Akustiikan alalla kalvo on a anturin Tarkoitettu mekaanisen liikkeen ja äänen uskolliseen muuntamiseen keskenään. Se on yleensä valmistettu ohuesta kalvosta tai eri materiaalien levystä. Ääniaaltojen vaihteleva ilmanpaine aiheuttaa värähtelyjä kalvoon, joka voidaan sitten siepata toisena energiamuotona (tai päinvastoin).
Mikrofonikalvojen ymmärtäminen: Mikrofonitekniikan sydän
A mikrofoni kalvo on mikrofonin pääkomponentti, joka muuntaa akustisen energian (ääniaaltoja) sähköenergiaksi (audiosignaalin). Se on ohut, herkkä materiaali, tyypillisesti pyöreä, valmistettu mylarista tai muista erikoismateriaaleista. Kalvo liikkuu myötätuntoisesti ääniaaltojen aiheuttamien ilmahäiriöiden kanssa, ja tämä liike muunnetaan sitten sähkövirraksi, joka voidaan syöttää prosessointilaitteisiin.
Kalvon suunnittelun merkitys
Mikrofonin kalvon suunnittelu on äärimmäisen tärkeää, koska se voi vaikuttaa suuresti tuotetun äänisignaalin ominaisuuksiin. Seuraavat ovat tärkeitä tekijöitä, jotka on otettava huomioon mikrofonin kalvoa suunniteltaessa:
- Koko: Kalvon koko voi vaihdella pienestä (halkaisijaltaan alle tuuma) paljon suurempiin mikrofonin tyypistä ja sen sieppaamiseen tarvittavasta taajuusalueesta riippuen.
- Materiaali: Kalvon valmistukseen käytetty materiaali voi vaihdella mikrofonin tarpeiden mukaan. Joitakin yleisiä materiaaleja ovat mylar, metalli ja nauha.
- Tyyppi: On olemassa erilaisia kalvoja, mukaan lukien dynaaminen, kondensaattori (kondensaattori) ja nauha. Jokaisella tyypillä on omat ainutlaatuiset ominaisuutensa ja käyttötarkoituksensa.
- Muoto: Kalvon muoto voi vaikuttaa siihen, miten se värähtelee myötätuntoisesti ääniaaltojen aiheuttamien ilmahäiriöiden kanssa.
- Massa: Kalvon massa on kriittinen ainesosa sen kyvyssä liikkua myötätuntoisesti ääniaaltojen kanssa. Liikkuvaa kalvoa, jonka massa on pieni, suositellaan yleensä useimpiin mikrofoneihin.
Tekniset erot kalvotyyppien välillä
Seuraavassa on joitain teknisiä eroja yleisimpien mikrofonikalvotyyppien välillä:
- Dynaaminen: Dynaaminen mikrofoni käyttää kalvoa, joka on kiinnitetty liikkuvaan kelaan. Kun ääniaallot osuvat kalvoon, se saa kelan liikkumaan, mikä synnyttää sähkövirran.
- Kondensaattori (kondensaattori): Kondensaattorimikrofonissa käytetään kalvoa, joka on sijoitettu metallilevyn eteen. Kalvo ja levy muodostavat kondensaattorin, ja kun ääniaallot osuvat kalvoon, kalvon ja levyn välinen etäisyys muuttuu, mikä synnyttää sähkövirran.
- Nauha: Nauhamikrofonissa käytetään kalvoa, joka on valmistettu ohuesta metallinauhasta (nauhasta). Kun ääniaallot osuvat nauhaan, se värähtelee myötätuntoisesti, mikä synnyttää sähkövirran.
Kalvon rooli mikrofonin toiminnassa
Kalvo on mikrofonin pääelementti, joka muuntaa akustisen energian sähköenergiaksi. Sen kyky muuntaa ääniaallot tehokkaasti sähkövirraksi on kriittinen mikrofonin yleisen suorituskyvyn kannalta. Seuraavat ovat tärkeitä tekijöitä, jotka on otettava huomioon arvioitaessa mikrofonin kalvon suorituskykyä:
- Herkkyys: Mikrofonin herkkyys viittaa sähköisen ulostulon tasoon, jonka se tuottaa vasteena tietylle äänitasolle. Herkempi kalvo tuottaa vahvemman sähköisen signaalin tietyllä äänitasolla.
