جمله مهم ترین دستاوردها توسط شرکت RCA  بود که در کنترل الگوی  میکروفن ها پیشرفت های بزرگی داشته است.این شرکت توانست، جهت یابی به میکروفون ها را ارائه کنند. با رونق فناوری های تلویزیونی و فیلم ، تقاضای برای میکروفن های high fidelity و directionality بیشتر شد. شرکت Electro-Voice با معرفی میکروفن های شات گان shotgun microphone برنده جایزه آکادمی شد و به درخواست ها در سال 1963 پاسخ داد.

در نیمه دوم قرن بیستم با پیشرفت شرکت برادران Shure مدل های SM58 و SM57 به بازار معرفی شد . و آخرین تحولات شامل استفاده از فیبر نوری ، لیزر و تداخل سنج است.

انواع میکروفن:

میکروفونها براساس اصل مبدل آنها مانند خازنی ، سیم پیچ متحرک ، ربانی و یا با توجه به ویژگی‌های جهت بندی آنها طبقه بندی می شوند. دسته بندی های دیگری نیز وجود دارد که می توان بر اساس کارایی، اندازه دیافراگم و یا محور ورودی میکروفن ها آنها را طبقه بندی کرد.دسته بندی کلی طبق شکل زیر می باشد که در ادامه برخی از آنها را توضیح می دهیم.

میکروفونها براساس اصل مبدل آنها مانند condenser ، dynamic  و یا با توجه به ویژگی‌های جهت بندی آنها طبقه بندی می شوند.

Condenser Microphones-1. میکروفن‌های خازنی-استاتیک-کاندنسر

اگر به دنبال یک میکرفن قابل اتکا هستید باید به سراغ میکروفون های خازنی بروید. میکروفن کندانسور ، که در سال 1916 توسط E. C. Wente در شرکت Western Electric اختراع شد ، به عنوان میکروفون خازنی یا میکروفون الکترواستاتیک نامیده شدد.میکروفون های خازنی از لحاظ تاریخی به عنوان کندانسور خوانده می شدند.
در این مدل ها ، دو صفحه فلزی داریم frontplate (دیافراگم) و یک صفحه فلزی در پشت backplate داریم.بین دو صفحه یک جسم نارسانا وجود دارد که مانع از چسبیدن آنها به هم شود صفحه فلزی پشت به یک باتری متصل است و دو سر صفحه فلزی به یک خازن متصل هستند. صفحه دیافراگم در پاسخ به تغییر فشار هوا به آرامی می لرزد و باعث تغییر ظرفیت خازن و در نهایت باعث ایجاد سیگنال صوتی در خروجی میکروفن می شود.

میکروفن‌های خازنی در دو نوع ترانزیستوری و لامپی و در اشکال و ابعاد مختلف تولید می‌شوند ، اما همه آنها بر اساس این اصول کار می‌کنند. برخلاف سایر میکروفن‌ها، میکروفن خازنی به مولد برق DC و یک پیش‌تقویت ‌کننده احتیاج دارد. میکروفن خازنی دارای معایبی است که بزرگی و حساسیت بیش از حد از آن جمله هستند. ضمناً در مقابل منابع صوتی بلند مجاور دچار واپیچیدگی خواهد شد. این میکروفن کیفیت بسیار خوبی از صدا تولید می‌کند و نسبت به صداهای گذرا واکنش بسیار بالائی دارد. از میکروفن خازنی برای صدابرداری بسیار حساس استفاده می‌شود به‌ویژه هنگامی که منبع صوتی در فاصله دور قرار دارد (به‌صورت میکروفن آویز در ارکسترهای بزرگ). از طرف دیگر می‌توان این میکروفن را به‌عنوان بوم صدا، بوم دستی، پایه‌ای و آویز نیز به ‌کار گرفت.

