Innenfor akustikk er en diafragma en svinger ment å trofast konvertere mekanisk bevegelse og lyd. Det er vanligvis konstruert av en tynn membran eller ark av forskjellige materialer. Det varierende lufttrykket til lydbølgene gir vibrasjoner til membranen som deretter kan fanges opp som en annen form for energi (eller omvendt).
Forstå mikrofonmembraner: hjertet av mikrofonteknologi
A mikrofon diafragma er hovedkomponenten i en mikrofon som konverterer akustisk energi (lydbølger) til elektrisk energi (lydsignal). Det er et tynt, delikat stykke materiale, typisk sirkulær i form, laget av mylar eller andre spesialiserte materialer. Membranen beveger seg sympatisk med luftforstyrrelsene forårsaket av lydbølger, og denne bevegelsen omdannes deretter til en elektrisk strøm som kan mates inn i prosessutstyret.
Viktigheten av diafragmadesign
Utformingen av en mikrofonmembran er av største betydning, da den i stor grad kan påvirke egenskapene til lydsignalet som produseres. Følgende er noen kritiske faktorer å vurdere når du designer en mikrofonmembran:
- Størrelse: Størrelsen på membranen kan variere fra liten (mindre enn en tomme i diameter) til mye større, avhengig av typen mikrofon og rekkevidden av frekvenser den trenger å fange.
- Materiale: Materialet som brukes til å lage membranen kan variere avhengig av behovene til mikrofonen. Noen vanlige materialer inkluderer mylar, metall og bånd.
- Type: Det finnes forskjellige typer membraner, inkludert dynamisk, kondensator (kondensator) og bånd. Hver type har sine egne unike egenskaper og bruksområder.
- Form: Formen på membranen kan påvirke måten den vibrerer sympatisk med luftforstyrrelsene forårsaket av lydbølger.
- Masse: Membranens masse er en kritisk ingrediens i dens evne til å bevege seg sympatisk med lydbølger. En bevegelig membran med lav masse er generelt foretrukket for de fleste typer mikrofoner.
De tekniske forskjellene mellom diafragmatyper
Følgende er noen tekniske forskjeller mellom de vanligste typene mikrofonmembraner:
- Dynamisk: En dynamisk mikrofon bruker en diafragma som er festet til en bevegelig spole. Når lydbølger treffer membranen, får det spolen til å bevege seg, noe som genererer en elektrisk strøm.
- Kondensator (kondensator): En kondensatormikrofon bruker en membran som er plassert foran en metallplate. Membranen og platen danner en kondensator, og når lydbølger treffer membranen, fører det til at avstanden mellom membranen og platen endres, noe som genererer en elektrisk strøm.
- Bånd: En båndmikrofon bruker en membran som er laget av en tynn stripe av metall (båndet). Når lydbølger treffer båndet, vibrerer det sympatisk, noe som genererer en elektrisk strøm.
Membranens rolle i mikrofonytelse
Membranen er hovedelementet i en mikrofon som konverterer akustisk energi til elektrisk energi. Dens evne til effektivt å konvertere lydbølger til en elektrisk strøm er avgjørende for den generelle ytelsen til mikrofonen. Følgende er noen nøkkelfaktorer å vurdere når du evaluerer ytelsen til en mikrofonmembran:
- Følsomhet: Følsomheten til en mikrofon refererer til nivået av elektrisk utgang den produserer som svar på et gitt lydnivå. En mer følsom diafragma vil gi et sterkere elektrisk signal for et gitt lydnivå.
- Frekvensrespons: Frekvensresponsen til en mikrofon refererer til dens evne til nøyaktig å fange et frekvensområde. En godt designet membran vil kunne fange opp et bredt spekter av frekvenser uten å introdusere betydelig forvrengning eller andre artefakter.
- Polarmønster: Det polare mønsteret til en mikrofon refererer til retningsevnen til dens følsomhet. En godt designet membran vil effektivt kunne fange opp lyd fra ønsket retning samtidig som følsomheten for lyd fra andre retninger minimeres.
Bunnlinjen
Mikrofonmembranen er en kritisk komponent i enhver mikrofon, og dens design og ytelsesegenskaper kan i stor grad påvirke kvaliteten på lydsignalet som produseres. Ved vurdering av ulike typer mikrofoner er det viktig å være nøye med utformingen og ytelsen til membranen, da den er en av de viktigste komponentene i hele mikrofonenheten.
Mestring av membranytelsesfaktorer for mikrofoner
- Større membraner har en tendens til å ha en mer utvidet frekvensrespons og bedre lavfrekvent følsomhet, noe som gjør dem ideelle for opptak av musikk og vokal.
