Mikrofon

1916-cı ildə Western Electric-də E. C. Wente tərəfindən [20] icad edilən kondensator mikrofonu həm də kondansatör mikrofonu və ya elektrostatik mikrofon adlanır - kondensatorlar tarixən kondensatorlar adlanırdı. Diafraqma bir kondansatörün bir lövhəsi kimi çıxış edir və səs vibrasiyaları plitələr arasındakı məsafədə dəyişikliklər yaradır. Plitələrin tutumu onların arasındakı məsafəyə tərs mütənasib olduğundan, titrəyişlər tutumda dəyişikliklər yaradır. Kapasitansdakı bu dəyişikliklər səs siqnalını ölçmək üçün istifadə olunur. Sabit və daşınan plitələrin yığılmasına "element" və ya "kapsula" deyilir. Kondensator mikrofonlar telefon ötürücülərindən ucuz karaoke mikrofonlarından yüksək keyfiyyətli səsyazma mikrofonlarına qədər diapazonu əhatə edir. Onlar ümumiyyətlə yüksək keyfiyyətli səs siqnalı istehsal edir və indi laboratoriya və səsyazma studiyası proqramlarında populyar seçimdir. Bu texnologiyanın özünəməxsus uyğunluğu, səs dalğasının daha çox iş görməsini tələb edən digər mikrofon növlərindən fərqli olaraq, gələn səs dalğası tərəfindən hərəkət etdirilməsi lazım olan çox kiçik kütlə ilə bağlıdır. Kondensator mikrofonlar ya fantom güc kimi avadanlıqdakı mikrofon girişləri vasitəsilə, ya da kiçik batareyadan təmin edilən enerji mənbəyi tələb edir. Güc kondansatör plitəsinin gərginliyini təyin etmək üçün lazımdır və həmçinin mikrofon elektronikasını gücləndirmək üçün lazımdır (elektret və DC-polyarlaşdırılmış mikrofonlar üçün impedans çevrilməsi, RF/HF mikrofonları vəziyyətində demodulyasiya və ya aşkarlama). Kondensator mikrofonlar həmçinin kardioid, hər yönlü və səkkiz rəqəm kimi bir sıra qütb nümunələri (aşağıya bax) təmin etmək üçün elektriklə birləşdirilə bilən iki diafraqma ilə mövcuddur. Bəzi mikrofonlarla, məsələn, Røde NT2000 və ya CAD M179 ilə nümunəni davamlı olaraq dəyişmək də mümkündür. Səs siqnalının ötürücüdən çıxarılması üsulundan asılı olaraq kondensator mikrofonlarının iki əsas kateqoriyası var: DC-məsləhətli mikrofonlar və radio tezliyi (RF) və ya yüksək tezlikli (HF) kondensator mikrofonları.

DC yönlü kondensator mikrofonu ilə plitələr sabit yüklə (Q) qərəzlidir. Kondansatör plitələrində saxlanılan gərginlik, tutum tənliyinə (C = Q⁄V) uyğun olaraq havadakı vibrasiya ilə dəyişir, burada Q = kulonlarda yük, C = faradlarda tutum və V = voltlarda potensial fərq. Kondansatördə demək olar ki, sabit bir yük saxlanılır. Kapasitans dəyişdikcə, kondansatör üzərindəki yük çox az dəyişir, lakin eşidilən tezliklərdə o, həssas şəkildə sabitdir. Kapsulun tutumu (təxminən 5 ilə 100 pF) və əyilmə rezistorunun dəyəri (100 MΩ-dən onlarla GΩ-ə qədər) səs siqnalı üçün yüksək ötürücülü, əyilmə gərginliyi üçün isə aşağı keçidli filtr təşkil edir. Qeyd edək ki, RC dövrəsinin vaxt sabiti müqavimət və tutumun məhsuluna bərabərdir. Kapasitans dəyişikliyi müddətində (20 Hz audio siqnalında 50 ms-ə qədər) yük praktiki olaraq sabitdir və kondansatördəki gərginlik tutumun dəyişməsini əks etdirmək üçün ani olaraq dəyişir. Kondansatördəki gərginlik əyilmə gərginliyindən yuxarı və aşağı dəyişir. Yanlış və kondansatör arasındakı gərginlik fərqi seriyalı rezistorda görünür. Rezistordakı gərginlik performans və ya qeyd üçün gücləndirilir. Əksər hallarda, mikrofondakı elektronikanın özü heç bir gərginlik qazanmasına kömək etmir, çünki gərginlik fərqi olduqca əhəmiyyətlidir, yüksək səs səviyyələri üçün bir neçə volta qədərdir. Bu, çox yüksək empedanslı dövrə olduğundan, gərginliyin sabit qalması ilə adətən yalnız cari qazanc tələb olunur.

