V oblasti akustiky je membrána a převodník určené k věrné přeměně mechanického pohybu a zvuku. Obvykle se vyrábí z tenké membrány nebo listu z různých materiálů. Proměnlivý tlak vzduchu zvukových vln uděluje membráně vibrace, které pak mohou být zachyceny jako další forma energie (nebo naopak).
Pochopení mikrofonních membrán: Srdce mikrofonní technologie
A mikrofon Membrána je hlavní součástí mikrofonu, který přeměňuje akustickou energii (zvukové vlny) na elektrickou energii (zvukový signál). Je to tenký, jemný kus materiálu, typicky kruhového tvaru, vyrobený z mylaru nebo jiných specializovaných materiálů. Membrána se soucitně pohybuje s poruchami vzduchu způsobenými zvukovými vlnami a tento pohyb je pak přeměněn na elektrický proud, který lze přivádět do zpracovatelského zařízení.
Význam konstrukce membrány
Konstrukce mikrofonní membrány je nanejvýš důležitá, protože může značně ovlivnit vlastnosti vytvářeného zvukového signálu. Při navrhování mikrofonní membrány je třeba vzít v úvahu některé kritické faktory:
- Velikost: Velikost membrány se může pohybovat od malých (průměr menší než jeden palec) až po mnohem větší, v závislosti na typu mikrofonu a rozsahu frekvencí, které potřebuje zachytit.
- Materiál: Materiál použitý k výrobě membrány se může lišit v závislosti na potřebách mikrofonu. Některé běžné materiály zahrnují mylar, kov a stuhu.
- Typ: Existují různé typy membrán, včetně dynamické, kondenzátorové (kondenzátorové) a páskové. Každý typ má své jedinečné vlastnosti a použití.
- Tvar: Tvar membrány může ovlivnit způsob, jakým soucitně vibruje s poruchami vzduchu způsobenými zvukovými vlnami.
- Hmota: Hmota bránice je kritickou složkou její schopnosti pohybovat se soucitně se zvukovými vlnami. Pro většinu typů mikrofonů je obecně preferována pohyblivá membrána s nízkou hmotností.
Technické rozdíly mezi typy membrán
Níže jsou uvedeny některé technické rozdíly mezi nejběžnějšími typy mikrofonních membrán:
- Dynamický: Dynamický mikrofon používá membránu, která je připojena k pohyblivé cívce. Když zvukové vlny narazí na membránu, způsobí to pohyb cívky, která generuje elektrický proud.
- Kondenzátor (kondenzátor): Kondenzátorový mikrofon používá membránu, která je umístěna před kovovou deskou. Membrána a deska tvoří kondenzátor, a když zvukové vlny dopadnou na membránu, způsobí změnu vzdálenosti mezi membránou a deskou, což generuje elektrický proud.
- Páska: Páskový mikrofon používá membránu, která je vyrobena z tenkého kovového proužku (stužka). Když zvukové vlny narazí na stuhu, ta sympaticky vibruje, což vytváří elektrický proud.
Role membrány ve výkonu mikrofonu
Membrána je hlavním prvkem mikrofonu, který přeměňuje akustickou energii na elektrickou energii. Jeho schopnost efektivně převádět zvukové vlny na elektrický proud je rozhodující pro celkový výkon mikrofonu. Níže jsou uvedeny některé klíčové faktory, které je třeba vzít v úvahu při hodnocení výkonu membrány mikrofonu:
- Citlivost: Citlivost mikrofonu se vztahuje k úrovni elektrického výstupu, který produkuje v reakci na danou úroveň zvuku. Citlivější membrána bude pro danou hladinu zvuku produkovat silnější elektrický signál.
- Frekvenční odezva: Frekvenční odezva mikrofonu se týká jeho schopnosti přesně zachytit rozsah frekvencí. Dobře navržená membrána bude schopna zachytit široký rozsah frekvencí, aniž by došlo k výraznému zkreslení nebo jiným artefaktům.
- Polární vzor: Polární vzor mikrofonu odkazuje na směrovost jeho citlivosti. Dobře navržená membrána bude schopna efektivně zachytit zvuk z požadovaného směru a zároveň minimalizovat citlivost na zvuk z jiných směrů.
Bottom Line
Membrána mikrofonu je kritickou součástí každého mikrofonu a její design a výkonnostní charakteristiky mohou výrazně ovlivnit kvalitu produkovaného zvukového signálu. Při hodnocení různých typů mikrofonů je důležité věnovat velkou pozornost konstrukci a výkonu membrány, protože je jednou z nejdůležitějších součástí celé mikrofonní jednotky.
Zvládnutí výkonnostních faktorů membrány pro mikrofony
- Větší membrány mívají rozšířenější frekvenční odezvu a lepší citlivost na nízké frekvence, takže jsou ideální pro nahrávání hudby a vokálů.
