Akustika valdkonnas on diafragma a andur mõeldud mehaanilise liikumise ja heli ustavaks teisendamiseks. Tavaliselt on see valmistatud õhukesest membraanist või mitmesuguste materjalide lehest. Helilainete muutuv õhurõhk annab diafragmale vibratsiooni, mida saab seejärel tabada teise energiavormina (või vastupidi).
Mikrofoni membraanide mõistmine: mikrofonitehnoloogia süda
A mikrofon diafragma on mikrofoni põhikomponent, mis muudab akustilise energia (helilained) elektrienergiaks (helisignaali). See on õhuke õrn materjalitükk, tavaliselt ümmarguse kujuga, mis on valmistatud mülarist või muust spetsiaalsest materjalist. Diafragma liigub mõistvalt helilainete põhjustatud õhuhäiretega ja see liikumine muundatakse seejärel elektrivooluks, mida saab suunata töötlemisseadmetesse.
Diafragma disaini tähtsus
Mikrofoni membraani disain on ülimalt oluline, kuna see võib oluliselt mõjutada tekitatava helisignaali omadusi. Mikrofoni membraani kujundamisel tuleb arvestada järgmiste kriitiliste teguritega:
- Suurus: diafragma suurus võib ulatuda väikesest (läbimõõduga alla tolli) kuni palju suuremani, olenevalt mikrofoni tüübist ja sagedusvahemikust, mida see jäädvustamiseks vajab.
- Materjal: membraani valmistamiseks kasutatav materjal võib olenevalt mikrofoni vajadustest erineda. Mõned levinumad materjalid on mülar, metall ja lint.
- Tüüp: on erinevat tüüpi membraane, sealhulgas dünaamiline, kondensaator (kondensaator) ja lint. Igal tüübil on oma ainulaadsed omadused ja kasutusalad.
- Kuju: Diafragma kuju võib mõjutada seda, kuidas see vibreerib mõistvalt helilainete põhjustatud õhuhäiretega.
- Mass: Diafragma mass on kriitiline koostisosa selle võimes helilainetega mõistvalt liikuda. Enamiku mikrofonitüüpide puhul eelistatakse üldiselt väikese massiga liigutatavat membraani.
Diafragma tüüpide tehnilised erinevused
Järgnevalt on toodud mõned tehnilised erinevused kõige levinumate mikrofoni membraanide tüüpide vahel.
- Dünaamiline: dünaamiline mikrofon kasutab membraani, mis on kinnitatud liikuva mähise külge. Kui helilained tabavad diafragmat, paneb see pooli liikuma, mis tekitab elektrivoolu.
- Kondensaator (kondensaator): kondensaatormikrofon kasutab membraani, mis asetatakse metallplaadi ette. Diafragma ja plaat moodustavad kondensaatori ning kui helilained tabavad membraani, muudab see vahemaa diafragma ja plaadi vahel, mis tekitab elektrivoolu.
- Lint: lintmikrofon kasutab diafragmat, mis on valmistatud õhukesest metalliribast (lindist). Kui helilained linti tabavad, vibreerib see mõistvalt, mis tekitab elektrivoolu.
Diafragma roll mikrofoni töös
Diafragma on mikrofoni põhielement, mis muundab akustilise energia elektrienergiaks. Selle võime helilaineid tõhusalt elektrivooluks muuta on mikrofoni üldise jõudluse seisukohalt kriitiline. Mikrofoni membraani jõudluse hindamisel tuleb arvesse võtta järgmisi peamisi tegureid:
- Tundlikkus: Mikrofoni tundlikkus viitab elektrilise väljundi tasemele, mida see tekitab vastusena antud helitasemele. Tundlikum diafragma annab kindla helitaseme korral tugevama elektrisignaali.
- Sagedusvastus: mikrofoni sageduskarakteristik viitab selle võimele tabada täpselt sagedusvahemikku. Hästi läbimõeldud diafragma suudab jäädvustada paljusid sagedusi ilma olulisi moonutusi või muid artefakte tekitamata.
