Akustikas jomā diafragma ir a devējs paredzēts, lai patiesi pārveidotu mehānisko kustību un skaņu. Tas parasti ir izgatavots no plānas membrānas vai dažādu materiālu loksnes. Skaņas viļņu mainīgais gaisa spiediens rada vibrācijas uz diafragmu, ko pēc tam var uztvert kā citu enerģijas veidu (vai otrādi).
Izpratne par mikrofona diafragmām: mikrofona tehnoloģijas sirds
A mikrofons diafragma ir galvenā mikrofona sastāvdaļa, kas pārvērš akustisko enerģiju (skaņas viļņus) elektroenerģijā (audio signālu). Tas ir plāns, smalks materiāla gabals, parasti apļveida forma, kas izgatavots no mylar vai citiem specializētiem materiāliem. Diafragma simpātiski pārvietojas ar skaņas viļņu radītajiem gaisa traucējumiem, un pēc tam šī kustība tiek pārveidota par elektrisko strāvu, ko var ievadīt apstrādes iekārtās.
Diafragmas dizaina nozīme
Mikrofona diafragmas dizains ir ārkārtīgi svarīgs, jo tas var ievērojami ietekmēt radītā audio signāla īpašības. Tālāk ir minēti daži būtiski faktori, kas jāņem vērā, veidojot mikrofona diafragmu:
- Izmērs: Diafragmas izmērs var būt no maza (mazāks par collu diametrā) līdz daudz lielākam atkarībā no mikrofona veida un tveršanai nepieciešamo frekvenču diapazona.
- Materiāls: materiāls, ko izmanto, lai izgatavotu diafragmu, var atšķirties atkarībā no mikrofona vajadzībām. Daži izplatīti materiāli ir milārs, metāls un lente.
- Tips: ir dažāda veida diafragmas, tostarp dinamiskās, kondensatora (kondensatora) un lentes. Katram veidam ir savas unikālās īpašības un pielietojums.
- Forma: Diafragmas forma var ietekmēt to, kā tā vibrē līdzjūtīgi pret skaņas viļņu radītajiem gaisa traucējumiem.
- Masa: Diafragmas masa ir būtiska sastāvdaļa tās spējai līdzjūtīgi pārvietoties ar skaņas viļņiem. Lielākajai daļai mikrofonu veidu parasti dod priekšroku kustīgai diafragmai ar mazu masu.
Tehniskās atšķirības starp diafragmu veidiem
Tālāk ir norādītas dažas tehniskas atšķirības starp visizplatītākajiem mikrofonu diafragmu veidiem.
- Dinamisks: dinamisks mikrofons izmanto diafragmu, kas ir pievienota kustīgai spolei. Kad skaņas viļņi skar diafragmu, tas izraisa spoles kustību, kas rada elektrisko strāvu.
- Kondensators (kondensators): kondensatora mikrofonā tiek izmantota diafragma, kas novietota metāla plāksnes priekšā. Diafragma un plāksne veido kondensatoru, un, kad skaņas viļņi skar diafragmu, mainās attālums starp diafragmu un plāksni, kas rada elektrisko strāvu.
- Lente: lentes mikrofons izmanto diafragmu, kas ir izgatavota no plānas metāla sloksnes (lentes). Kad skaņas viļņi skar lenti, tā simpātiski vibrē, kas rada elektrisko strāvu.
Diafragmas loma mikrofona darbībā
Diafragma ir galvenais mikrofona elements, kas pārvērš akustisko enerģiju elektroenerģijā. Tā spēja efektīvi pārveidot skaņas viļņus elektriskajā strāvā ir ļoti svarīga mikrofona vispārējai darbībai. Tālāk ir minēti daži galvenie faktori, kas jāņem vērā, novērtējot mikrofona diafragmas veiktspēju:
- Jutība: mikrofona jutība attiecas uz elektriskās izejas līmeni, ko tas rada, reaģējot uz noteiktu skaņas līmeni. Jutīgāka diafragma radīs spēcīgāku elektrisko signālu noteiktam skaņas līmenim.
- Frekvences reakcija: Mikrofona frekvences reakcija attiecas uz tā spēju precīzi uztvert frekvenču diapazonu. Labi izstrādāta diafragma spēs uztvert plašu frekvenču diapazonu, neradot ievērojamus kropļojumus vai citus artefaktus.