- Menší membrány lépe reagují na vysokofrekvenční zvuky a běžně se používají pro nahrávání akustických nástrojů a jako stropní mikrofony v bicích soupravách.
Material World: Vliv materiálu membrány na kvalitu zvuku
- Materiál použitý k výrobě membrány může výrazně ovlivnit kvalitu zvuku mikrofonu.
- Hliníkové membrány se běžně používají v dynamických mikrofonech a produkují teplý, přirozený zvuk.
- Páskové mikrofony obvykle používají tenkou hliníkovou fólii nebo jiné vodivé materiály k vytvoření membrány, která dobře reaguje na vysokofrekvenční zvuky.
- Kondenzátorové mikrofony často používají tenký polymerový film nebo elektretový materiál k vytvoření membrány, která je vysoce citlivá na zvukové vlny.
Elektrické sny: Role elektrického náboje ve výkonu membrány
- Kondenzátorové mikrofony potřebují ke své činnosti elektrický náboj, který je dodáván stejnosměrným napětím přes konektor mikrofonu.
- Elektrický náboj na membráně jí umožňuje vibrovat v reakci na příchozí zvukové vlny a vytvářet elektrický signál, který lze zesílit a zaznamenat.
- Elektretové kondenzátorové mikrofony mají permanentní elektrický náboj zabudovaný v membráně, díky čemuž jsou pohodlnější a snadněji se používají.
Dát to všechno dohromady: Jak ovlivňují výkonnostní faktory membrány váš výběr mikrofonu
- Pochopení faktorů výkonu membrány je klíčem k výběru nejlepšího mikrofonu pro vaše potřeby.
- Větší membrány jsou ideální pro nahrávání hudby a vokálů, zatímco menší membrány jsou lepší pro akustické nástroje a bicí soupravy.
- Materiál použitý k výrobě membrány může výrazně ovlivnit kvalitu zvuku mikrofonu, přičemž hliník, páska a polymer jsou běžné volby.
- Tvar membrány může přímo ovlivnit kvalitu zvuku a výkon mikrofonu, přičemž ploché povrchy vytvářejí přirozenější zvuk a zakřivené povrchy vytvářejí barevnější zvuk.
- Elektrický náboj na membráně je nezbytný pro kondenzátorové mikrofony, přičemž elektretové kondenzátorové mikrofony jsou oblíbenou volbou pro jejich pohodlí a snadné použití.
Akustický princip: Tlak versus tlakový gradient
Pokud jde o mikrofony, existují dva hlavní typy akustických principů, které se používají k detekci zvukových vln: tlak a tlakový gradient. Zde je to, co potřebujete vědět o těchto dvou metodách:
- Tlakové mikrofony: Tyto mikrofony detekují zvukové vlny měřením změn tlaku vzduchu, ke kterým dochází, když zvukové vlny dopadají na membránu mikrofonu. Tento typ mikrofonu je také známý jako všesměrový mikrofon, protože snímá zvukové vlny ze všech směrů stejně.
- Mikrofony s tlakovým gradientem: Tyto mikrofony detekují zvukové vlny měřením rozdílů v tlaku vzduchu mezi přední a zadní částí membrány mikrofonu. Tento typ mikrofonu je také známý jako směrový mikrofon, protože je citlivější na zvuky přicházející z určitých směrů než jiné.
Jak fungují tlakové a tlakově gradientní mikrofony
Abychom porozuměli rozdílům mezi tlakovými a tlakovými gradientními mikrofony, je nezbytné pochopit, jak jednotlivé typy mikrofonů fungují:
- Tlakové mikrofony: Když zvukové vlny dosáhnou membrány mikrofonu, způsobí, že membrána vibruje tam a zpět. Tento pohyb vyvolává změny tlaku vzduchu, které jsou detekovány snímačem mikrofonu. Výsledný zvukový signál je v podstatě přímou reprezentací zvukových vln, které dopadají na membránu mikrofonu.
- Mikrofony s tlakovým gradientem: Když zvukové vlny dosáhnou membrány mikrofonu, způsobí, že membrána symetricky vibruje tam a zpět. Protože je však zadní část membrány vystavena jinému akustickému prostředí než přední, amplituda a fáze vlny dosahující zadní části membrány se bude lišit od přední. To způsobuje rozdíl ve způsobu, jakým membrána reaguje na zvukové vlny, což je detekováno převodníkem mikrofonu. Výsledný zvukový signál je komplexním mixem přímých zvukových vln a doprovodných fázových a amplitudových rozdílů.
