В областта на акустиката диафрагмата е a датчик предназначени за вярно взаимно преобразуване на механично движение и звук. Обикновено се изгражда от тънка мембрана или лист от различни материали. Променливото въздушно налягане на звуковите вълни придава вибрации на диафрагмата, които след това могат да бъдат уловени като друга форма на енергия (или обратно).
Разбиране на диафрагмите на микрофона: Сърцето на микрофонната технология
A микрофон диафрагмата е основният компонент на микрофон, който преобразува акустичната енергия (звукови вълни) в електрическа енергия (аудио сигнал). Това е тънко, деликатно парче материал, обикновено с кръгла форма, изработено от милар или други специализирани материали. Диафрагмата се движи съпричастно с въздушните смущения, причинени от звукови вълни, и това движение след това се преобразува в електрически ток, който може да бъде подаден към оборудването за обработка.
Значението на дизайна на диафрагмата
Дизайнът на диафрагмата на микрофона е от изключително значение, тъй като може значително да повлияе на характеристиките на аудио сигнала, който се произвежда. Следните са някои критични фактори, които трябва да имате предвид при проектирането на диафрагма на микрофон:
- Размер: Размерът на диафрагмата може да варира от малък (по-малък от един инч в диаметър) до много по-голям, в зависимост от типа микрофон и диапазона от честоти, които трябва да улови.
- Материал: Материалът, използван за направата на диафрагмата, може да варира в зависимост от нуждите на микрофона. Някои често срещани материали включват милар, метал и панделка.
- Тип: Има различни видове диафрагми, включително динамични, кондензаторни (кондензаторни) и лентови. Всеки тип има свои уникални характеристики и приложения.
- Форма: Формата на диафрагмата може да повлияе на начина, по който тя вибрира съпричастно с въздушните смущения, причинени от звукови вълни.
- Маса: Масата на диафрагмата е критична съставка в способността й да се движи симпатично със звуковите вълни. Подвижната диафрагма с малка маса обикновено се предпочита за повечето видове микрофони.
Техническите разлики между видовете диафрагми
Следват някои технически разлики между най-често срещаните типове диафрагми на микрофони:
- Динамичен: Динамичният микрофон използва диафрагма, която е прикрепена към подвижна намотка. Когато звуковите вълни ударят диафрагмата, това кара намотката да се движи, което генерира електрически ток.
- Кондензатор (кондензатор): Кондензаторният микрофон използва диафрагма, която е поставена пред метална пластина. Диафрагмата и плочата образуват кондензатор и когато звуковите вълни ударят диафрагмата, това води до промяна на разстоянието между диафрагмата и плочата, което генерира електрически ток.
- Лента: Лентовият микрофон използва диафрагма, която е направена от тънка метална лента (лентата). Когато звуковите вълни ударят лентата, тя вибрира симпатично, което генерира електрически ток.
Ролята на диафрагмата в работата на микрофона
Диафрагмата е основният елемент в микрофона, който преобразува акустичната енергия в електрическа. Способността му ефективно да преобразува звуковите вълни в електрически ток е от решаващо значение за цялостната работа на микрофона. Следните са някои ключови фактори, които трябва да имате предвид, когато оценявате работата на диафрагмата на микрофона:
- Чувствителност: Чувствителността на микрофона се отнася до нивото на електрически изход, който произвежда в отговор на дадено ниво на звука. По-чувствителната диафрагма ще произведе по-силен електрически сигнал за дадено ниво на звука.
- Честотна характеристика: Честотната характеристика на микрофона се отнася до способността му да улавя точно диапазон от честоти. Една добре проектирана диафрагма ще може да улови широк диапазон от честоти, без да въвежда значително изкривяване или други артефакти.
- Полярен модел: Полярният модел на микрофона се отнася до насочеността на неговата чувствителност. Една добре проектирана диафрагма ще може ефективно да улавя звук от желаната посока, като същевременно минимизира чувствителността към звук от други посоки.
Долната линия
Мембраната на микрофона е критичен компонент на всеки микрофон и нейният дизайн и работни характеристики могат значително да повлияят на качеството на произведения аудио сигнал. Когато оценявате различни видове микрофони, е важно да обърнете голямо внимание на дизайна и работата на диафрагмата, тъй като тя е един от най-важните компоненти в целия микрофонен модул.
Овладяване на факторите за ефективност на диафрагмата за микрофони
- По-големите диафрагми обикновено имат по-разширена честотна характеристика и по-добра чувствителност при ниски честоти, което ги прави идеални за запис на музика и вокали.
