Akustikos srityje diafragma yra a rele skirtas tiksliai konvertuoti mechaninį judesį ir garsą. Paprastai jis pagamintas iš plonos membranos arba lakšto iš įvairių medžiagų. Kintantis garso bangų oro slėgis perduoda diafragmai vibracijas, kurias vėliau galima užfiksuoti kaip kitą energijos formą (arba atvirkščiai).
Mikrofono diafragmų supratimas: mikrofono technologijos širdis
A mikrofonas diafragma yra pagrindinis mikrofono komponentas, paverčiantis akustinę energiją (garso bangas) į elektros energiją (garso signalas). Tai plonas, subtilus medžiagos gabalas, paprastai apvalios formos, pagamintas iš milaro ar kitų specializuotų medžiagų. Diafragma simpatiškai juda su garso bangų sukeliamais oro trikdžiais, o vėliau šis judėjimas paverčiamas elektros srove, kurią galima tiekti į apdorojimo įrangą.
Diafragmos dizaino svarba
Mikrofono diafragmos konstrukcija yra labai svarbi, nes ji gali labai paveikti sukuriamo garso signalo charakteristikas. Toliau pateikiami keli kritiniai veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti kuriant mikrofono diafragmą:
- Dydis: Diafragmos dydis gali svyruoti nuo mažo (mažesnio nei colio skersmens) iki daug didesnio, priklausomai nuo mikrofono tipo ir dažnių diapazono, kurį reikia užfiksuoti.
- Medžiaga: Medžiaga, naudojama diafragmai gaminti, gali skirtis priklausomai nuo mikrofono poreikių. Kai kurios įprastos medžiagos yra mylaras, metalas ir juostelė.
- Tipas: yra įvairių tipų diafragmos, įskaitant dinamines, kondensatorius (kondensatorius) ir juostines. Kiekvienas tipas turi savo unikalias savybes ir paskirtį.
- Forma: Diafragmos forma gali turėti įtakos jos vibracijai, atsižvelgiant į garso bangų sukeliamus oro trikdžius.
- Masė: Diafragmos masė yra esminis jos gebėjimo simpatiškai judėti su garso bangomis sudedamoji dalis. Daugeliui mikrofonų tipų dažniausiai pirmenybė teikiama kilnojamai mažos masės diafragmai.
Techniniai diafragmų tipų skirtumai
Toliau pateikiami kai kurie techniniai skirtumai tarp dažniausiai naudojamų mikrofono diafragmų:
- Dinaminis: Dinaminiame mikrofone naudojama diafragma, pritvirtinta prie kilnojamos ritės. Kai garso bangos patenka į diafragmą, ritė juda, o tai generuoja elektros srovę.
- Kondensatorius (kondensatorius): kondensatoriniame mikrofone naudojama diafragma, kuri dedama priešais metalinę plokštę. Diafragma ir plokštė sudaro kondensatorių, o kai garso bangos pasiekia diafragmą, pasikeičia atstumas tarp diafragmos ir plokštės, o tai generuoja elektros srovę.
- Juostelė: juosteliniame mikrofone naudojama diafragma, pagaminta iš plonos metalinės juostelės (juostelės). Kai garso bangos pasiekia juostelę, ji simpatiškai vibruoja, o tai generuoja elektros srovę.
Diafragmos vaidmuo mikrofono veikime
Diafragma yra pagrindinis mikrofono elementas, paverčiantis akustinę energiją į elektros energiją. Jo gebėjimas efektyviai konvertuoti garso bangas į elektros srovę yra labai svarbus bendram mikrofono veikimui. Toliau pateikiami keli pagrindiniai veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti vertinant mikrofono diafragmos veikimą:
- Jautrumas: mikrofono jautrumas reiškia elektros išvesties lygį, kurį jis sukuria reaguojant į tam tikrą garso lygį. Jautresnė diafragma duos stipresnį elektrinį signalą tam tikram garso lygiui.
- Dažnio atsakas: Mikrofono dažnio atsakas reiškia jo gebėjimą tiksliai užfiksuoti dažnių diapazoną. Gerai suprojektuota diafragma galės užfiksuoti platų dažnių diapazoną, nesukeldama didelių iškraipymų ar kitų artefaktų.