Pochopení polárních vzorců
Jedním z kritických rozdílů mezi tlakovými a tlakově gradientními mikrofony je způsob, jakým detekují zvukové vlny, což ovlivňuje citlivost a směrové charakteristiky mikrofonu. Polární vzor mikrofonu popisuje, jak reaguje na zvuky přicházející z různých směrů. Zde jsou tři nejoblíbenější polární vzory:
- Kardioidní: Tento vzor je nejcitlivější na zvuky přicházející z přední části mikrofonu a méně citlivý na zvuky přicházející ze stran a zezadu.
- Obousměrný: Tento vzor je stejně citlivý na zvuky přicházející z přední a zadní části mikrofonu, ale méně citlivý na zvuky přicházející ze stran.
- Všesměrový: Tento vzor je stejně citlivý na zvuky přicházející ze všech směrů.
Membrány mikrofonu s horní adresou versus postranní adresou
Mikrofony s nejvyšší adresou jsou navrženy s membránou umístěnou kolmo k tělu mikrofonu. Tento design usnadňuje umístění mikrofonu a je zvláště užitečný pro podcasting a nahrávání z ruky. Primární výhodou mikrofonů s nejvyšší adresou je to, že umožňují uživateli vidět membránu, což usnadňuje umístění mikrofonu a jeho nasměrování správným směrem.
Běžné značky a modely mikrofonů s horní a boční adresou
Na trhu existuje velké množství značek a modelů mikrofonů, z nichž každý má svůj vlastní jedinečný design a vlastnosti. Některé z nejoblíbenějších značek a modelů špičkových mikrofonů zahrnují Rode NT1-A, AKG C414 a Shure SM7B. Některé z nejoblíbenějších značek a modelů mikrofonů s boční adresou zahrnují Neumann U87, Sennheiser MKH 416 a Shure SM57.
Nejlepší mikrofon pro vaše potřeby
Nejlepší mikrofon pro vaše potřeby bude nakonec záviset na řadě faktorů, včetně prostředí pro nahrávání, typu zvuku, který nahráváte, a vašeho rozpočtu. Před nákupem je důležité provést průzkum a podívat se na recenze a zvukové vzorky. Při výběru mikrofonu je třeba zvážit několik klíčových bodů:
- Citlivost bránice
- Polární vzor mikrofonu
- Konstrukce těla a velikost mikrofonu
- Cenový bod a celková hodnota za peníze
Membrána s pohyblivou cívkou: Dynamický mikrofonní prvek
Princip membrány s pohyblivou cívkou je založen na efektu přiblížení, kde čím blíže je membrána ke zdroji zvuku, tím vyšší je citlivost mikrofonu. Membrána je obvykle vyrobena z plastu nebo hliníku a je umístěna v kapsli, která je připevněna k tělu mikrofonu. Když zvukové vlny dopadají na membránu, vibruje, což způsobí, že se připojená cívka pohybuje v magnetickém poli a vytváří elektrický proud, který je posílán přes kabely mikrofonu.
Jaké jsou výhody a nevýhody?
Výhody:
- Membrány s pohyblivou cívkou jsou obecně méně citlivé než kondenzorové membrány, takže jsou méně náchylné k zachycení nežádoucího šumu na pozadí.
- Jsou extrémně odolné a vydrží vysoké hladiny akustického tlaku bez zkreslení.
- Obvykle jsou levnější než kondenzátorové mikrofony, což z nich dělá skvělou volbu pro ty, kteří mají nízký rozpočet.
Nevýhody:
- Membrány s pohyblivou cívkou nejsou tak citlivé jako membrány kondenzátorové, což znamená, že nemusí zachytit tolik detailů ve zvuku.
- Ke svému fungování vyžadují silnější signál, což může být problém, pokud nahráváte něco, co má přirozeně nízkou hlasitost.
- Ve srovnání s páskovými membránami nemusí mít tak přirozený zvuk.
Jak se to srovnává s jinými membránami?
- Ve srovnání s pásovými membránami jsou membrány s pohyblivou cívkou obecně odolnější a zvládnou vyšší hladiny akustického tlaku bez zkreslení.
- Ve srovnání s kondenzátorovými membránami jsou membrány s pohyblivou cívkou méně citlivé a vyžadují silnější signál, aby fungovaly, ale jsou také méně náchylné k zachycení nežádoucího šumu na pozadí.
Jaké značky používají membrány s pohyblivou cívkou?
- Shure SM57 a SM58 jsou dva nejběžnější mikrofony, které využívají membrány s pohyblivou cívkou.
- Electro-Voice RE20 je další populární dynamický mikrofon, který využívá membránu s pohyblivou cívkou.
Celkově vzato, je membrána s pohyblivou cívkou dobrá volba?
Pokud potřebujete mikrofon, který je odolný, zvládne vysoké hladiny akustického tlaku bez zkreslení a je méně náchylný k zachycení nežádoucího hluku na pozadí, pak může být dobrou volbou membrána s pohyblivou cívkou. Pokud však potřebujete mikrofon, který je citlivější a dokáže zachytit více detailů ve zvuku, pak může být lepší volbou kondenzátorová membrána. Vše záleží na tom, k čemu mikrofon potřebujete a jaký máte rozpočet.