- Taajuusvaste: Mikrofonin taajuusvaste viittaa sen kykyyn siepata tarkasti eri taajuuksia. Hyvin suunniteltu kalvo pystyy sieppaamaan laajan valikoiman taajuuksia aiheuttamatta merkittäviä vääristymiä tai muita artefakteja.
- Napakuvio: Mikrofonin napakuvio viittaa sen herkkyyden suuntautumiseen. Hyvin suunniteltu kalvo pystyy sieppaamaan ääntä tehokkaasti halutusta suunnasta ja minimoimalla herkkyyden muista suunnista tulevalle äänelle.
Bottom Line
Mikrofonin kalvo on kriittinen komponentti kaikissa mikrofoneissa, ja sen suunnittelu ja suorituskyky voivat vaikuttaa suuresti tuotetun äänisignaalin laatuun. Erityyppisiä mikrofoneja arvioitaessa on tärkeää kiinnittää erityistä huomiota kalvon suunnitteluun ja suorituskykyyn, sillä se on yksi tärkeimmistä komponenteista koko mikrofoniyksikössä.
Mikrofonien kalvon suorituskykytekijöiden hallitseminen
- Suuremmilla kalvoilla on yleensä laajempi taajuusvaste ja parempi matalataajuinen herkkyys, mikä tekee niistä ihanteellisia musiikin ja laulun tallentamiseen.
- Pienemmät kalvot reagoivat paremmin korkeataajuisiin ääniin, ja niitä käytetään yleisesti akustisten instrumenttien tallentamiseen ja ylämikrofoneina rumpusetteissä.
Materiaalimaailma: Kalvomateriaalin vaikutus äänenlaatuun
- Kalvon valmistukseen käytetty materiaali voi vaikuttaa merkittävästi mikrofonin äänenlaatuun.
- Alumiinikalvoja käytetään yleisesti dynaamisissa mikrofoneissa ja ne tuottavat lämpimän, luonnollisen äänen.
- Nauhamikrofonit käyttävät tyypillisesti ohutta alumiinifoliota tai muita johtavia materiaaleja luodakseen kalvon, joka reagoi hyvin korkeataajuisiin ääniin.
- Kondensaattorimikrofonit käyttävät usein ohutta polymeerikalvoa tai elektreettimateriaalia ääniaalloille erittäin herkän kalvon luomiseksi.
Electric Dreams: Sähkövarauksen rooli kalvon suorituskyvyssä
- Kondensaattorimikrofonit vaativat toimiakseen sähkövarauksen, joka syötetään tasajännitteellä mikrofonin liittimen kautta.
- Kalvon sähkövaraus mahdollistaa sen värähtelemisen vasteena saapuville ääniaalloille, jolloin syntyy sähköinen signaali, jota voidaan vahvistaa ja tallentaa.
- Electret-kondensaattorimikrofoneissa on kalvoon sisäänrakennettu pysyvä sähkövaraus, mikä tekee niistä mukavampia ja helpompia käyttää.
Yhdistämällä kaikki: kuinka kalvon suorituskykytekijät vaikuttavat mikrofonivalintaasi
- Kalvon suorituskykytekijöiden ymmärtäminen on avainasemassa valittaessa tarpeisiisi parhaiten sopiva mikrofoni.
- Suuremmat kalvot sopivat ihanteellisesti musiikin ja laulun tallentamiseen, kun taas pienemmät kalvot sopivat paremmin akustisille soittimille ja rumpusetteille.
- Kalvon valmistukseen käytetty materiaali voi vaikuttaa merkittävästi mikrofonin äänenlaatuun, sillä alumiini, nauha ja polymeeri ovat yleisiä valintoja.
- Kalvon muoto voi vaikuttaa suoraan mikrofonin äänenlaatuun ja suorituskykyyn, kun tasaiset pinnat tuottavat luonnollisemman äänen ja kaarevat pinnat värillisemmän äänen.
- Kalvon sähkövaraus on välttämätön kondensaattorimikrofoneille, ja elektreettikondensaattorimikrofonit ovat suosittu valinta niiden mukavuuden ja helppokäyttöisyyden vuoksi.