درون میکروفن کندانسور Oktava 319

با توجه به روش استخراج سیگنال صوتی audio signal از مبدل ، این مدل ها دسته بندی می شوند: میکروفون های DC-biased ، فرکانس رادیویی (RF) و یا فرکانس های بالا (HF)

در میکروفون های DC-biased ، صفحات با یک شارژ معین (Q) انجام می شوند. ولتاژ در سراسر صفحات خازن با ارتعاشات موجود در هوا حفظ می شود. ولتاژ در سراسر صفحات خازن با ارتعاشات موجود در هوا حفظ می شود

مزایای میکروفن های استاتیک:

1.پاسخ ضربه بالا  Frequency Response

2.نسبت سیگنال به نویز بالا  Signal/Noise

3.حساسیت بالا

4.ثبت دقیق پارامتر ها

5.داینامیک رنج مناسب

6.نویز داخلی نسبتا پایین

7.مناسب برای ضبط ambiance محیط

معایب میکروفن های استاتیک:

1.قیمت نسبت بالا

2.مقاومت پایین نسبت به رطوبت، گرد و غبار و دود سیگار

3.حساسیت نسبت به حرکت و جابه جایی

4.غیر قابل استفاده برای سازهای کوبه ای با ضربه بالا

2.میکروفن‌های دینامیک(سیم پیچ متحرک)  Dynamic Microphone –

در میکروفن‌های دینامیک، سیگنال صدا با حرکت کردن یک هادی در میان یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود. میکروفن‌های دینامیک یک دیافراگم بسیار باریک و سبک در پاسخ به فشار هوا حرکت می‌‌کند. حرکت دیافراگم باعث حرکت یک سیم پیچ صدای معلق در میان یک میدان مغناطیسی می‌شود، و منجر به ایجاد جریان الکتریکی کوچکی می‌شود. میکروفون‌های دینامیک حساسیت کمتری (در مقابل فشار هوا و فرکانس‌های بالا) نسبت به میکروفون‌های خازنی دارند و معمولاً می‌توانند در شرایط سخت تری کار کنند. همچنین این میکروفون‌ها ارزان‌تر هستند و برای ضبط صدای درامز و گیتار الکتریک مناسب تر می‌باشند. مناسب‌ترین میکروفون برای snare میکروفون۵۷ Shure SM که برای آمپلی فایر گیتار نیز عالی هستند. بسیاری از مهندسان از میکروفون Sennheiser MD421  برای toms و۱۱۲ AKG D برای باس درام استفاده می‌کنند.

A Sennheiser dynamic microphone

مزایای میکروفن های داینامیک:

1. استفاده برای صداهای بلند و سازهای کوبه ای
2. امکان استفاده در حال حرکت به خصوص برای خوانندگان روی استیج
3. نویز داخلی پایین
4. مقاوم در مقابل رطوبت ، گرد و غبار و تغییرات هوا
5. قیمت پایین تر نسبت به میکروفن های استاتیک

معایب میکروفن های استاتیک:

1. پاسخ ضربه کند
2. برای ضبط سازهای که محدوده صدایی بالایی دارند مناسب نیستند
3. کیفیت پایین تر نسبت به میکروفن های داینامیک

3.میکروفن‌های ریبون:

میکروفون‌های ریبون اولین میکروفون‌های (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 اِلمان 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 44  و ۷۷DX بیش از اندازه ظریف و حساس بودند؛ میکروفون‌های ریبون امروزی – مانند Royer R121  و R122 – طوری طراحی شده‌اند که تحمل استفاده سنگین استودیویی را داشته باشند. بسیاری از مدل های میکروفن ریبون Bidirectional  هستند که بدین معنی است که به طور همزمان می توانند صداهای جلو و پشت میکروفن را به طور مساوی ضبط کنند. باریک بودن ضخامت قطعه به کار رفته آلومینیومی که باعث می شود این نوع میکرفن بسیار ظریف و شکننده باشد.

مزایای میکروفن های ریبون:

1. ضبط صدای غنی و طبیعی
2. ضبط جزئیات فرکانس های بالا
3. ضبط صداهای جلو و پشت میکروفن به طور مساوی

معایب میکروفن های ریبون:

1. بسیار ظریف و شکننده
2. احتمال سوختن برخی از این میکرفون ها در صورت اتصال به برق یا فانتوم پاور

میکروفون‌های ریبون به جای سطح فشار صدا (SPL) به سرعت مولکول‌های هوا واکنش نشان می‌دهند و در آن‌ها اِلمان معلق و بسیار کوچکی در یک میدان مغناطیسی قوی حرکت می‌کنند.