- Polārais modelis: mikrofona polārais raksts attiecas uz tā jutības virzienu. Labi izstrādāta diafragma spēs efektīvi uztvert skaņu no vēlamā virziena, vienlaikus samazinot jutību pret skaņu no citiem virzieniem.
Bottom Line
Mikrofona diafragma ir jebkura mikrofona būtiska sastāvdaļa, un tās dizains un veiktspējas raksturlielumi var ievērojami ietekmēt radītā audio signāla kvalitāti. Izvērtējot dažāda veida mikrofonus, ir svarīgi pievērst īpašu uzmanību diafragmas konstrukcijai un veiktspējai, jo tā ir viena no svarīgākajām sastāvdaļām visā mikrofona blokā.
Mikrofonu diafragmas veiktspējas faktoru apgūšana
- Lielākām diafragmām parasti ir lielāka frekvences reakcija un labāka zemfrekvences jutība, padarot tās ideāli piemērotas mūzikas un vokāla ierakstīšanai.
- Mazākas diafragmas labāk reaģē uz augstfrekvences skaņām, un tās parasti izmanto akustisko instrumentu ierakstīšanai un kā augšējos mikrofonus bungu komplektos.
Materiālu pasaule: diafragmas materiāla ietekme uz skaņas kvalitāti
- Materiāls, ko izmanto, lai izgatavotu diafragmu, var būtiski ietekmēt mikrofona skaņas kvalitāti.
- Alumīnija diafragmas parasti izmanto dinamiskos mikrofonos un rada siltu, dabisku skaņu.
- Lentes mikrofonos parasti tiek izmantota plāna alumīnija folija vai citi vadoši materiāli, lai izveidotu diafragmu, kas labi reaģē uz augstfrekvences skaņām.
- Kondensatora mikrofoni bieži izmanto plānu polimēru plēvi vai elektreta materiālu, lai izveidotu diafragmu, kas ir ļoti jutīga pret skaņas viļņiem.
Elektriskie sapņi: elektriskā lādiņa loma diafragmas darbībā
- Kondensatora mikrofonu darbībai ir nepieciešams elektriskais lādiņš, ko nodrošina līdzstrāvas spriegums caur mikrofona savienotāju.
- Elektriskais lādiņš uz diafragmas ļauj tai vibrēt, reaģējot uz ienākošajiem skaņas viļņiem, radot elektrisku signālu, ko var pastiprināt un ierakstīt.
- Elektreta kondensatora mikrofoniem ir pastāvīgs elektriskais lādiņš, kas iebūvēts membrānā, padarot tos ērtākus un vieglāk lietojamus.
Saliekot visu kopā: kā diafragmas veiktspējas faktori ietekmē jūsu mikrofona izvēli
- Diafragmas veiktspējas faktoru izpratne ir svarīga, lai izvēlētos vislabāko mikrofonu jūsu vajadzībām.
- Lielākas diafragmas ir ideāli piemērotas mūzikas un vokāla ierakstīšanai, savukārt mazākas diafragmas ir labākas akustiskajiem instrumentiem un bungu komplektiem.
- Membrānas izgatavošanai izmantotais materiāls var būtiski ietekmēt mikrofona skaņas kvalitāti, un parasti tiek izvēlēts alumīnijs, lente un polimērs.
- Diafragmas forma var tieši ietekmēt mikrofona skaņas kvalitāti un veiktspēju, jo plakanas virsmas rada dabiskāku skaņu, bet izliektas virsmas rada krāsaināku skaņu.
- Membrānas elektriskais lādiņš ir būtisks kondensatora mikrofoniem, un elektreta kondensatora mikrofoni ir populāra izvēle to ērtībai un lietošanas vienkāršībai.
Akustiskais princips: spiediens pret spiediena gradientu
Runājot par mikrofoniem, skaņas viļņu noteikšanai tiek izmantoti divi galvenie akustisko principu veidi: spiediens un spiediena gradients. Lūk, kas jums jāzina par šīm divām metodēm:
- Spiediena mikrofoni: šie mikrofoni nosaka skaņas viļņus, mērot gaisa spiediena izmaiņas, kas rodas, kad skaņas viļņi skar mikrofona diafragmu. Šis mikrofona veids ir pazīstams arī kā daudzvirzienu mikrofons, jo tas vienādi uztver skaņas viļņus no visiem virzieniem.