Akustinen periaate: Paine vs. paine-gradientti
Mitä tulee mikrofoneihin, ääniaaltojen havaitsemiseen käytetään kahta päätyyppiä akustisia periaatteita: paine ja painegradientti. Tässä on mitä sinun on tiedettävä näistä kahdesta menetelmästä:
- Painemikrofonit: Nämä mikrofonit havaitsevat ääniaallot mittaamalla ilmanpaineen muutokset, jotka tapahtuvat, kun ääniaallot osuvat mikrofonin kalvoon. Tämän tyyppinen mikrofoni tunnetaan myös monisuuntaisena mikrofonina, koska se poimii ääniaaltoja kaikista suunnista tasapuolisesti.
- Painegradienttimikrofonit: Nämä mikrofonit havaitsevat ääniaallot mittaamalla ilmanpaineen erot mikrofonin kalvon etu- ja takaosan välillä. Tämäntyyppinen mikrofoni tunnetaan myös suuntamikrofonina, koska se on herkempi tietyistä suunnista tuleville äänille kuin toiset.
Kuinka paine- ja painegradienttimikrofonit toimivat
Paine- ja painegradienttimikrofonien välisten erojen ymmärtämiseksi on tärkeää ymmärtää kunkin tyyppisen mikrofonin toiminta:
- Painemikrofonit: Kun ääniaallot saavuttavat mikrofonin kalvon, ne saavat kalvon värisemään edestakaisin. Tämä liike aiheuttaa ilmanpaineen muutoksia, jotka mikrofonin anturi havaitsee. Tuloksena oleva äänisignaali on pohjimmiltaan suora esitys mikrofonin kalvoon osuvista ääniaalloista.
- Painegradienttimikrofonit: Kun ääniaallot saavuttavat mikrofonin kalvon, ne saavat kalvon värisemään edestakaisin symmetrisesti. Koska kalvon takaosa on kuitenkin alttiina erilaiselle akustiselle ympäristölle kuin etuosa, kalvon takaosan saavuttavan aallon amplitudi ja vaihe ovat erilaiset kuin etuosan. Tämä aiheuttaa eron siinä, miten kalvo reagoi ääniaalloille, minkä mikrofonin anturi havaitsee. Tuloksena oleva äänisignaali on monimutkainen sekoitus suoria ääniaaltoja ja niihin liittyviä vaihe- ja amplitudieroja.
Polaaristen kuvioiden ymmärtäminen
Yksi tärkeimmistä eroista paine- ja painegradienttimikrofonien välillä on tapa, jolla ne havaitsevat ääniaaltoja, mikä vaikuttaa mikrofonin herkkyyteen ja suuntaominaisuuksiin. Mikrofonin napakuvio kuvaa, kuinka se reagoi eri suunnista tuleviin ääniin. Tässä on kolme suosituinta napakuviota:
- Kardioidi: Tämä kuvio on herkin mikrofonin etuosasta tuleville äänille ja vähemmän herkkä sivuilta ja takaa tuleville äänille.
- Kaksisuuntainen: Tämä kuvio on yhtä herkkä mikrofonin etu- ja takaosasta tuleville äänille, mutta vähemmän herkkä sivuilta tuleville äänille.
- Omnisuuntainen: Tämä kuvio on yhtä herkkä kaikista suunnista tuleville äänille.
Top-Address vs Side-Address Mikrofonikalvot
Ylimmän osoitteen mikrofonit on suunniteltu siten, että kalvo on asetettu kohtisuoraan mikrofonin runkoon nähden. Tämä muotoilu helpottaa mikrofonin sijoittamista ja on erityisen hyödyllinen podcasteissa ja kädessä pidettävässä tallennuksessa. Huippuosoitteiden mikrofonien ensisijainen etu on, että niiden avulla käyttäjä näkee kalvon, mikä helpottaa mikrofonin sijoittamista ja suuntaamista oikeaan suuntaan.
Yleisimmät ylä- ja sivuosoitemikrofonien merkit ja mallit
Markkinoilla on valtava määrä mikrofonimerkkejä ja -malleja, joista jokaisella on oma ainutlaatuinen muotoilunsa ja ominaisuutensa. Joitakin suosituimpia huippuosoitteisten mikrofonien merkkejä ja malleja ovat Rode NT1-A, AKG C414 ja Shure SM7B. Joitakin suosituimpia sivuosoitemikrofonien merkkejä ja malleja ovat Neumann U87, Sennheiser MKH 416 ja Shure SM57.