Pásová membrána: Jemný prvek, který vytváří vynikající zvuk
Některé z výhod použití páskového membránového mikrofonu zahrnují:
- Vynikající kvalita zvuku: Schopnost páskové membrány zachytit přirozený, nezabarvený zvuk z ní dělá oblíbenou volbu pro nahrávání nástrojů a vokálů ve studiu.
- Široký frekvenční rozsah: Páskové mikrofony mají obvykle širší frekvenční rozsah než jiné typy mikrofonů, což jim umožňuje zachytit širší rozsah zvuků.
- Menší velikost: Páskové mikrofony jsou obvykle menší než tradiční kondenzátorové a dynamické mikrofony, což z nich dělá skvělou volbu pro nahrávání ve stísněných prostorách.
- Vintage zvuk: Ribbon mikrofony mají pověst produkující teplý, vintage zvuk, který mnoho lidí shledává přitažlivým.
- Izolovaný zvuk: Páskové mikrofony jsou navrženy tak, aby snímaly zvuk spíše ze stran než zepředu a zezadu, což umožňuje izolovanější zachycení zvuku.
- Pasivní design: Vzhledem k tomu, že páskové mikrofony jsou pasivní, nevyžadují k fungování fantomové napájení ani jiné externí zdroje napájení.
Jaké jsou hlavní typy páskových membránových mikrofonů?
Existují dva hlavní typy páskových membránových mikrofonů:
- Pasivní páskové mikrofony: Tyto mikrofony nevyžadují k fungování žádné externí napájení a jsou obvykle jemnější a citlivější než aktivní páskové mikrofony.
- Aktivní páskové mikrofony: Tyto mikrofony mají vestavěný obvod předzesilovače, který zesiluje signál z pásku, což má za následek silnější výstupní úroveň. Aktivní páskové mikrofony obvykle vyžadují k provozu phantomové napájení.
Kondenzátorová (kondenzátorová) membrána v mikrofonech
Membrána kondenzátoru je extrémně citlivá a dokáže zachytit i ty nejmenší zvuky. Tato citlivost je způsobena skutečností, že membrána je typicky vyrobena z velmi tenkého materiálu, což jí umožňuje snadněji vibrovat. Kondenzátorový mikrofon navíc vyžaduje zdroj energie, obvykle dodávaný prostřednictvím zdroje fantomového napájení, což mu umožňuje vytvářet silnější elektrický signál.
Proč je považován za kondenzátor?
Membrána kondenzátoru je považována za kondenzátor, protože využívá principy kapacity k vytvoření elektrického signálu. Kapacita je schopnost systému ukládat elektrický náboj a v případě membrány kondenzátoru změna vzdálenosti mezi dvěma kovovými deskami vytváří změnu kapacity, která je následně převedena na elektrický signál.
Jaký je význam DC a AC ve vztahu k membráně kondenzátoru?
DC znamená stejnosměrný proud, což je typ elektrického proudu, který teče jedním směrem. AC je zkratka pro střídavý proud, což je typ elektrického proudu, který periodicky mění směr. V případě kondenzátorové membrány může být napájecí zdroj, který dodává napětí do systému, buď stejnosměrný nebo střídavý, v závislosti na konstrukci mikrofonu.
Jaká je role kondenzátorové membrány při nahrávání?
Membrána kondenzátoru hraje při nahrávání zásadní roli tím, že převádí zvukové vlny na elektrický signál, který lze uložit a manipulovat s ním. Jeho citlivost a schopnost zachytit široký rozsah frekvencí z něj činí oblíbenou volbu pro nahrávání vokálů a akustických nástrojů, stejně jako pro zachycení okolních zvuků v místnosti nebo prostředí. Jeho konzistentní a přirozený zvukový charakter z něj také dělá skvělou volbu pro zachycení skutečné podstaty představení.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Takže to je to, co je membrána a jak funguje v mikrofonu. Je to jemný kus materiálu, který přeměňuje akustickou energii na elektrickou energii. Je to nejdůležitější část mikrofonu, takže teď, když víte, jak to funguje, musíte vědět, co to je. Nebojte se tedy ptát, pokud si nejste jisti, a vždy pamatujte, aby se to hýbalo! Děkuji za přečtení a doufám, že jste se dozvěděli něco nového!
Jsem Joost Nusselder, zakladatel společnosti Neaera a obsahový marketér, táta a rád zkouším nové vybavení s kytarou v srdci mé vášně a společně se svým týmem tvořím od roku 2020 podrobné články na blogu. pomoci věrným čtenářům s nahráváním a kytarovými tipy.