- Mindre membraner reagerer mer på høyfrekvente lyder og brukes ofte til opptak av akustiske instrumenter og som overhead-mikrofoner i trommesett.
Material World: The Influence of Diaphragm Material på lydkvalitet
- Materialet som brukes til å lage membranen kan påvirke mikrofonens lydkvalitet betydelig.
- Aluminiumsmembraner brukes ofte i dynamiske mikrofoner og produserer en varm, naturlig lyd.
- Båndmikrofoner bruker vanligvis tynn aluminiumsfolie eller andre ledende materialer for å lage en diafragma som reagerer godt på høyfrekvente lyder.
- Kondensatormikrofoner bruker ofte en tynn polymerfilm eller elektretmateriale for å lage en diafragma som er svært følsom for lydbølger.
Electric Dreams: Rollen til elektrisk ladning i diafragmaytelse
- Kondensatormikrofoner krever en elektrisk ladning for å fungere, som leveres av en likespenning gjennom mikrofonens kontakt.
- Den elektriske ladningen på membranen lar den vibrere som svar på innkommende lydbølger, og skaper et elektrisk signal som kan forsterkes og registreres.
- Elektret kondensatormikrofoner har en permanent elektrisk ladning innebygd i membranen, noe som gjør dem mer praktiske og enklere å bruke.
Sette det hele sammen: Hvordan membranytelsesfaktorer påvirker mikrofonvalget ditt
- Å forstå membranytelsesfaktorer er nøkkelen til å velge den beste mikrofonen for dine behov.
- Større membraner er ideelle for opptak av musikk og vokal, mens mindre membraner er bedre for akustiske instrumenter og trommesett.
- Materialet som brukes til å lage membranen kan påvirke mikrofonens lydkvalitet betydelig, med aluminium, bånd og polymer som vanlige valg.
- Formen på membranen kan direkte påvirke mikrofonens lydkvalitet og ytelse, med flate overflater som gir en mer naturlig lyd og buede overflater gir en mer farget lyd.
- Den elektriske ladningen på membranen er avgjørende for kondensatormikrofoner, med elektretkondensatormikrofoner som et populært valg for deres bekvemmelighet og brukervennlighet.
Det akustiske prinsippet: trykk versus trykkgradient
Når det kommer til mikrofoner, er det to hovedtyper av akustiske prinsipper som brukes til å oppdage lydbølger: trykk og trykkgradient. Her er det du trenger å vite om disse to metodene:
- Trykkmikrofoner: Disse mikrofonene oppdager lydbølger ved å måle endringene i lufttrykket som oppstår når lydbølger treffer mikrofonmembranen. Denne typen mikrofon er også kjent som en rundstrålende mikrofon fordi den fanger opp lydbølger fra alle retninger likt.
- Trykkgradientmikrofoner: Disse mikrofonene registrerer lydbølger ved å måle forskjellene i lufttrykk mellom forsiden og baksiden av mikrofonmembranen. Denne typen mikrofon er også kjent som en retningsmikrofon fordi den er mer følsom for lyder som kommer fra visse retninger enn andre.
Hvordan trykk- og trykkgradientmikrofoner fungerer
For å forstå forskjellene mellom trykk- og trykkgradientmikrofoner, er det viktig å forstå hvordan hver type mikrofon fungerer:
- Trykkmikrofoner: Når lydbølger når mikrofonmembranen, får de membranen til å vibrere frem og tilbake. Denne bevegelsen produserer endringer i lufttrykket som oppdages av mikrofonens svinger. Det resulterende lydsignalet er i hovedsak en direkte representasjon av lydbølgene som treffer mikrofonmembranen.
- Trykkgradientmikrofoner: Når lydbølger når mikrofonmembranen, får de membranen til å vibrere frem og tilbake på en symmetrisk måte. Men fordi baksiden av membranen er utsatt for et annet akustisk miljø enn fronten, vil amplituden og fasen til bølgen som når baksiden av membranen være forskjellig fra fronten. Dette forårsaker en forskjell i måten membranen reagerer på lydbølgene, som oppdages av mikrofonens transduser. Det resulterende lydsignalet er en kompleks blanding av de direkte lydbølgene og de medfølgende fase- og amplitudeforskjellene.