4.میکروفن های کربن Carbon Microphones

مفهوم اصلی پشت میکروفون کربن این واقعیت است که وقتی گرانول های کربن فشرده می شوند ، مقاومت آنها کاهش می یابد. این امر به این دلیل اتفاق می افتد که گرانول ها هنگام فشار بیشتر با یکدیگر تماس بیشتری پیدا می کنند. میکروفون کربن شامل دانه های کربنی است که در داخل یک مایعات کوچک موجود است که با یک دیافراگم فلزی نازک پوشیده شده است. همچنین یک باتری برای ایجاد جریان از طریق میکروفون لازم است. هنگامی که امواج صوتی به دیافراگم میکروفون کربن برخورد می کنند ، ویبره می شود و فشار متفاوتی به کربن وارد می کند. این سطوح فشار متغیر به سطوح مختلف مقاومت ترجمه می شوند ، که به نوبه خود جریان عبور از میکروفون را تغییر می دهد. جریان متغیر را می توان از طریق ترانسفورماتور یا خازن منتقل کرد تا امکان استفاده از طریق تلفن یا نوعی تقویت کننده فراهم شود. پاسخ فرکانس میکروفون کربن ، با این حال ، محدود به یک محدوده باریک است ، و دستگاه نویز الکتریکی قابل توجهی تولید می کند. غالباً میکروفون نوعی سر و صدا ایجاد می کند که می تواند با لرزیدن آن و یا دادن یک ضربه محکم و ناگهانی از بین برود. این کار گرانول های کربن را تکان می دهد و به آنها امکان می دهد جریان پایدار تری تولید کنند.

مزایای میکروفن های کربنی:

1. سیگنال خروجی بالا
2. کاربرد و کارکرد بسیار ساده
3. قیمت پایین
4. تحمل سطح فشار صوتی بسیار بالا

معایب میکروفن های کربنی:

1. نویز زیاد در پس زمینه
2. پاسخ فرکانس ضعیف
3. پهنای باند بسیار محدود
4. برای تقویت سیگنال نیاز به تقویت کننده داردند
5. گاهی اوقات گرانول های کربن آسیب می بینند و یا هم ذوب می شوند
6. برای عملکرد آن به باتری یا منبع دیگری نیاز دارد
7. noise زیاد در پس زمینه است باعث از بینرفتن”سوزن کربن” می شود

درون میکروفن کربن

5.میکروفون های پیزو الکتریک Piezoelectric Microphones

میکروفون تماسی ، که به عنوان میکروفون پیزو نیز شناخته می شود ، نوعی میکروفون است که از طریق تماس با اشیاء جامد ، لرزش های صوتی را حس می کند. بر خلاف میکروفن های دیگر ، میکروفنهای تماسی نسبت به لرزش هوا حساس نیستند . آنها اغلب به عنوان کاوشگر صوتی مورد استفاده قرار می گیرند ، میکروفنهای تماسی می توانند برای تقویت صدا از سازهای موسیقی صوتی ، حس کردن ضربات درام ، تحریک نمونه های الکترونیکی و ضبط صدا در محیط های چالش برانگیز ، مانند زیر آب تحت فشار زیاد استفاده شوند. میکروفنهای تماسی مبتنی بر مواد پیزو منفعل و امپدانس بالا هستند که می توانند بدون مقدمه تطبیق آنها را به صورت “قلع” به صدا درآورند. متداول ترین عنصر میکروفون تماسی موجود از یک سرامیک پیزو الکتریک نازک است که به یک برنج نازک یا دیسک فلزی آلیاژی چسبانده شده است. این دیسک مرکزی با مثبت شارژ می شود در حالی که دیسک برنجی بار منفی دارد. اگر دیسک نقره ترک خورده یا سوخته شود ، پیزو دیگر با حساسیت کامل عمل نمی کند.

6.میکروفنهای فیبر نوری Fiber optic Microphones

میکروفنهای فیبر نوری هیچگونه واکنشی به میدانهای الکتریکی ، مغناطیسی ، الکترواستاتیک یا رادیواکتیو نشان نمی دهند. به عبارت دیگر ، این مصونیت هدف ساخت و طراحی این مدل ها است. طراحی میکروفون فیبر نوری برای استفاده در مناطقی که میکروفن های معمولی بی اثر یا خطرناک هستند ، مانند داخل توربین های صنعتی یا در محیط تجهیزات تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی (MRI) ایده آل است. میکروفنهای فیبر نوری مقاوم در برابر تغییرات محیطی گرما و رطوبت هستند. مهندسان صدا می توانند از آنها برای هرگونه جهت گیری یا تطبیق امپدانس استفاده کنند. فاصله بین منبع نور میکروفون و دستگاه نوری آن می تواند تا چند کیلومتر بدون نیاز به هیچ گونه پیش تقویت کننده یا وسیله الکتریکی دیگر باشد ، و این باعث می شود میکروفن های فیبر نوری مناسب برای مانیتورینگ صوتی ، صنعتی و نظارتی باشند.