- Poliarinis modelis: Mikrofono poliarinis raštas nurodo jo jautrumo kryptį. Gerai suprojektuota diafragma galės efektyviai užfiksuoti garsą iš norimos krypties, tuo pačiu sumažindama jautrumą kitų krypčių garsui.
Bottom Line
Mikrofono diafragma yra svarbi bet kurio mikrofono sudedamoji dalis, o jos konstrukcija ir veikimo charakteristikos gali labai paveikti sukuriamo garso signalo kokybę. Vertinant skirtingus mikrofonų tipus, svarbu atkreipti ypatingą dėmesį į diafragmos konstrukciją ir veikimą, nes ji yra vienas svarbiausių komponentų visame mikrofono bloke.
Mikrofonų diafragmos našumo faktorių įsisavinimas
- Didesnės diafragmos turi ilgesnį dažnio atsaką ir geresnį žemo dažnio jautrumą, todėl jos idealiai tinka muzikai ir vokalui įrašyti.
- Mažesnės diafragmos geriau reaguoja į aukšto dažnio garsus ir dažniausiai naudojamos akustiniams instrumentams įrašyti ir kaip viršutiniai mikrofonai būgnų komplektuose.
Medžiagų pasaulis: diafragmos medžiagos įtaka garso kokybei
- Medžiaga, naudojama diafragmai gaminti, gali labai paveikti mikrofono garso kokybę.
- Aliuminio diafragmos dažniausiai naudojamos dinaminiuose mikrofonuose ir sukuria šiltą, natūralų garsą.
- Juostiniuose mikrofonuose paprastai naudojama plona aliuminio folija arba kitos laidžios medžiagos, kad būtų sukurta diafragma, kuri gerai reaguoja į aukšto dažnio garsus.
- Kondensatoriniuose mikrofonuose dažnai naudojama plona polimerinė plėvelė arba elektretinė medžiaga, kad būtų sukurta labai jautri garso bangoms diafragma.
Elektriniai sapnai: elektros krūvio vaidmuo diafragmos veikime
- Kad veiktų kondensatoriniai mikrofonai, reikalingas elektros krūvis, kuris tiekiamas nuolatine įtampa per mikrofono jungtį.
- Diafragmos elektrinis krūvis leidžia jai vibruoti reaguodama į gaunamas garso bangas, sukuriant elektrinį signalą, kurį galima sustiprinti ir įrašyti.
- Elektretiniai kondensaciniai mikrofonai turi nuolatinį elektros krūvį, įmontuotą į diafragmą, todėl juos patogiau ir lengviau naudoti.
Viską sudėjus: kaip diafragmos našumo veiksniai veikia jūsų mikrofono pasirinkimą
- Norint pasirinkti geriausią mikrofoną pagal savo poreikius, labai svarbu suprasti diafragmos veikimo veiksnius.
- Didesnės diafragmos idealiai tinka muzikai ir vokalui įrašyti, o mažesnės – akustiniams instrumentams ir būgnų komplektams.
- Medžiaga, naudojama diafragmai gaminti, gali labai paveikti mikrofono garso kokybę, nes dažniausiai pasirenkamas aliuminis, juostelė ir polimeras.
- Diafragmos forma gali turėti tiesioginės įtakos mikrofono garso kokybei ir veikimui, nes lygūs paviršiai sukuria natūralesnį garsą, o lenkti paviršiai – spalvotesnį garsą.
- Elektros krūvis ant diafragmos yra būtinas kondensatoriniams mikrofonams, o elektretiniai kondensatoriniai mikrofonai yra populiarus pasirinkimas dėl patogumo ir naudojimo paprastumo.
Akustinis principas: slėgis prieš slėgio gradientą
Kalbant apie mikrofonus, garso bangoms aptikti naudojami du pagrindiniai akustinių principų tipai: slėgis ir slėgio gradientas. Štai ką reikia žinoti apie šiuos du metodus:
- Slėgio mikrofonai: šie mikrofonai aptinka garso bangas matuodami oro slėgio pokyčius, atsirandančius garso bangoms patekus į mikrofono diafragmą. Šio tipo mikrofonas taip pat žinomas kaip įvairiakryptis mikrofonas, nes jis vienodai paima garso bangas iš visų krypčių.