Paras mikrofoni tarpeisiisi
Lopulta tarpeisiisi parhaiten sopiva mikrofoni riippuu useista tekijöistä, kuten tallennusympäristöstäsi, tallennettavan äänen tyypistä ja budjetista. On tärkeää tehdä tutkimusta ja tutustua arvosteluihin ja ääninäytteisiin ennen ostoksen tekemistä. Joitakin tärkeitä asioita mikrofonia valittaessa on otettava huomioon:
- Pallean herkkyys
- Mikrofonin napakuvio
- Mikrofonin rungon muotoilu ja koko
- Hinta-laatusuhde ja yleinen vastine rahalle
Liikkuva kelakalvo: Dynaaminen mikrofonielementti
Liikkuvan kelan kalvon periaate perustuu läheisyysefektiin, jossa mikrofonin herkkyys on sitä suurempi, mitä lähempänä äänilähdettä kalvo on. Kalvo on tyypillisesti valmistettu muovista tai alumiinista ja sijoitettu kapseliin, joka on kiinnitetty mikrofonin runkoon. Kun ääniaallot osuvat kalvoon, se värähtelee, jolloin kiinnitetty kela liikkuu magneettikentässä, jolloin syntyy sähkövirtaa, joka lähetetään mikrofonikaapeleiden kautta.
Mitkä ovat edut ja haitat?
edut:
- Liikkuvan kelan kalvot ovat yleensä vähemmän herkkiä kuin lauhdutinkalvot, mikä tekee niistä vähemmän alttiita ei-toivotun taustamelun poimimiselle.
- Ne ovat erittäin kestäviä ja kestävät korkeita äänenpainetasoja ilman vääristymiä.
- Ne ovat yleensä halvempia kuin kondensaattorimikrofonit, mikä tekee niistä loistavan vaihtoehdon niille, joilla on budjetti.
Haitat:
- Liikkuvan kelan kalvot eivät ole yhtä herkkiä kuin lauhdutinkalvot, joten ne eivät välttämättä poimi yhtä paljon yksityiskohtia äänestä.
- Ne vaativat voimakkaamman signaalin toimiakseen, mikä voi olla ongelma, jos tallennat jotain, jonka äänenvoimakkuus on luonnollisesti pieni.
- Nauhakalvoihin verrattuna niiden ääni ei ehkä ole yhtä luonnollinen.
Miten se verrataan muihin kalvoihin?
- Nauhakalvoihin verrattuna liikkuvan kelan kalvot ovat yleensä kestävämpiä ja kestävät korkeampia äänenpainetasoja ilman vääristymiä.
- Kondensaattorikalvoihin verrattuna liikkuvan kelan kalvot ovat vähemmän herkkiä ja vaativat voimakkaamman signaalin toimiakseen, mutta ne ovat myös vähemmän alttiita poimimaan ei-toivottua taustakohinaa.
Mitkä merkit käyttävät liikkuvia kelakalvoja?
- Shure SM57 ja SM58 ovat kaksi yleisintä mikrofonia, jotka käyttävät liikkuvan kelan kalvoja.
- Electro-Voice RE20 on toinen suosittu dynaaminen mikrofoni, joka käyttää liikkuvaa kelaa.
Onko liikkuva käämikalvo kaiken kaikkiaan hyvä valinta?
Jos tarvitset mikrofonin, joka on kestävä, kestää korkeita äänenpainetasoja ilman vääristymiä ja joka on vähemmän altis ei-toivotun taustamelun poimimiselle, liikkuva kelakalvo voi olla hyvä valinta. Jos kuitenkin tarvitset mikrofonin, joka on herkempi ja pystyy poimimaan enemmän yksityiskohtia äänestä, kondensaattorikalvo voi olla parempi vaihtoehto. Kaikki riippuu siitä, mihin tarvitset mikrofonia ja mikä on budjettisi.
Nauhakalvo: herkkä elementti, joka luo erinomaisen äänen
Joitakin nauhakalvomikrofonin käytön etuja ovat:
- Erinomainen äänenlaatu: Nauhakalvon kyky poimia luonnollista, väritöntä ääntä tekee siitä suositun valinnan instrumenttien ja laulun äänittämiseen studiossa.
- Laaja taajuusalue: Nauhamikrofoneilla on yleensä laajempi taajuusalue kuin muilla mikrofonityypeillä, mikä mahdollistaa laajemman äänialueen tallentamisen.
- Pienempi koko: Nauhamikrofonit ovat tyypillisesti pienempiä kuin perinteiset kondensaattori- ja dynaamiset mikrofonit, joten ne ovat loistava valinta tallentamiseen ahtaissa tiloissa.