7.میکروفون لیزری Laser Microphones

میکروفون لیزری یک ابزار تجسس و مراقبت است که در آن از یک شعاع لیزر برای تشخیص ارتعاشات صوتی اشیا در فواصل دور استفاده می شود.

8.میکروفن های میکرو Mems Microphones

میکروفون MEMS (Micro electrical mechanical system) (سیستم های میکرو الکترومکانیکی) یک دیافراگم حساس به فشار است که از طریق پردازش MEMS درون ویفر سیلیکونی قرار گرفته است. میکروفون MEMS تا حد زیادی مبتنی بر کپسول های الکتروت است و به طور معمول دارای preampboard و مبدل های آنالوگ به دیجیتال است. میکروفون MEMS همچنین به عنوان تراشه های میکرو یا میکروفون سیلیکون شناخته می شود.

9.میکروفن اِلِکترِت 

این نوع میکروفن نیز، نوع خاصی از میکروفن خازنی است که کاربرد وسیعی به عنوان میکروفن شخصی یا میکروفن مخفی دارد و دارای کیفیت خوبی در صدابرداری است. این نوع نسبتاً ارزان و کوچک میکروفن دارای دیافراگم پلاستیکی است که بار الکترو استاتیک ‘دایم’ دارد؛ از این‌رو به ولتاژ قطبی نیاز نخواهد داشت. تقویت‌کنندهٔ کوچکی که با باتری کار می‌کند در محفظهٔ میکروفن کار گذاشته شده‌است. در اثر کهنه شدن و کار کردن زیاد، اشکالاتی در عملکرد این میکروفن پدید می‌آید؛ از جمله، از بین رفتن فرکانس‌های بالا، کاهش حساسی و افزایش نوفهٔ زمینه. اختلالات در این میکروفن بر اثر رطوبت زیاد، بخار، حرارت و گرد و خاک سرعت بیشتری می‌گیرد.

10.میکروفن‌های یو اس بی

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!

11.میکروفن‌های بی‌سیم VHF یا UHF

طی سال‌های اخیر، روند رشد ارتباطات بدون سیم با ظهور تلفن‌های سلولی جهش بزرگی نمود. این درحالیست که در سال ۲۰۰۳ ارتباطات بی‌سیم یکصدمین سالگرد تولد خود را جشن گرفت. صد سال پیش و در تاریخ ۱۹ ژوئن ۱۹۰۳ 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.

12.میکروفن سهمی‌وار : ( Parabolic microphone)

میکروفونی است که از یک منعکس‌کننده‌ی سهمی‌وار برای تجمع و متمرکز کردن امواج صدا بر روی گیرنده (شبیه کاری که آنتن‌های سهمی‌وار برای مثال بشقاب‌های ماهواره برای امواج رادیویی انجام می‌دهند) استفاده می‌کند. نوعی از این میکروفن که می‌تواند صداها را از چندین متر دورتر دریافت کند برای کارهایی از جمله ضبط صدای طبیعت، صدای میدان برای گزارش‌های ورزشی، استراق سمع، مسائل قانونی و حتی جاسوسی استفاده می‌شود. میکروفون‌های سهمی‌وار عموماً برای ضبط متعارف صدا استفاده نمی‌شوند چون پاسخ آنها به فرکانس‌های پایین ضعیف است که یک اثر جانبی در طراحی آن‌هاست که نتیجه مستقیم قوانین فیزیکی است که بر امواج صوتی حاکم‌اند.

Polar patterns الگوهای قطبی

در این قسمت حساسیت قطبی میکروفون ها مورد بررسی قرار می گیرد

Omnidirectional

Omni در انگلیسی به معنی همه است.این الگو در میکروفن باعث می شود که میکروفن از تمام جهات فرکانس های صدا را دریافت و ضبط کند.

Bi-directional or Figure of 8

در این الگو صدا از دو جهت دریافت می شود به عنوان مثال در رادیو وقتی دو گزارشگر روبروی هم به بحث و گفتگو می پردازند از هر دو جهت مقابل که گزارشگران صحبت می کنند سیگنال صوتی دریافت می شود.