- Slėgio gradiento mikrofonai: šie mikrofonai aptinka garso bangas matuodami oro slėgio skirtumus tarp priekinės ir galinės mikrofono diafragmos pusės. Šis mikrofono tipas taip pat žinomas kaip kryptinis mikrofonas, nes jis yra jautresnis garsams, sklindantiems iš tam tikrų krypčių, nei kiti.
Kaip veikia slėgio ir slėgio gradiento mikrofonai
Norint suprasti slėgio ir slėgio gradiento mikrofonų skirtumus, būtina suprasti, kaip veikia kiekvieno tipo mikrofonai:
- Slėgio mikrofonai: Kai garso bangos pasiekia mikrofono diafragmą, diafragma vibruoja pirmyn ir atgal. Šis judėjimas sukelia oro slėgio pokyčius, kuriuos nustato mikrofono keitiklis. Gautas garso signalas iš esmės yra tiesioginis garso bangų, kurios patenka į mikrofono diafragmą, vaizdas.
- Slėgio gradiento mikrofonai: kai garso bangos pasiekia mikrofono diafragmą, diafragma simetriškai vibruoja pirmyn ir atgal. Tačiau kadangi užpakalinė diafragmos dalis yra veikiama kitokios akustinės aplinkos nei priekinė, bangos, pasiekiančios diafragmos galinę dalį, amplitudė ir fazė skirsis nuo priekinės. Tai sukelia skirtumą, kaip diafragma reaguoja į garso bangas, kurią aptinka mikrofono keitiklis. Gautas garso signalas yra sudėtingas tiesioginių garso bangų ir juos lydinčių fazių bei amplitudės skirtumų derinys.
Poliarinių modelių supratimas
Vienas iš svarbiausių slėgio ir slėgio gradiento mikrofonų skirtumų yra garso bangų aptikimo būdas, kuris turi įtakos mikrofono jautrumui ir krypties charakteristikoms. Mikrofono poliarinis modelis apibūdina, kaip jis reaguoja į garsus, sklindančius iš skirtingų krypčių. Štai trys populiariausi poliniai modeliai:
- Kardioidinis: šis modelis yra jautriausias garsams, sklindantiems iš mikrofono priekio, ir mažiau jautriems garsams, sklindantiems iš šonų ir galo.
- Dvikryptis: šis modelis vienodai jautrus garsams, sklindantiems iš mikrofono priekio ir galo, tačiau mažiau jautrus garsams, sklindantiems iš šonų.
- Daugiakryptis: šis modelis vienodai jautrus garsams, sklindantiems iš visų krypčių.
Viršutinio adreso ir šoninio adreso mikrofono diafragmos
Viršutinio adreso mikrofonai sukurti taip, kad diafragma būtų statmena mikrofono korpusui. Ši konstrukcija palengvina mikrofono padėties nustatymą ir yra ypač naudinga transliuojant internetines transliacijas ir įrašant nešiojamąjį kompiuterį. Pagrindinis aukščiausio adreso mikrofonų pranašumas yra tas, kad jie leidžia vartotojui matyti diafragmą, todėl lengviau nustatyti mikrofono padėtį ir nukreipti jį tinkama kryptimi.
Populiariausi aukščiausio adreso ir šoninio adreso mikrofonų prekės ženklai ir modeliai
Rinkoje yra daugybė mikrofonų prekių ženklų ir modelių, kurių kiekvienas turi savo unikalų dizainą ir savybes. Kai kurie iš populiariausių prekės ženklų ir modelių aukščiausio adreso mikrofonų yra Rode NT1-A, AKG C414 ir Shure SM7B. Kai kurie iš populiariausių prekės ženklų ir modelių šoninių adresų mikrofonų yra Neumann U87, Sennheiser MKH 416 ir Shure SM57.