- По-малките диафрагми реагират по-добре на високочестотни звуци и обикновено се използват за запис на акустични инструменти и като микрофони над главата в комплекти барабани.
Материален свят: Влиянието на материала на диафрагмата върху качеството на звука
- Материалът, използван за направата на диафрагмата, може значително да повлияе на качеството на звука на микрофона.
- Алуминиевите диафрагми обикновено се използват в динамични микрофони и произвеждат топъл, естествен звук.
- Лентовите микрофони обикновено използват тънко алуминиево фолио или други проводими материали, за да създадат диафрагма, която реагира добре на високочестотни звуци.
- Кондензаторните микрофони често използват тънък полимерен филм или електретен материал, за да създадат диафрагма, която е силно чувствителна към звукови вълни.
Електрически сънища: Ролята на електрическия заряд в работата на диафрагмата
- Кондензаторните микрофони изискват електрически заряд, за да работят, който се доставя от постоянно напрежение през конектора на микрофона.
- Електрическият заряд на диафрагмата й позволява да вибрира в отговор на входящи звукови вълни, създавайки електрически сигнал, който може да бъде усилен и записан.
- Електретните кондензаторни микрофони имат постоянен електрически заряд, вграден в диафрагмата, което ги прави по-удобни и по-лесни за използване.
Събиране на всичко заедно: Как факторите за ефективност на диафрагмата влияят върху избора ви на микрофон
- Разбирането на факторите за ефективност на диафрагмата е от ключово значение за избора на най-добрия микрофон за вашите нужди.
- По-големите диафрагми са идеални за запис на музика и вокали, докато по-малките диафрагми са по-добри за акустични инструменти и комплекти барабани.
- Материалът, използван за направата на диафрагмата, може значително да повлияе на качеството на звука на микрофона, като алуминият, лентата и полимерът са често срещан избор.
- Формата на диафрагмата може пряко да повлияе на качеството и производителността на звука на микрофона, като плоските повърхности създават по-естествен звук, а извитите повърхности създават по-оцветен звук.
- Електрическият заряд на диафрагмата е от съществено значение за кондензаторните микрофони, като електретните кондензаторни микрофони са популярен избор заради тяхното удобство и лесна употреба.
Акустичният принцип: налягане срещу градиент на налягане
Когато става дума за микрофони, има два основни типа акустични принципи, които се използват за откриване на звукови вълни: налягане и градиент на налягането. Ето какво трябва да знаете за тези два метода:
- Микрофони под налягане: Тези микрофони откриват звукови вълни чрез измерване на промените във въздушното налягане, които възникват, когато звуковите вълни ударят диафрагмата на микрофона. Този тип микрофон е известен още като многопосочен микрофон, защото улавя звуковите вълни от всички посоки еднакво.
- Микрофони с градиент на налягането: Тези микрофони откриват звукови вълни чрез измерване на разликите във въздушното налягане между предната и задната част на диафрагмата на микрофона. Този тип микрофон е известен също като насочен микрофон, защото е по-чувствителен към звуци, идващи от определени посоки, отколкото други.
Как работят микрофоните за налягане и градиент на налягането
За да разберете разликите между микрофони с натиск и микрофони с градиент на налягането, важно е да разберете как работи всеки тип микрофон:
- Микрофони под налягане: Когато звуковите вълни достигнат диафрагмата на микрофона, те карат диафрагмата да вибрира напред-назад. Това движение води до промени във въздушното налягане, които се откриват от преобразувателя на микрофона. Полученият аудио сигнал по същество е пряко представяне на звуковите вълни, които удрят диафрагмата на микрофона.
- Микрофони с градиент на налягането: Когато звуковите вълни достигнат диафрагмата на микрофона, те карат диафрагмата да вибрира напред-назад по симетричен начин. Въпреки това, тъй като задната част на диафрагмата е изложена на различна акустична среда от предната, амплитудата и фазата на вълната, достигаща до задната част на диафрагмата, ще бъдат различни от предната. Това причинява разлика в начина, по който диафрагмата реагира на звуковите вълни, което се открива от преобразувателя на микрофона. Полученият аудио сигнал е сложна комбинация от директни звукови вълни и придружаващите ги фазови и амплитудни разлики.