Subcardioid

این الگو برای ضبط صدای اصلی و محیط مناسب است.به عنوان مثال زمانی که شما می خواهید صدای ساز همراه با ambience  محیط را ضبط کنید این الگو مناسب است.

Cardioid

پرکابردترین و معروف ترین الگو برای ضبط وکال و سازها می باشد که فقط سینگال ها رو برو را دریافت می کند.

Hypercardioid

این الگو همان الگوی کاردیود است با این تفاوت که در سالن های بزرگ سا استودیوهای بزرگ چناچه بخواهید صدای ریورب یا ambience  محیط را ضبط کنید می توانید از این پترن استفاده کنید.

Supercardioid

همان الگون هایپر کاردوید است با این تفاوت که محدود کمتری را برای صدای محیط در فضاها و استودیو های کوچکتر ضبط می کند.

Lobar-Shutgun

این الگو برای ضبط صداها در اعماق زمین و موارد دیگر استفاده می شود.

Polar patterns

ویژگی ها و اصطلاحات مهم میکروفن ها:

پاسخ فرکانسی (Frequency Response)

پاسخ فرکانسی طیف وسیعی از صدا است که یک میکروفون قادر به تولید آن است. در واقع پاسخ فرکانسی مشخص می کند که هر فرکانس ورودی به میکروفون، بعد از خروجش از میکروفون با چه میزان ترازی خارج می شود. پاسخ فرکانسی مهمترین عامل در تعیین امضای صوتی یک میکروفون است. پاسخ فرکانسی میکروفون توسط نمودار منحنی گرافیکی نشان داده می شود. دو نوع متداول پاسخ صاف flat response و منحنی متناسب shaped or tailored response. است.هرچه منحنی صاف تر باشد این بدان معنی است که تراز صدای ورودی و خروجی برای فرکانسهای مختلف در میکروفون مورد نظر تفاوتی ندارد و یا حداکثر 3dB تغییر می کند..هرچه منحنی همراه با دامنه های بالا باشد یعنی صدا را تقویت و دامنه های پایین نشان دهنده ی این است که افت سیگنال یا صدا را به همراه خواهیم داشت. . هر میکروفون در محدوده ی فرکانسی خاصی پاسخ فرکانسی (flat) دارد که با توجه به کاربری آن متفاوت است.

پاسخ فرکانسی میکروفن

SPL-Sound pressure level

سردرگمی در مورد معنی “max SPL” وجود دارد. برخی افراد بر این باورند که این حداکثر میزان فشار صوتی است که میکروفون مربوطه می تواند بدون شکست مقاومت دریافت کند. این یک تصور غلط است! این عدد فقط حداکثر فشار صوتی است که میکروفون می تواند بدون Distort  شدن انجام دهد.

حساسیت (sensitivity)

حساسیت میکروفون در واقع توانایی میکروفون در تبدیل فشار صوتی به یک ولتاژ برقی است. هرچه این حساسیت بیشتر باشد ، پیش تقویت کننده کمتری نیز لازم است تا صدا در سطح میکسر قابل استفاده باشد. . حساسیت بیشتر نشان دهنده ی سیگنال به نویز بیشتر و کیفیت صدای بهتر می باشد. میکروفونهای خازنی دارای بیشترین حساسیت می باشند. واحد حساسیت، dBV یا دسیبل ولت است.

برای میکروفونهای خازنی، حساسیت -65 dBV و برای میکروفونهای نواری و دینامیک کوچک، -75  dBV مطلوب می باشد.

نویز داخلی self-noise

نویز داخلی سیگنالی است که میکروفون از خود تولید می کند ، حتی اگر هیچ منبع صوتی در دسترس نباشد. مثال: یک میکروفون دارای میزان نویز داخلی معادل dB 22 است.با این وجود که هیچ منبع صوتی برای تولید سیگنال وجود ندارد؛ میکروفون خود سیگنال  -µV 4میکرو ولت ضبط شده را تولید می کند. هر میکروفون به اندازه ای نویز داخلی هیس دارد که هرچه کمتر باشد در کیفیت میکروفون تاثیر بیشتری دارد.