- Polaarmuster: mikrofoni polaarmuster viitab selle tundlikkuse suunalisusele. Hästi läbimõeldud diafragma suudab tõhusalt jäädvustada heli soovitud suunast, minimeerides samal ajal tundlikkust teistest suundadest tuleva heli suhtes.
Loosung
Mikrofoni membraan on iga mikrofoni kriitiline komponent ning selle disain ja jõudlusnäitajad võivad oluliselt mõjutada toodetava helisignaali kvaliteeti. Erinevat tüüpi mikrofonide hindamisel on oluline pöörata suurt tähelepanu diafragma disainile ja jõudlusele, kuna see on üks olulisemaid komponente kogu mikrofoniüksuses.
Mikrofonide diafragma jõudlustegurite valdamine
- Suurematel diafragmatel on tavaliselt pikem sageduskarakteristik ja parem madalsageduslik tundlikkus, mis muudab need ideaalseks muusika ja vokaali salvestamiseks.
- Väiksemad diafragmad reageerivad paremini kõrgsagedushelidele ja neid kasutatakse tavaliselt akustiliste instrumentide salvestamiseks ja trummikomplektide õhuliini mikrofonidena.
Materjalimaailm: diafragma materjali mõju helikvaliteedile
- Diafragma valmistamiseks kasutatav materjal võib oluliselt mõjutada mikrofoni helikvaliteeti.
- Alumiiniummembraane kasutatakse tavaliselt dünaamilistes mikrofonides ja need tekitavad sooja ja loomuliku heli.
- Lintmikrofonid kasutavad tavaliselt õhukest alumiiniumfooliumi või muid juhtivaid materjale, et luua diafragma, mis reageerib hästi kõrgsageduslikele helidele.
- Kondensaatormikrofonid kasutavad helilainete suhtes väga tundliku diafragma loomiseks sageli õhukest polümeerkilet või elektreetmaterjali.
Elektrilised unenäod: elektrilaengu roll diafragma töös
- Kondensaatormikrofonid vajavad töötamiseks elektrilaengut, mis saadakse mikrofoni pistiku kaudu alalispingega.
- Diafragmal olev elektrilaeng võimaldab sellel vibreerida vastuseks sissetulevatele helilainetele, luues elektrisignaali, mida saab võimendada ja salvestada.
- Elektreetkondensaatormikrofonidel on membraani sisse ehitatud püsiv elektrilaeng, mis muudab nende kasutamise mugavamaks ja lihtsamaks.
Kõik kokku: kuidas membraani jõudlustegurid teie mikrofoni valikut mõjutavad
- Diafragma jõudlustegurite mõistmine on teie vajadustele parima mikrofoni valimisel võtmetähtsusega.
- Suuremad membraanid sobivad ideaalselt muusika ja vokaali salvestamiseks, samas kui väiksemad diafragmad sobivad paremini akustiliste instrumentide ja trummikomplektide jaoks.
- Diafragma valmistamiseks kasutatav materjal võib oluliselt mõjutada mikrofoni helikvaliteeti, kusjuures tavalised valikud on alumiinium, lint ja polümeer.
- Diafragma kuju võib otseselt mõjutada mikrofoni helikvaliteeti ja jõudlust, kuna tasased pinnad tekitavad loomulikuma heli ja kumerad pinnad loovad värvilisema heli.
- Diafragmal olev elektrilaeng on kondensaatormikrofonide jaoks hädavajalik, kuna elektreetkondensaatormikrofonid on nende mugavuse ja kasutuslihtsuse tõttu populaarne valik.
Akustiline põhimõte: rõhk versus rõhugradient
Kui rääkida mikrofonidest, siis helilainete tuvastamiseks kasutatakse kahte peamist tüüpi akustilisi printsiipe: rõhk ja rõhugradient. Nende kahe meetodi kohta peate teadma järgmist.