Разбиране на полярните модели
Една от критичните разлики между микрофоните с натиск и градиент на налягането е начинът, по който те откриват звукови вълни, което влияе върху чувствителността на микрофона и характеристиките на посоката. Полярният модел на микрофона описва как той реагира на звуци, идващи от различни посоки. Ето трите най-популярни полярни модели:
- Кардиоид: Този модел е най-чувствителен към звуци, идващи от предната част на микрофона, и по-малко чувствителен към звуци, идващи отстрани и отзад.
- Двупосочен: Този модел е еднакво чувствителен към звуци, идващи от предната и задната част на микрофона, но по-малко чувствителен към звуци, идващи отстрани.
- Всепосочен: Този модел е еднакво чувствителен към звуци, идващи от всички посоки.
Микрофонни диафрагми с горен адрес срещу страничен адрес
Микрофоните с най-висок адрес са проектирани с диафрагма, разположена перпендикулярно на тялото на микрофона. Този дизайн улеснява позиционирането на микрофона и е особено полезен за подкастинг и запис от ръка. Основното предимство на микрофоните с най-висок адрес е, че позволяват на потребителя да вижда диафрагмата, което улеснява позиционирането на микрофона и насочването му в правилната посока.
Често срещани марки и модели на микрофони с горен адрес и страничен адрес
На пазара има огромен брой марки и модели микрофони, всеки със собствен уникален дизайн и характеристики. Някои от най-популярните марки и модели микрофони с най-висок адрес включват Rode NT1-A, AKG C414 и Shure SM7B. Някои от най-популярните марки и модели микрофони със страничен адрес включват Neumann U87, Sennheiser MKH 416 и Shure SM57.
Най-добрият микрофон за вашите нужди
В крайна сметка най-добрият микрофон за вашите нужди ще зависи от редица фактори, включително вашата среда за запис, вида на аудиото, което записвате, и вашия бюджет. Важно е да направите проучване и да разгледате рецензии и звукови проби, преди да направите покупка. Някои ключови точки, които трябва да имате предвид при избора на микрофон, включват:
- Чувствителността на диафрагмата
- Полярният модел на микрофона
- Дизайнът на тялото и размерът на микрофона
- Ценова точка и цялостна стойност за парите
Диафрагмата с подвижна намотка: динамичен микрофонен елемент
Принципът зад диафрагмата с подвижна намотка се основава на ефекта на близост, при който колкото по-близо е диафрагмата до източника на звук, толкова по-висока е чувствителността на микрофона. Диафрагмата обикновено е изработена от пластмаса или алуминий и е поставена в капсула, която е прикрепена към тялото на микрофона. Когато звуковите вълни ударят диафрагмата, тя вибрира, карайки прикрепената намотка да се движи в магнитното поле, създавайки електрически ток, който се изпраща през кабелите на микрофона.
Какви са предимствата и недостатъците?
Предимства:
- Мембраните с подвижна намотка обикновено са по-малко чувствителни от диафрагмите на кондензатора, което ги прави по-малко податливи на улавяне на нежелан фонов шум.
- Те са изключително издръжливи и могат да издържат на високи нива на звуково налягане без изкривяване.
- Те обикновено са по-евтини от кондензаторните микрофони, което ги прави чудесен вариант за тези с ограничен бюджет.
Недостатъци:
- Мембраните с подвижна намотка не са толкова чувствителни като диафрагмите на кондензатора, което означава, че може да не улавят толкова детайли в звука.
- Те изискват по-силен сигнал, за да работят, което може да е проблем, ако записвате нещо, което е естествено с нисък обем.
- В сравнение с лентовите диафрагми, те може да нямат толкова естествен звук.
Как се сравнява с други диафрагми?
- В сравнение с лентовите диафрагми, диафрагмите с подвижна намотка обикновено са по-издръжливи и могат да издържат на по-високи нива на звуково налягане без изкривяване.
- В сравнение с кондензаторните диафрагми, диафрагмите с подвижна намотка са по-малко чувствителни и изискват по-силен сигнал, за да работят, но също така са по-малко склонни да улавят нежелан фонов шум.
Кои марки използват диафрагми с подвижна намотка?
- Shure SM57 и SM58 са два от най-разпространените микрофони, които използват диафрагми с подвижна намотка.
- Electro-Voice RE20 е друг популярен динамичен микрофон, който използва диафрагма с подвижна намотка.
Като цяло диафрагмата с подвижна намотка добър избор ли е?