- Vintage-ääni: Nauhamikroilla on maine lämpimän vintage-soundin tuottajana, jota monet pitävät houkuttelevana.
- Eristetty ääni: Nauhamikrofonit on suunniteltu poimimaan ääntä sivuilta eikä edestä ja takaa, mikä mahdollistaa eristetymmän äänen talteenoton.
- Passiivinen muotoilu: Koska nauhamikrofonit ovat passiivisia, ne eivät vaadi phantom-virtaa tai muita ulkoisia virtalähteitä toimiakseen.
Mitkä ovat nauhakalvomikrofonien päätyypit?
Nauhakalvomikrofoneja on kahta päätyyppiä:
- Passiiviset nauhamikrofonit: Nämä mikrofonit eivät vaadi ulkoista virtaa toimiakseen, ja ne ovat yleensä herkempiä ja herkempiä kuin aktiiviset nauhamikrofonit.
- Aktiiviset nauhamikrofonit: Näissä mikrofoneissa on sisäänrakennettu esivahvistinpiiri, joka vahvistaa nauhan signaalia, mikä johtaa vahvempaan lähtötasoon. Aktiiviset nauhamikrofonit vaativat yleensä phantom-virran toimiakseen.
Mikrofonien kondensaattori (kondensaattori) kalvo
Lauhduttimen kalvo on erittäin herkkä ja pystyy poimimaan pienimmätkin äänet. Tämä herkkyys johtuu siitä, että kalvo on tyypillisesti valmistettu erittäin ohuesta materiaalista, jonka ansiosta se värähtelee helpommin. Lisäksi kondensaattorimikrofoni vaatii virtalähteen, joka tulee tyypillisesti phantom-virtalähteen kautta, mikä mahdollistaa voimakkaamman sähköisen signaalin luomisen.
Miksi sitä pidetään kondensaattorina?
Lauhduttimen kalvoa pidetään kondensaattorina, koska se käyttää kapasitanssin periaatteita sähköisen signaalin luomiseen. Kapasitanssi on järjestelmän kyky varastoida sähkövaraus, ja lauhdutinkalvon tapauksessa kahden metallilevyn välisen etäisyyden muutos aiheuttaa kapasitanssin muutoksen, joka muunnetaan sitten sähköiseksi signaaliksi.
Mitä DC ja AC merkitsevät suhteessa lauhduttimen kalvoon?
DC tarkoittaa tasavirtaa, joka on eräänlainen sähkövirta, joka virtaa yhteen suuntaan. AC tarkoittaa vaihtovirtaa, joka on sähkövirran tyyppi, joka muuttaa suuntaa ajoittain. Kondensaattorikalvon tapauksessa virtalähde, joka syöttää järjestelmään jännitteen, voi olla joko DC tai AC mikrofonin suunnittelusta riippuen.
Mikä on lauhdutinkalvon rooli tallentamisessa?
Lauhduttimen kalvolla on kriittinen rooli tallentamisessa muuttamalla ääniaallot sähköisiksi signaaliksi, joita voidaan tallentaa ja käsitellä. Sen herkkyys ja kyky siepata monenlaisia taajuuksia tekevät siitä suositun valinnan laulun ja akustisten instrumenttien tallentamiseen sekä ympäristön äänien sieppaamiseen huoneessa tai ympäristössä. Sen johdonmukainen ja luonnollinen ääni tekee siitä myös erinomaisen valinnan esityksen todellisen olemuksen vangitsemiseen.
Yhteenveto
Tämä on siis kalvo ja kuinka se toimii mikrofonissa. Se on herkkä materiaali, joka muuntaa akustisen energian sähköenergiaksi. Se on mikrofonin tärkein osa, joten sinun on tiedettävä, mikä se on nyt, kun tiedät kuinka se toimii. Älä siis pelkää esittää kysymyksiä, jos et ole varma ja muista aina pitää se liikkeellä! Kiitos kun luit ja toivottavasti opit jotain uutta!
Olen Joost Nusselder, Neaeran perustaja ja sisältömarkkinoija, isä, ja rakastan uusien laitteiden kokeilemista kitaran kanssa intohimoni ytimessä, ja yhdessä tiimini kanssa olen luonut syvällisiä blogiartikkeleita vuodesta 2020 lähtien. auttamaan uskollisia lukijoita äänitys- ja kitaravinkeillä.