- Survemikrofonid: need mikrofonid tuvastavad helilaineid, mõõtes õhurõhu muutusi, mis tekivad siis, kui helilained tabavad mikrofoni membraani. Seda tüüpi mikrofoni tuntakse ka kui mitmesuunalist mikrofoni, kuna see kogub helilaineid kõigist suundadest võrdselt.
- Rõhugradientmikrofonid: need mikrofonid tuvastavad helilaineid, mõõtes õhurõhu erinevusi mikrofoni membraani esi- ja tagaosa vahel. Seda tüüpi mikrofoni tuntakse ka suunamikrofonina, kuna see on teatud suundadest tulevate helide suhtes tundlikum kui teistest.
Kuidas rõhu- ja rõhugradientmikrofonid töötavad
Rõhu- ja rõhugradiendi mikrofonide erinevuste mõistmiseks on oluline mõista, kuidas igat tüüpi mikrofonid töötavad.
- Survemikrofonid: kui helilained jõuavad mikrofoni membraanini, panevad need membraani edasi-tagasi vibreerima. See liikumine põhjustab õhurõhu muutusi, mille tuvastab mikrofoni muundur. Saadud helisignaal on sisuliselt otsene esitus helilainetest, mis tabavad mikrofoni membraani.
- Rõhugradientmikrofonid: kui helilained jõuavad mikrofoni membraanini, panevad need membraani sümmeetriliselt edasi-tagasi vibreerima. Kuna aga diafragma tagaosa puutub kokku teistsuguse akustilise keskkonnaga kui esiosa, on diafragma tagaosasse jõudva laine amplituud ja faas erinev esiosast. See põhjustab erinevusi selles, kuidas diafragma reageerib helilainetele, mille tuvastab mikrofoni muundur. Saadud helisignaal on otseste helilainete ning nendega kaasnevate faasi- ja amplituudierinevuste kompleksne segu.
Polaarsete mustrite mõistmine
Üks kriitilisi erinevusi rõhu- ja rõhugradientmikrofonide vahel on helilainete tuvastamise viis, mis mõjutab mikrofoni tundlikkust ja suunaomadusi. Mikrofoni polaarmuster kirjeldab, kuidas see eri suundadest tulevatele helidele reageerib. Siin on kolm kõige populaarsemat polaarmustrit:
- Kardioid: see muster on kõige tundlikum mikrofoni esiosast tulevate helide suhtes ja vähem tundlik külgedelt ja tagant tulevate helide suhtes.
- Kahesuunaline: see muster on võrdselt tundlik mikrofoni esi- ja tagaosast tulevate helide suhtes, kuid vähem tundlik külgedelt tulevate helide suhtes.
- Omnidirectional: see muster on võrdselt tundlik kõikidest suundadest tulevate helide suhtes.
Ülemise aadressi ja külgmise aadressiga mikrofoni membraanid
Ülemise aadressiga mikrofonid on disainitud nii, et diafragma on mikrofoni korpusega risti. See disain hõlbustab mikrofoni positsioneerimist ja on eriti kasulik taskuhäälingusaadete ja pihuarvuti salvestamise jaoks. Ülaadressiga mikrofonide peamine eelis on see, et need võimaldavad kasutajal näha membraani, hõlbustades mikrofoni positsioneerimist ja selle õiges suunas suunamist.
Tipp- ja külgaadressiga mikrofonide levinumad kaubamärgid ja mudelid
Turul on suur hulk mikrofonide kaubamärke ja mudeleid, millest igaühel on oma ainulaadne disain ja omadused. Mõned populaarsemad tippaadressiga mikrofonide kaubamärgid ja mudelid on Rode NT1-A, AKG C414 ja Shure SM7B. Mõned populaarsemad külgaadressiga mikrofonide kaubamärgid ja mudelid on Neumann U87, Sennheiser MKH 416 ja Shure SM57.