AKG_C451B

RF kondensator mikrofonları aşağı səs-küylü osilator tərəfindən yaradılan nisbətən aşağı RF gərginliyindən istifadə edir. Osilatordan gələn siqnal ya kapsul diafraqmasını hərəkət etdirən səs dalğalarının tutum dəyişiklikləri ilə amplituda modullaşdırıla bilər, ya da kapsul osilator siqnalının tezliyini modulyasiya edən rezonans dövrəsinin bir hissəsi ola bilər. Demodulyasiya çox aşağı mənbə empedansı ilə aşağı səs-küylü audio tezlik siqnalı verir. Yüksək əyilmə gərginliyinin olmaması, daha yüksək uyğunluq səbəbindən daha geniş tezlik reaksiyasına nail olmaq üçün istifadə oluna bilən daha boş gərginliyə malik diafraqmanın istifadəsinə imkan verir. RF-nin meylləndirilməsi prosesi daha aşağı elektrik empedansı ilə nəticələnir, bunun faydalı əlavə məhsulu RF kondensator mikrofonlarının çirklənmiş izolyasiya səthləri olan DC yönlü mikrofonlarda problemlər yarada bilən rütubətli hava şəraitində işlənə bilməsidir. Sennheiser "MKH" seriyalı mikrofonlar RF meylli texnikadan istifadə edir. Eyni fiziki prinsipin gizli, uzaqdan enerjili tətbiqi Sovet rus ixtiraçısı Leon Theremin tərəfindən hazırlanmışdır və 1945-1952-ci illər arasında ABŞ səfirinin Moskvadakı iqamətgahını sındırmaq üçün istifadə edilmişdir.

Elektret mikrofonu 1962-ci ildə Bell laboratoriyalarında Gerhard Sessler və Jim West tərəfindən icad edilmiş kondensator mikrofon növüdür.[21] Adi kondensator mikrofon üçün istifadə olunan xaricdən tətbiq olunan yük, elektrik materialında daimi yüklə əvəz olunur. Elektret, daimi olaraq elektrik yüklü və ya qütbləşmiş ferroelektrik materialdır. Adı elektrostatik və maqnitdən gəlir; statik yük, bir dəmir parçasındakı maqnit sahələrini hizalamaqla daimi maqnitin düzəldilməsi kimi, materialdakı statik yüklərin düzülüşü ilə bir elektriketə daxil edilir. Yaxşı performansına və istehsal asanlığına, buna görə də aşağı qiymətə görə, bu gün istehsal edilən mikrofonların böyük əksəriyyəti elektret mikrofonlarıdır; yarımkeçirici istehsalçısı illik istehsalı bir milyard ədəddən çox qiymətləndirir.[22] Onlar yüksək keyfiyyətli səsyazma və yaxa mikrofondan tutmuş kiçik səsyazma cihazlarında və telefonlarda quraşdırılmış mikrofonlara qədər bir çox proqramlarda istifadə olunur. MEMS mikrofonlarının yayılmasından əvvəl[23] demək olar ki, bütün cib telefonu, kompüter, PDA və qulaqlıq mikrofonları elektret tipli idi. Digər kondansatör mikrofonlarından fərqli olaraq, onlar heç bir qütbləşdirici gərginliyə ehtiyac duymurlar, lakin tez-tez güc tələb edən inteqrasiya olunmuş ön gücləndiricidən ibarətdir (çox vaxt səhv olaraq qütbləşmə gücü və ya qərəzli adlanır). Bu səs gücləndiricisi tez-tez səs gücləndirici və studiya proqramlarında fantomla işləyir. Fərdi kompüterlər (kompüterlər) üçün nəzərdə tutulmuş monofonik mikrofonlar, bəzən multimedia mikrofonları da adlandırılır, stereo üçün adətən istifadə edilən 3,5 mm-lik fişdən enerjisiz istifadə edir; üzük, ikinci kanal üçün siqnal daşımaq əvəzinə, kompüterdəki (adətən) 5 V təchizatından rezistor vasitəsilə enerji ötürür. Stereofonik mikrofonlar eyni konnektordan istifadə edir; avadanlıq və mikrofonlar tərəfindən hansı standartın istifadə olunduğunu müəyyən etmək üçün açıq bir yol yoxdur. Elektret mikrofonları bir vaxtlar aşağı keyfiyyətli hesab edilsə də, ən yaxşıları indi hər cəhətdən ənənəvi kondensator mikrofonlarla rəqabət apara bilər və hətta ölçmə mikrofonu üçün lazım olan uzunmüddətli sabitlik və ultra düz cavabı təklif edə bilər. Yalnız ən yaxşı elektret mikrofonlar səs-küy səviyyəsi və keyfiyyət baxımından yaxşı DC-polyarizasiyalı qurğularla rəqabət aparır; elektret mikrofonları ucuz kütləvi istehsala imkan verir, təbii olaraq bahalı qeyri-elektret kondenser mikrofonlar isə daha yüksək keyfiyyətlə hazırlanır.