- Spiediena gradienta mikrofoni: šie mikrofoni nosaka skaņas viļņus, mērot gaisa spiediena atšķirības starp mikrofona diafragmas priekšpusi un aizmuguri. Šis mikrofona veids ir pazīstams arī kā virziena mikrofons, jo tas ir jutīgāks pret skaņām, kas nāk no noteiktiem virzieniem nekā citi.
Kā darbojas spiediena un spiediena gradienta mikrofoni
Lai saprastu atšķirības starp spiediena un spiediena gradienta mikrofoniem, ir svarīgi saprast, kā darbojas katrs mikrofona veids.
- Spiediena mikrofoni: kad skaņas viļņi sasniedz mikrofona diafragmu, tie izraisa diafragmas vibrāciju uz priekšu un atpakaļ. Šī kustība rada gaisa spiediena izmaiņas, ko nosaka mikrofona devējs. Iegūtais audio signāls būtībā ir tiešs skaņas viļņu attēlojums, kas skar mikrofona diafragmu.
- Spiediena gradienta mikrofoni: kad skaņas viļņi sasniedz mikrofona diafragmu, tie izraisa diafragmas simetriski vibrāciju uz priekšu un atpakaļ. Tomēr, tā kā diafragmas aizmugure ir pakļauta atšķirīgai akustiskajai videi nekā priekšpuse, viļņa amplitūda un fāze, kas sasniedz diafragmas aizmuguri, atšķirsies no priekšpuses. Tas izraisa atšķirību tajā, kā diafragma reaģē uz skaņas viļņiem, ko nosaka mikrofona devējs. Iegūtais audio signāls ir sarežģīts tiešo skaņas viļņu un to pavadošo fāžu un amplitūdu atšķirību sajaukums.
Polāro modeļu izpratne
Viena no kritiskajām atšķirībām starp spiediena un spiediena gradienta mikrofoniem ir veids, kā tie nosaka skaņas viļņus, kas ietekmē mikrofona jutību un virziena īpašības. Mikrofona polārais modelis apraksta, kā tas reaģē uz skaņām, kas nāk no dažādiem virzieniem. Šeit ir trīs populārākie polārie modeļi:
- Kardioīds: šis modelis ir visjutīgākais pret skaņām, kas nāk no mikrofona priekšpuses, un mazāk jutīgs pret skaņām, kas nāk no sāniem un aizmugures.
- Divvirzienu: šis modelis ir vienlīdz jutīgs pret skaņām, kas nāk no mikrofona priekšpuses un aizmugures, bet mazāk jutīgas pret skaņām, kas nāk no sāniem.
- Daudzvirzienu: šis modelis ir vienlīdz jutīgs pret skaņām, kas nāk no visiem virzieniem.
Augšējās adreses un sānu adrešu mikrofona diafragmas
Augstākās adreses mikrofoni ir izstrādāti ar diafragmu, kas novietota perpendikulāri mikrofona korpusam. Šis dizains atvieglo mikrofona novietojumu un ir īpaši noderīgs podcast apraidei un ierakstīšanai no rokas. Galvenās augstākās adreses mikrofonu priekšrocības ir tas, ka tie ļauj lietotājam redzēt diafragmu, tādējādi atvieglojot mikrofona novietojumu un virzīšanu pareizajā virzienā.
Izplatītākie augstākās adrešu un sānu adrešu mikrofonu zīmoli un modeļi
Tirgū ir pieejams liels skaits mikrofonu zīmolu un modeļu, katram no tiem ir savs unikāls dizains un īpašības. Daži no populārākajiem augstākās adrešu mikrofonu zīmoliem un modeļiem ir Rode NT1-A, AKG C414 un Shure SM7B. Daži no populārākajiem sānu adrešu mikrofonu zīmoliem un modeļiem ir Neumann U87, Sennheiser MKH 416 un Shure SM57.