Forstå polare mønstre
En av de kritiske forskjellene mellom trykk- og trykkgradientmikrofoner er måten de oppdager lydbølger på, noe som påvirker mikrofonens følsomhet og retningsegenskaper. Det polare mønsteret til en mikrofon beskriver hvordan den reagerer på lyder som kommer fra forskjellige retninger. Her er de tre mest populære polarmønstrene:
- Kardioid: Dette mønsteret er mest følsomt for lyder som kommer fra forsiden av mikrofonen og mindre følsomt for lyder som kommer fra sidene og baksiden.
- Toveis: Dette mønsteret er like følsomt for lyder som kommer fra forsiden og baksiden av mikrofonen, men mindre følsomt for lyder som kommer fra sidene.
- Omnidireksjonell: Dette mønsteret er like følsomt for lyder som kommer fra alle retninger.
Toppadresse versus sideadresse mikrofonmembraner
Toppadressemikrofoner er designet med membranen plassert vinkelrett på mikrofonens kropp. Denne designen gjør det lettere å plassere mikrofonen og er spesielt nyttig for podcasting og håndholdt opptak. Den primære fordelen med toppadressemikrofoner er at de lar brukeren se membranen, noe som gjør det lettere å plassere mikrofonen og rette den i riktig retning.
Vanlige merker og modeller av toppadresse- og sideadressemikrofoner
Det finnes et stort antall mikrofonmerker og modeller på markedet, hver med sine egne unike design og egenskaper. Noen av de mest populære merkene og modellene av toppadressemikrofoner inkluderer Rode NT1-A, AKG C414 og Shure SM7B. Noen av de mest populære merkene og modellene av sideadressemikrofoner inkluderer Neumann U87, Sennheiser MKH 416 og Shure SM57.
Den beste mikrofonen for dine behov
Til syvende og sist vil den beste mikrofonen for dine behov avhenge av en rekke faktorer, inkludert opptaksmiljøet ditt, typen lyd du tar opp og budsjettet ditt. Det er viktig å gjøre research og sjekke anmeldelser og lydprøver før du kjøper. Noen viktige punkter å vurdere når du velger en mikrofon inkluderer:
- Følsomheten til diafragma
- Det polare mønsteret til mikrofonen
- Kroppens design og størrelsen på mikrofonen
- Prispunkt og generell verdi for pengene
The Moving-Coil Diaphragm: Et dynamisk mikrofonelement
Prinsippet bak den bevegelige spolemembranen er basert på nærhetseffekten, der jo nærmere membranen er lydkilden, jo høyere er følsomheten til mikrofonen. Membranen er vanligvis laget av plast eller aluminium og er plassert i en kapsel som er festet til mikrofonhuset. Når lydbølger treffer membranen, vibrerer den, noe som får den vedlagte spolen til å bevege seg i magnetfeltet, og skaper en elektrisk strøm som sendes gjennom mikrofonkablene.
Hva er fordelene og ulempene?
Fordeler:
- Membraner med bevegelige spole er generelt mindre følsomme enn kondensatormembraner, noe som gjør dem mindre utsatt for å fange opp uønsket bakgrunnsstøy.
- De er ekstremt slitesterke og tåler høye lydtrykknivåer uten forvrengning.
- De er vanligvis rimeligere enn kondensatormikrofoner, noe som gjør dem til et flott alternativ for de som har et budsjett.
Ulemper:
- Membraner med bevegelige spole er ikke så følsomme som kondensatormembraner, noe som betyr at de kanskje ikke fanger opp så mye detaljer i lyden.
- De krever et sterkere signal for å fungere, noe som kan være et problem hvis du spiller inn noe som er naturlig lavt i volum.
- Sammenlignet med båndmembraner har de kanskje ikke like naturlig lyd.
Hvordan er det sammenlignet med andre membraner?
- Sammenlignet med båndmembraner er membraner med bevegelige spole generelt mer holdbare og kan håndtere høyere lydtrykknivåer uten forvrengning.
- Sammenlignet med kondensatormembraner er bevegelige spolemembraner mindre følsomme og krever et sterkere signal for å fungere, men de er også mindre utsatt for å fange opp uønsket bakgrunnsstøy.
Hvilke merker bruker Moving-Coil-membraner?
- Shure SM57 og SM58 er to av de vanligste mikrofonene som bruker bevegelige spolemembraner.
- Electro-Voice RE20 er en annen populær dynamisk mikrofon som bruker en bevegelig spolemembran.
Alt i alt, er en membran med bevegelig spole et godt valg?
Hvis du trenger en mikrofon som er slitesterk, kan håndtere høye lydtrykknivåer uten forvrengning, og som er mindre utsatt for å fange opp uønsket bakgrunnsstøy, kan en bevegelig spolemembran være et godt valg. Men hvis du trenger en mikrofon som er mer følsom og kan fange opp flere detaljer i lyden, så kan en kondensatormembran være et bedre alternativ. Alt avhenger av hva du trenger mikrofonen til og hva budsjettet ditt er.