Parim mikrofon teie vajadustele
Lõppkokkuvõttes sõltub teie vajadustele vastav parim mikrofon mitmest tegurist, sealhulgas teie salvestuskeskkonnast, salvestatava heli tüübist ja eelarvest. Enne ostu sooritamist on oluline uurida ja tutvuda arvustuste ja helinäidistega. Mõned põhipunktid, mida mikrofoni valimisel arvestada, on järgmised:
- Diafragma tundlikkus
- Mikrofoni polaarmuster
- Mikrofoni korpuse disain ja suurus
- Hinnapunkt ja üldine hinna ja kvaliteedi suhe
Liikuva mähisega membraan: dünaamiline mikrofoni element
Liikuva mähisega diafragma põhimõte põhineb lähedusefektil, kus mida lähemal on membraan heliallikale, seda suurem on mikrofoni tundlikkus. Diafragma on tavaliselt valmistatud plastikust või alumiiniumist ja asetatakse mikrofoni korpuse külge kinnitatud kapslisse. Kui helilained tabavad diafragmat, siis see vibreerib, pannes kinnitatud mähise magnetväljas liikuma, tekitades elektrivoolu, mis saadetakse mikrofoni kaablite kaudu.
Millised on eelised ja puudused?
Plussid:
- Liikuva spiraaliga membraanid on üldiselt vähem tundlikud kui kondensaatormembraanid, mistõttu on need vähem vastuvõtlikud soovimatu taustmüra vastuvõtmisele.
- Need on äärmiselt vastupidavad ja taluvad moonutusteta kõrget helirõhutaset.
- Need on tavaliselt odavamad kui kondensaatormikrofonid, muutes need suurepäraseks valikuks väikese eelarvega inimestele.
Puudused:
- Liikuva spiraaliga membraanid ei ole nii tundlikud kui kondensaatori membraanid, mis tähendab, et nad ei pruugi helis nii palju detaile tajuda.
- Nende tööks on vaja tugevamat signaali, mis võib olla probleem, kui salvestate midagi, mille helitugevus on loomulikult madal.
- Võrreldes lintdiafragmatega ei pruugi neil olla nii loomulik heli.
Kuidas seda teiste diafragmadega võrrelda?
- Võrreldes lintmembraanidega on liikuva mähisega membraanid üldiselt vastupidavamad ja saavad ilma moonutusteta hakkama kõrgema helirõhutasemega.
- Võrreldes kondensaatori membraanidega on liikuva mähisega membraanid vähem tundlikud ja vajavad töötamiseks tugevamat signaali, kuid nad on ka vähem altid soovimatut taustmüra koguma.
Millised kaubamärgid kasutavad liikuva mähisega membraane?
- Shure SM57 ja SM58 on kaks levinumat mikrofoni, mis kasutavad liikuva mähisega membraane.
- Electro-Voice RE20 on teine populaarne dünaamiline mikrofon, mis kasutab liikuva mähisega membraani.
Kas liikuv mähisega membraan on üldiselt hea valik?
Kui vajate mikrofoni, mis on vastupidav, suudab moonutusteta toime tulla kõrge helirõhutasemega ja on vähem vastuvõtlik soovimatule taustmürale, võib liikuva mähisega membraan olla hea valik. Kui aga vajate tundlikumat mikrofoni, mis suudab helis rohkem detaile tabada, võib parem valik olla kondensaatormembraan. Kõik sõltub sellest, milleks mikrofoni vajate ja milline on teie eelarve.
Lintdiafragma: õrn element, mis loob suurepärase heli
Mõned lintdiafragma mikrofoni kasutamise eelised on järgmised:
- Suurepärane helikvaliteet: lintdiafragma võime tabada loomulikku, värvitut heli muudab selle populaarseks valikuks instrumentide ja vokaalide salvestamiseks stuudios.
- Lai sagedusvahemik: lintmikrofonidel on tavaliselt laiem sagedusvahemik kui teistel mikrofonitüüpidel, võimaldades neil jäädvustada laiemat helivahemikku.
- Väiksem suurus: lintmikrofonid on tavaliselt väiksemad kui traditsioonilised kondensaator- ja dünaamilised mikrofonid, mis teeb neist suurepärase valiku kitsastes kohtades salvestamiseks.