Labākais mikrofons jūsu vajadzībām
Galu galā jūsu vajadzībām piemērotākais mikrofons būs atkarīgs no vairākiem faktoriem, tostarp jūsu ierakstīšanas vides, ierakstāmā audio veida un budžeta. Pirms pirkuma veikšanas ir svarīgi veikt izpēti un iepazīties ar atsauksmēm un skaņu paraugiem. Daži galvenie punkti, kas jāņem vērā, izvēloties mikrofonu, ir:
- Diafragmas jutība
- Mikrofona polārais raksts
- Mikrofona korpusa dizains un izmērs
- Cenu punkts un kopējā naudas vērtība
Moving-coil diafragma: dinamisks mikrofona elements
Kustīgās spoles diafragmas princips ir balstīts uz tuvuma efektu, proti, jo tuvāk diafragma atrodas skaņas avotam, jo augstāka ir mikrofona jutība. Diafragma parasti ir izgatavota no plastmasas vai alumīnija un ir ievietota kapsulā, kas ir pievienota mikrofona korpusam. Kad skaņas viļņi skar diafragmu, tā vibrē, liekot pievienotajai spolei kustēties magnētiskajā laukā, radot elektrisko strāvu, kas tiek raidīta pa mikrofona kabeļiem.
Kādas ir priekšrocības un trūkumi?
Priekšrocības:
- Kustīgās spoles diafragmas parasti ir mazāk jutīgas nekā kondensatora diafragmas, tāpēc tās ir mazāk pakļautas nevēlama fona trokšņa uztveršanai.
- Tie ir ārkārtīgi izturīgi un var izturēt augstu skaņas spiediena līmeni bez traucējumiem.
- Tie parasti ir lētāki nekā kondensatora mikrofoni, padarot tos par lielisku iespēju tiem, kam ir mazs budžets.
Trūkumi:
- Kustīgās spoles diafragmas nav tik jutīgas kā kondensatora diafragmas, kas nozīmē, ka tās var neuztvert tik daudz detaļu skaņā.
- Lai tie darbotos, nepieciešams spēcīgāks signāls, kas var radīt problēmas, ja ierakstāt kaut ko, kam ir dabiski zems skaļums.
- Salīdzinot ar lentes diafragmām, tām var nebūt tik dabiska skaņa.
Kā to salīdzina ar citām diafragmām?
- Salīdzinot ar lentes diafragmām, kustīgo spoļu diafragmas parasti ir izturīgākas un var izturēt augstāku skaņas spiediena līmeni bez traucējumiem.
- Salīdzinot ar kondensatora diafragmām, kustīgās spoles diafragmas ir mazāk jutīgas, un tām ir nepieciešams spēcīgāks signāls, lai tās darbotos, taču tās ir arī mazāk pakļautas nevēlamu fona trokšņu uztveršanai.
Kādi zīmoli izmanto kustīgās spoles diafragmas?
- Shure SM57 un SM58 ir divi no visizplatītākajiem mikrofoniem, kas izmanto kustīgas spoles diafragmas.
- Electro-Voice RE20 ir vēl viens populārs dinamiskais mikrofons, kas izmanto kustīgas spoles diafragmu.
Kopumā vai kustīgās spoles diafragma ir laba izvēle?
Ja jums ir nepieciešams mikrofons, kas ir izturīgs, spēj izturēt augstu skaņas spiediena līmeni bez kropļojumiem un ir mazāk pakļauts nevēlamu fona trokšņu uztveršanai, tad laba izvēle var būt kustīgas spoles diafragma. Tomēr, ja jums ir nepieciešams mikrofons, kas ir jutīgāks un spēj uztvert vairāk skaņas detaļu, kondensatora diafragma var būt labāka izvēle. Tas viss ir atkarīgs no tā, kādam nolūkam jums ir nepieciešams mikrofons un kāds ir jūsu budžets.
Lentes diafragma: smalks elements, kas rada izcilu skaņu
Dažas no lentes diafragmas mikrofona lietošanas priekšrocībām ir:
- Lieliska skaņas kvalitāte: lentes diafragmas spēja uztvert dabisku, bezkrāsainu skaņu padara to par populāru izvēli instrumentu un vokālu ierakstīšanai studijā.
- Plašs frekvenču diapazons: lentes mikrofoniem parasti ir plašāks frekvenču diapazons nekā citiem mikrofonu veidiem, ļaujot tiem uztvert plašāku skaņu diapazonu.
- Mazāks izmērs: lentes mikrofoni parasti ir mazāki nekā tradicionālie kondensatora un dinamiskie mikrofoni, tāpēc tie ir lieliska izvēle ierakstīšanai šaurās vietās.
- Vintage skaņa: lentes mikrofoniem ir reputācija, jo tie rada siltu, antīku skaņu, kas daudziem šķiet pievilcīga.