Ако имате нужда от микрофон, който е издръжлив, може да се справи с високи нива на звуково налягане без изкривяване и е по-малко склонен да улавя нежелан фонов шум, тогава диафрагмата с подвижна намотка може да бъде добър избор. Въпреки това, ако имате нужда от микрофон, който е по-чувствителен и може да улавя повече детайли в звука, тогава кондензаторната диафрагма може да е по-добър вариант. Всичко зависи от това за какво ви трябва микрофона и какъв е вашият бюджет.
Лентовата диафрагма: деликатен елемент, който създава отличен звук
Някои от предимствата на използването на микрофон с лентова диафрагма включват:
- Отлично качество на звука: Способността на лентовата диафрагма да улавя естествен, неоцветен звук я прави популярен избор за запис на инструменти и вокали в студио.
- Широк честотен диапазон: Лентовите микрофони обикновено имат по-широк честотен диапазон от другите видове микрофони, което им позволява да улавят по-широк диапазон от звуци.
- По-малък размер: Лентовите микрофони обикновено са по-малки от традиционните кондензаторни и динамични микрофони, което ги прави чудесен избор за запис в тесни пространства.
- Ретро звук: Лентовите микрофони имат репутацията на произвеждащи топъл, ретро звук, който много хора намират за привлекателен.
- Изолиран звук: Лентовите микрофони са проектирани да улавят звук отстрани, а не отпред и отзад, което позволява по-изолирано улавяне на звука.
- Пасивен дизайн: Тъй като лентовите микрофони са пасивни, те не изискват фантомно захранване или други външни източници на захранване, за да функционират.
Какви са основните типове микрофони с лентова диафрагма?
Има два основни вида микрофони с лентова диафрагма:
- Пасивни лентови микрофони: Тези микрофони не изискват външно захранване, за да функционират и обикновено са по-деликатни и чувствителни от активните лентови микрофони.
- Активни лентови микрофони: Тези микрофони имат вградена предусилвателна схема, която усилва сигнала от лентата, което води до по-силно изходно ниво. Активните лентови микрофони обикновено изискват фантомно захранване, за да работят.
Кондензаторната (кондензаторна) диафрагма в микрофоните
Кондензаторната диафрагма е изключително чувствителна и може да улавя дори най-слабите звуци. Тази чувствителност се дължи на факта, че диафрагмата обикновено е направена от много тънък материал, което й позволява да вибрира по-лесно. Освен това кондензаторният микрофон изисква източник на захранване, обикновено захранван чрез източник на фантомно захранване, което му позволява да създава по-силен електрически сигнал.
Защо се счита за кондензатор?
Кондензаторната диафрагма се счита за кондензатор, защото използва принципите на капацитета за създаване на електрически сигнал. Капацитетът е способността на системата да съхранява електрически заряд, а в случая на диафрагмата на кондензатора промяната в разстоянието между двете метални пластини създава промяна в капацитета, който след това се преобразува в електрически сигнал.
Какво е значението на DC и AC по отношение на диафрагмата на кондензатора?
DC означава постоянен ток, който е вид електрически ток, който тече в една посока. AC означава променлив ток, който е вид електрически ток, който периодично променя посоката си. В случай на кондензаторна диафрагма, източникът на захранване, който доставя напрежение към системата, може да бъде DC или AC, в зависимост от дизайна на микрофона.
Каква е ролята на диафрагмата на кондензатора при записа?
Кондензаторната диафрагма играе критична роля при записа, като преобразува звуковите вълни в електрически сигнал, който може да се съхранява и манипулира. Неговата чувствителност и способността да улавя широк диапазон от честоти го правят популярен избор за запис на вокали и акустични инструменти, както и за улавяне на околни звуци в стая или среда. Неговият постоянен и естествен звуков характер също го прави чудесен избор за улавяне на истинската същност на изпълнение.
Заключение
И така, това е диафрагмата и как работи в микрофона. Това е деликатен материал, който преобразува акустичната енергия в електрическа. Това е най-важната част от микрофона, така че трябва да знаете какво представлява сега, когато знаете как работи. Така че, не се страхувайте да задавате въпроси, ако не сте сигурни и винаги не забравяйте да продължите! Благодаря за четенето и се надявам да научите нещо ново!
Аз съм Joost Nusselder, основател на Neaera и търговец на съдържание, татко и обичам да изпробвам ново оборудване с китара в сърцето на моята страст и заедно с моя екип създавам задълбочени статии в блога от 2020 г. да помогне на лоялните читатели със съвети за запис и китара.