Geriausias mikrofonas pagal jūsų poreikius
Galiausiai jūsų poreikius atitinkantis mikrofonas priklausys nuo daugelio veiksnių, įskaitant įrašymo aplinką, įrašomo garso tipą ir biudžetą. Prieš perkant svarbu ištirti ir peržiūrėti atsiliepimus bei garso pavyzdžius. Kai kurie pagrindiniai dalykai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis mikrofoną, yra šie:
- Diafragmos jautrumas
- Poliarinis mikrofono modelis
- Mikrofono korpuso dizainas ir dydis
- Kainos taškas ir bendras kainos ir kokybės santykis
Judanti ritė diafragma: dinaminis mikrofono elementas
Judančios ritės diafragmos principas pagrįstas artumo efektu, kai kuo arčiau diafragma yra garso šaltinio, tuo didesnis mikrofono jautrumas. Diafragma paprastai yra pagaminta iš plastiko arba aliuminio ir dedama į kapsulę, pritvirtintą prie mikrofono korpuso. Kai garso bangos patenka į diafragmą, ji vibruoja, todėl pritvirtinta ritė juda magnetiniame lauke, sukurdama elektros srovę, kuri siunčiama mikrofono kabeliais.
Kokie yra privalumai ir trūkumai?
Privalumai:
- Judančios ritės diafragmos paprastai yra mažiau jautrios nei kondensatoriaus diafragmos, todėl jos yra mažiau linkusios pagauti nepageidaujamą foninį triukšmą.
- Jie yra ypač patvarūs ir gali atlaikyti aukštą garso slėgio lygį be iškraipymų.
- Paprastai jie yra pigesni nei kondensaciniai mikrofonai, todėl jie yra puikus pasirinkimas tiems, kurie turi biudžetą.
Trūkumai:
- Judančios ritės diafragmos nėra tokios jautrios kaip kondensatoriaus diafragmos, o tai reiškia, kad jos gali nesuvokti tiek daug garso detalių.
- Norint, kad jie veiktų, reikalingas stipresnis signalas, o tai gali būti problema, jei įrašote tai, kas natūraliai yra mažo garsumo.
- Palyginti su juostinėmis diafragmomis, jų garsas gali būti ne toks natūralus.
Kaip tai palyginti su kitomis diafragmomis?
- Palyginti su juostinėmis diafragmomis, judančios ritės diafragmos paprastai yra patvaresnės ir gali atlaikyti didesnį garso slėgio lygį be iškraipymų.
- Palyginti su kondensatoriaus diafragmomis, judančios ritės diafragmos yra mažiau jautrios ir, kad veiktų, reikalingas stipresnis signalas, tačiau jos taip pat yra mažiau linkusios pagauti nepageidaujamą foninį triukšmą.
Kokie prekių ženklai naudoja judančios ritės diafragmas?
- Shure SM57 ir SM58 yra du dažniausiai pasitaikantys mikrofonai, kuriuose naudojamos judančios ritės diafragmos.
- „Electro-Voice RE20“ yra dar vienas populiarus dinaminis mikrofonas, kuriame naudojama judančios ritės diafragma.
Apskritai, ar judamosios ritės diafragma yra geras pasirinkimas?
Jei jums reikia mikrofono, kuris būtų patvarus, gali atlaikyti aukštą garso slėgio lygį be iškraipymų ir yra mažiau linkęs pagauti nepageidaujamą foninį triukšmą, judančios ritės diafragma gali būti geras pasirinkimas. Tačiau jei jums reikia jautresnio ir daugiau garso detalių galinčio paimti mikrofoną, kondensatoriaus diafragma gali būti geresnis pasirinkimas. Viskas priklauso nuo to, kam jums reikalingas mikrofonas ir koks jūsų biudžetas.
Juostelės diafragma: subtilus elementas, sukuriantis puikų garsą
Kai kurie juostinio diafragminio mikrofono naudojimo pranašumai yra šie:
- Puiki garso kokybė: juostelės diafragmos gebėjimas atgauti natūralų, nespalvotą garsą daro jį populiariu pasirinkimu įrašant instrumentus ir vokalą studijoje.
- Platus dažnių diapazonas: juostiniai mikrofonai paprastai turi platesnį dažnių diapazoną nei kitų tipų mikrofonai, todėl jie gali užfiksuoti platesnį garsų diapazoną.
- Mažesnis dydis: juostiniai mikrofonai paprastai yra mažesni nei tradiciniai kondensatoriai ir dinaminiai mikrofonai, todėl jie yra puikus pasirinkimas įrašant ankštose vietose.
- Senovinis garsas: juostiniai mikrofonai garsėja šiltu, senoviniu garsu, kuris daugeliui žmonių atrodo patrauklus.