Båndmembranen: Et delikat element som skaper utmerket lyd
Noen av fordelene med å bruke en båndmembranmikrofon inkluderer:
- Utmerket lydkvalitet: Båndmembranens evne til å fange opp naturlig, ufarget lyd gjør den til et populært valg for opptak av instrumenter og vokal i studio.
- Bredt frekvensområde: Båndmikrofoner har vanligvis et bredere frekvensområde enn andre mikrofontyper, slik at de kan fange opp et bredere spekter av lyder.
- Mindre størrelse: Båndmikrofoner er vanligvis mindre enn tradisjonelle kondensator- og dynamiske mikrofoner, noe som gjør dem til et godt valg for opptak på trange steder.
- Vintage lyd: Ribbon-mikrofoner har rykte på seg for å produsere en varm, vintage-lyd som mange finner tiltalende.
- Isolert lyd: Båndmikrofoner er designet for å fange opp lyd fra sidene, i stedet for foran og bak, noe som muliggjør mer isolert lydopptak.
- Passiv design: Fordi båndmikrofoner er passive, krever de ikke fantomstrøm eller andre eksterne strømkilder for å fungere.
Hva er hovedtypene for båndmembranmikrofoner?
Det er to hovedtyper av båndmembranmikrofoner:
- Passive båndmikrofoner: Disse mikrofonene krever ingen ekstern strøm for å fungere og er vanligvis mer delikate og følsomme enn aktive båndmikrofoner.
- Aktive båndmikrofoner: Disse mikrofonene har innebygde forforsterkerkretser som forsterker signalet fra båndet, noe som resulterer i et sterkere utgangsnivå. Aktive båndmikrofoner krever vanligvis fantomkraft for å fungere.
Kondensatormembranen (kondensator) i mikrofoner
Kondensatormembranen er ekstremt følsom og kan fange opp selv de minste lyder. Denne følsomheten skyldes det faktum at membranen vanligvis er laget av et veldig tynt materiale, som gjør at den kan vibrere lettere. I tillegg krever kondensatormikrofonen en strømkilde, vanligvis forsynt gjennom en fantomstrømkilde, som gjør at den kan skape et sterkere elektrisk signal.
Hvorfor regnes det som en kondensator?
Kondensatormembranen regnes som en kondensator fordi den bruker kapasitansprinsippene for å skape et elektrisk signal. Kapasitans er evnen til et system til å lagre en elektrisk ladning, og når det gjelder kondensatormembranen, skaper endringen i avstand mellom de to metallplatene en endring i kapasitansen, som deretter konverteres til et elektrisk signal.
Hva er meningen med DC og AC i forhold til kondensatormembranen?
DC står for likestrøm, som er en type elektrisk strøm som flyter i én retning. AC står for vekselstrøm, som er en type elektrisk strøm som endrer retning med jevne mellomrom. Når det gjelder kondensatormembranen, kan strømkilden som leverer spenningen til systemet være enten DC eller AC, avhengig av utformingen av mikrofonen.
Hva er rollen til kondensatormembranen i opptak?
Kondensatormembranen spiller en kritisk rolle i opptak ved å konvertere lydbølger til et elektrisk signal som kan lagres og manipuleres. Dens følsomhet og evne til å fange et bredt spekter av frekvenser gjør den til et populært valg for opptak av vokal og akustiske instrumenter, samt for å fange omgivelseslyder i et rom eller miljø. Dens konsekvente og naturlige lydkarakter gjør den også til et godt valg for å fange den sanne essensen av en forestilling.
konklusjonen
Så, det er hva en membran er og hvordan den fungerer i en mikrofon. Det er et delikat stykke materiale som konverterer akustisk energi til elektrisk energi. Det er den viktigste delen av mikrofonen, så du må vite hva det er nå som du vet hvordan det fungerer. Så ikke vær redd for å stille spørsmål hvis du ikke er sikker, og husk alltid å holde det i bevegelse! Takk for at du leste, og jeg håper du har lært noe nytt!
Jeg er Joost Nusselder, grunnleggeren av Neaera og innholdsmarkedsfører, pappa og elsker å prøve ut nytt utstyr med gitar i hjertet av lidenskapen min, og sammen med teamet mitt har jeg laget dybdebloggartikler siden 2020 for å hjelpe lojale lesere med innspilling og gitartips.