نویز داخلی میکروفن

سیگنال به نویز S/N

نسبت سیگنال به نویز میکروفون با استناد به dB 94SPL  (همان 1 پاسکال) تعریف شده است. تفاضل تراز صدای اصلی از صدای نویز زمینه، سیگنال به نویز هر دستگاه نامیده می شود. مشخص است که هرچه این عدد بزرگتر باشد با صدای باکیفیت تری روبه‌رو هستیم.

Impedance

یکی از ویژگی های مهم میکروفون مقاومت در برابر مقاومت آن است. این یک اندازه گیری از مقاومت AC است که به میکروفون نگاه می کند. به طور کلی میکروفون ها را می توان به امپدانس کم (50 تا 10000 اهم) ، متوسط ​​(5،000-15،000 اهم) و زیاد (20،000+ اهم) تقسیم کرد. اکثر میکروفن های صوتی و تکنیکی دارای امپدانس کم هستند. آنها مستقیماً در ورودی های میکسر 150 اهم و تقریباً 4000 اهم کار خواهند کرد ، بنابراین باید برای اکثر ضبط کننده های ضبط و مخلوط کن های موجود در دسترس باشند. البته ممکن است برخی از کاربران بخواهند از یک میکروفون Audio-Technica با امپدانس کم در ورودی ورودی بالا (50،000 اهم) استفاده کنند ، به همین دلیل ما یک ترانسفورماتور مطابق با خط میکروفون را ارائه می دهیم. باید تا آنجا که ممکن است به ورودی الکترونیکی نزدیک باشد ، بنابراین بیشتر کابل میکروفون امپدانس کم و متعادل با زمین است. به همین دلیل محدودیتی در میزان استفاده از کابل بین میکروفون امپدانس بالا و ورودی آن وجود دارد. هر چیزی بیش از 20 فوت باعث از بین رفتن ارتفاع و از دست رفتن سطح خروجی خواهد شد. اما با استفاده از میکروفن ها و کابل های کم مقاومت ، کابل های میکروفون می توانند تقریباً در هر طول عملی و بدون هیچ گونه ضرر جدی باشند.

Balanced and Phased

اکثر میکروفن های صوتی و تکنیکی بازده متعادل را ارائه می دهند. یک خروجی متعادل مزایای واقعی را به ضبط کننده ارائه می دهد. خطوط متوازن نسبت به RFI (تداخل فرکانس رادیویی) و وانت سایر نویزهای الکتریکی و لرزش بسیار مستعد هستند. در یک خط متعادل ، سپر کابل به زمین وصل شده است ، و سیگنال صوتی در دو سیم داخلی که به زمین وصل نمی شوند ظاهر می شود. از آنجا که جریانهای سیگنال در هر لحظه در جهت مخالف جریان می یابند ، نویز رایج برای هر دو به طور مؤثر از بین می رود (“رد حالت مشترک”). این لغو نمی تواند رخ دهد که فقط از یک سیم سیگنال به علاوه سپر استفاده شده باشد. البته می توان سیم میکروفون کم مقاومت را مستقیماً به یک ورودی ناهماهنگ کم امپدانس سیم کشی کرد ، اما مزایای قطع نویز از بین می رود. این مسئله نباید در مورد کابلهای کوتاه مشکلی ایجاد کند ، اما در صورت استفاده از کابلهای طولانی تر ، ورودی متعادل ترجیح داده می شود.

وقتی می توان دو (یا بیشتر) میکروفن را در کنار هم قرار داد ، سپس در یک کانال واحد یا هنگام ضبط در استریو ، مخلوط کردن میکروفون از اهمیت بیشتری برخوردار است. اگر آنها به صورت فاز از یکدیگر سیم کشی شوند ، سطح سیگنال و ترازوی تنشی تحت تأثیر منفی قرار می گیرد و با حرکات کوچک منبع صدا یا میکروفون ها می تواند به طور ناگهانی تغییر کند. در استریو ممکن است تصویربرداری ضعیف ، مکان نادرست از سازها و کاهش باس وجود داشته باشد. اصطلاح “خارج از مرحله” برای توصیف میکروفونی که با قطبش معکوس شده است با توجه به دیگری به کار می رود. در حالی که “خارج از مرحله” هنگام صحبت از معکوس قطبی ، اصطلاحات فنی صحیحی نیست ، در چنین کاربردی است که ما آن را در اینجا گنجانده ایم تا به شما در درک اصطلاحات صوتی کمک کند.