- Izoliuotas garsas: juostiniai mikrofonai sukurti taip, kad gautų garsą iš šonų, o ne iš priekio ir galo, todėl garsą galima užfiksuoti labiau izoliuotai.
- Pasyvus dizainas: juostiniai mikrofonai yra pasyvūs, todėl jiems nereikia fantominio maitinimo ar kitų išorinių maitinimo šaltinių.
Kokie yra pagrindiniai juostelių diafragminių mikrofonų tipai?
Yra du pagrindiniai juostinių diafragminių mikrofonų tipai:
- Pasyvieji juostiniai mikrofonai: šiems mikrofonams nereikia jokios išorinės energijos, kad veiktų, ir jie paprastai yra subtilesni ir jautresni nei aktyvieji juostiniai mikrofonai.
- Aktyvūs juostiniai mikrofonai: šie mikrofonai turi įmontuotą išankstinio stiprintuvo grandinę, kuri sustiprina signalą iš juostelės, todėl išvesties lygis yra stipresnis. Aktyviems juostiniams mikrofonams veikti paprastai reikia fantominio maitinimo.
Kondensatoriaus (kondensatoriaus) diafragma mikrofonuose
Kondensatoriaus diafragma yra ypač jautri ir gali atgauti net mažiausius garsus. Toks jautrumas atsiranda dėl to, kad diafragma paprastai yra pagaminta iš labai plonos medžiagos, kuri leidžia jai lengviau vibruoti. Be to, kondensatoriniam mikrofonui reikalingas maitinimo šaltinis, paprastai tiekiamas per fantominį maitinimo šaltinį, kuris leidžia sukurti stipresnį elektrinį signalą.
Kodėl jis laikomas kondensatoriumi?
Kondensatoriaus diafragma laikoma kondensatoriumi, nes ji naudoja talpos principus, kad sukurtų elektrinį signalą. Talpa – tai sistemos gebėjimas kaupti elektros krūvį, o kondensatoriaus diafragmos atveju, pasikeitus atstumui tarp dviejų metalinių plokščių, pasikeičia talpa, kuri vėliau paverčiama elektriniu signalu.
Kokia yra DC ir AC reikšmė kondensatoriaus diafragmos atžvilgiu?
DC reiškia nuolatinę srovę, kuri yra elektros srovės rūšis, kuri teka viena kryptimi. AC reiškia kintamąją srovę, kuri yra elektros srovės rūšis, kuri periodiškai keičia kryptį. Kondensatoriaus diafragmos atveju maitinimo šaltinis, tiekiantis įtampą sistemai, gali būti nuolatinė arba kintamoji, priklausomai nuo mikrofono konstrukcijos.
Koks yra kondensatoriaus diafragmos vaidmuo įrašant?
Kondensatoriaus diafragma atlieka svarbų vaidmenį įrašant, paverčiant garso bangas elektriniu signalu, kurį galima saugoti ir valdyti. Dėl savo jautrumo ir gebėjimo užfiksuoti platų dažnių diapazoną jis yra populiarus pasirinkimas įrašant vokalą ir akustinius instrumentus, taip pat fiksuojant aplinkos garsus patalpoje ar aplinkoje. Dėl nuoseklaus ir natūralaus garso charakterio jis taip pat yra puikus pasirinkimas norint užfiksuoti tikrąją spektaklio esmę.
Išvada
Taigi, štai kas yra diafragma ir kaip ji veikia mikrofone. Tai subtili medžiaga, kuri akustinę energiją paverčia elektros energija. Tai svarbiausia mikrofono dalis, todėl jūs turite žinoti, kas tai yra dabar, kai žinote, kaip jis veikia. Taigi, nebijokite užduoti klausimų, jei nesate tikri, ir visada nepamirškite, kad tai judėtų! Ačiū, kad skaitėte ir tikiuosi, kad sužinojote ką nors naujo!
Esu Joostas Nusselderis, „Neaera“ įkūrėjas ir turinio rinkodaros specialistas, tėtis, ir mėgstu išbandyti naują įrangą su gitara, kuri yra mano aistros šerdis, o kartu su komanda nuo 2020 m. kuriu išsamius tinklaraščio straipsnius. padėti ištikimiems skaitytojams įrašų ir gitaros patarimais.