- Vintage heli: lintmikrofonidel on maine, et nad toodavad sooja ja vanaaegset heli, mida paljud inimesed peavad ahvatlevaks.
- Eraldatud heli: lintmikrofonid on loodud heli kogumiseks külgedelt, mitte eest ja tagant, mis võimaldab eraldada heli.
- Passiivne disain: kuna lintmikrofonid on passiivsed, ei vaja nende toimimiseks fantoomtoidet ega muid väliseid toiteallikaid.
Millised on lintdiafragma mikrofonide peamised tüübid?
Lintdiafragma mikrofone on kahte peamist tüüpi:
- Passiivsed lintmikrofonid: need mikrofonid ei vaja töötamiseks välist toidet ning on tavaliselt õrnemad ja tundlikumad kui aktiivsed lintmikrofonid.
- Aktiivsed lintmikrofonid: nendel mikrofonidel on sisseehitatud eelvõimendi skeem, mis võimendab lindilt tulevat signaali, mille tulemuseks on tugevam väljundtase. Aktiivsed lintmikrofonid vajavad tavaliselt töötamiseks fantoomtoidet.
Mikrofonide kondensaatori (kondensaatori) membraan
Kondensaatori diafragma on äärmiselt tundlik ja suudab vastu võtta isegi väikseimaid helisid. See tundlikkus on tingitud asjaolust, et membraan on tavaliselt valmistatud väga õhukesest materjalist, mis võimaldab sellel kergemini vibreerida. Lisaks vajab kondensaatormikrofon toiteallikat, mida tavaliselt toidetakse fantoomtoiteallika kaudu, mis võimaldab luua tugevama elektrisignaali.
Miks peetakse seda kondensaatoriks?
Kondensaatori membraani peetakse kondensaatoriks, kuna see kasutab elektrilise signaali loomiseks mahtuvuse põhimõtteid. Mahtuvus on süsteemi võime salvestada elektrilaengut ja kondensaatori membraani puhul tekitab kahe metallplaadi vahelise kauguse muutus mahtuvuse muutuse, mis seejärel muundatakse elektrisignaaliks.
Mida tähendavad alalis- ja vahelduvvoolud seoses kondensaatori membraaniga?
DC tähistab alalisvoolu, mis on elektrivoolu tüüp, mis voolab ühes suunas. AC tähistab vahelduvvoolu, mis on teatud tüüpi elektrivool, mis muudab perioodiliselt suunda. Kondensaatori membraani puhul võib süsteemi pinget andvaks toiteallikaks olenevalt mikrofoni konstruktsioonist olla kas alalis- või vahelduvvooluallikas.
Mis on kondensaatori membraani roll salvestamisel?
Kondensaatori membraan mängib salvestamisel olulist rolli, muutes helilained elektrisignaaliks, mida saab salvestada ja töödelda. Selle tundlikkus ja võime hõivata laia valikut sagedusi muudavad selle populaarseks valikuks vokaalide ja akustiliste instrumentide salvestamiseks, samuti ümbritsevate helide jäädvustamiseks ruumis või keskkonnas. Selle ühtlane ja loomulik heli iseloom muudab selle ka suurepäraseks valikuks esituse tõelise olemuse tabamiseks.
Järeldus
Niisiis, see on diafragma ja selle toimimine mikrofonis. See on õrn materjal, mis muudab akustilise energia elektrienergiaks. See on mikrofoni kõige olulisem osa, seega peate teadma, mis see on nüüd, kui teate, kuidas see töötab. Seega, ärge kartke küsimusi esitada, kui te pole kindel, ja pidage alati meeles, et see liiguks! Täname lugemise eest ja loodan, et õppisite midagi uut!
Olen Joost Nusselder, Neaera asutaja ja sisuturundaja, isa ja armastan kitarriga uusi seadmeid proovida ning olen koos meeskonnaga loonud põhjalikke ajaveebiartikleid alates 2020. aastast. et aidata lojaalseid lugejaid salvestus- ja kitarrinõuannetega.