- Izolēta skaņa: lentes mikrofoni ir paredzēti, lai uztvertu skaņu no sāniem, nevis priekšpuses un aizmugures, kas ļauj iegūt izolētāku skaņu.
- Pasīvs dizains: tā kā lentes mikrofoni ir pasīvi, to darbībai nav nepieciešama fantoma strāva vai citi ārējie barošanas avoti.
Kādi ir lentes diafragmas mikrofonu galvenie veidi?
Ir divi galvenie lentes diafragmas mikrofonu veidi:
- Pasīvie lentes mikrofoni: šiem mikrofoniem nav nepieciešama ārēja jauda, lai tie darbotos, un tie parasti ir smalkāki un jutīgāki nekā aktīvie lentes mikrofoni.
- Aktīvie lentes mikrofoni: šiem mikrofoniem ir iebūvēta priekšpastiprinātāja shēma, kas pastiprina signālu no lentes, tādējādi nodrošinot spēcīgāku izvades līmeni. Aktīvo lentes mikrofonu darbībai parasti ir nepieciešama fantoma jauda.
Kondensatora (kondensatora) diafragma mikrofonos
Kondensatora diafragma ir ārkārtīgi jutīga un spēj uztvert pat vismazākās skaņas. Šī jutība ir saistīta ar faktu, ka diafragma parasti ir izgatavota no ļoti plāna materiāla, kas ļauj tai vieglāk vibrēt. Turklāt kondensatora mikrofonam ir nepieciešams strāvas avots, kas parasti tiek piegādāts caur fantoma barošanas avotu, kas ļauj tam radīt spēcīgāku elektrisko signālu.
Kāpēc tas tiek uzskatīts par kondensatoru?
Kondensatora diafragma tiek uzskatīta par kondensatoru, jo tā izmanto kapacitātes principus, lai radītu elektrisko signālu. Kapacitāte ir sistēmas spēja uzglabāt elektrisko lādiņu, un kondensatora diafragmas gadījumā attāluma izmaiņas starp abām metāla plāksnēm rada kapacitātes izmaiņas, kas pēc tam tiek pārveidotas par elektrisko signālu.
Kāda ir līdzstrāvas un maiņstrāvas nozīme attiecībā uz kondensatora diafragmu?
DC apzīmē līdzstrāvu, kas ir elektriskās strāvas veids, kas plūst vienā virzienā. AC apzīmē maiņstrāvu, kas ir elektriskās strāvas veids, kas periodiski maina virzienu. Kondensatora diafragmas gadījumā strāvas avots, kas piegādā sistēmai spriegumu, var būt līdzstrāva vai maiņstrāva atkarībā no mikrofona konstrukcijas.
Kāda ir kondensatora diafragmas loma ierakstīšanā?
Kondensatora diafragmai ir izšķiroša loma ierakstīšanā, pārveidojot skaņas viļņus elektriskos signālos, ko var uzglabāt un ar to manipulēt. Tā jutīgums un spēja uztvert plašu frekvenču diapazonu padara to par populāru izvēli vokāla un akustisko instrumentu ierakstīšanai, kā arī apkārtējās vides skaņu tveršanai telpā vai vidē. Tā konsekventais un dabiskais skanējums padara to par lielisku izvēli priekšnesuma patiesās būtības tveršanai.
Secinājumi
Tātad, lūk, kas ir diafragma un kā tā darbojas mikrofonā. Tas ir smalks materiāla gabals, kas pārvērš akustisko enerģiju elektroenerģijā. Tā ir vissvarīgākā mikrofona daļa, tāpēc jums ir jāzina, kas tas ir tagad, kad zināt, kā tas darbojas. Tāpēc nebaidieties uzdot jautājumus, ja neesat pārliecināts, un vienmēr atcerieties to turpināt! Paldies, ka lasījāt, un ceru, ka uzzinājāt ko jaunu!
Es esmu Joosts Nuselders, Neaera dibinātājs un satura mārketinga speciālists, tētis, un man patīk izmēģināt jaunu aprīkojumu ar ģitāru, un es kopā ar savu komandu veidoju padziļinātus emuāra rakstus kopš 2020. gada. lai palīdzētu lojālajiem lasītājiem ar ierakstīšanas un ģitāras padomiem.
