V oblasti akustiky je membrána a prevodník určené na vernú premenu mechanického pohybu a zvuku. Zvyčajne je konštruovaný z tenkej membrány alebo fólie z rôznych materiálov. Premenlivý tlak vzduchu zvukových vĺn udeľuje membráne vibrácie, ktoré potom možno zachytiť ako inú formu energie (alebo naopak).
Pochopenie mikrofónových membrán: Srdce technológie mikrofónov
A mikrofón Membrána je hlavnou súčasťou mikrofónu, ktorý premieňa akustickú energiu (zvukové vlny) na elektrickú energiu (zvukový signál). Je to tenký, jemný kus materiálu, typicky kruhového tvaru, vyrobený z mylaru alebo iných špecializovaných materiálov. Membrána sa pohybuje súcitne so vzduchovými poruchami spôsobenými zvukovými vlnami a tento pohyb sa potom premieňa na elektrický prúd, ktorý možno privádzať do spracovateľského zariadenia.
Význam konštrukcie membrány
Konštrukcia mikrofónovej membrány je nanajvýš dôležitá, pretože môže výrazne ovplyvniť vlastnosti produkovaného zvukového signálu. Pri navrhovaní membrány mikrofónu je potrebné zvážiť niekoľko kritických faktorov:
- Veľkosť: Veľkosť membrány sa môže pohybovať od malých (priemer menší ako palec) až po oveľa väčšie, v závislosti od typu mikrofónu a rozsahu frekvencií, ktoré potrebuje zachytiť.
- Materiál: Materiál použitý na výrobu membrány sa môže líšiť v závislosti od potrieb mikrofónu. Niektoré bežné materiály zahŕňajú mylar, kov a stuhu.
- Typ: Existujú rôzne typy membrán, vrátane dynamickej, kondenzátorovej (kondenzátorovej) a páskovej. Každý typ má svoje jedinečné vlastnosti a použitie.
- Tvar: Tvar membrány môže ovplyvniť spôsob, akým sympaticky vibruje s poruchami vzduchu spôsobenými zvukovými vlnami.
- Hmota: Hmota membrány je kritickou zložkou jej schopnosti súcitne sa pohybovať so zvukovými vlnami. Pre väčšinu typov mikrofónov je všeobecne preferovaná pohyblivá membrána s nízkou hmotnosťou.
Technické rozdiely medzi typmi membrán
Nasleduje niekoľko technických rozdielov medzi najbežnejšími typmi mikrofónových membrán:
- Dynamický: Dynamický mikrofón používa membránu, ktorá je pripevnená k pohyblivej cievke. Keď zvukové vlny zasiahnu membránu, spôsobí to pohyb cievky, ktorá generuje elektrický prúd.
- Kondenzátor (kondenzátor): Kondenzátorový mikrofón používa membránu, ktorá je umiestnená pred kovovou platňou. Membrána a doska tvoria kondenzátor a keď zvukové vlny dopadnú na membránu, spôsobí to zmenu vzdialenosti medzi membránou a doskou, čo generuje elektrický prúd.
- Páska: Páskový mikrofón používa membránu, ktorá je vyrobená z tenkého kovového pásika (stužka). Keď zvukové vlny dopadnú na stuhu, táto sa chveje sympaticky, čím sa generuje elektrický prúd.
Úloha membrány vo výkone mikrofónu
Membrána je hlavným prvkom mikrofónu, ktorý premieňa akustickú energiu na elektrickú energiu. Jeho schopnosť efektívne premieňať zvukové vlny na elektrický prúd je rozhodujúca pre celkový výkon mikrofónu. Pri hodnotení výkonu membrány mikrofónu je potrebné zvážiť niekoľko kľúčových faktorov:
- Citlivosť: Citlivosť mikrofónu sa vzťahuje na úroveň elektrického výstupu, ktorý produkuje v reakcii na danú úroveň zvuku. Citlivejšia membrána vytvorí silnejší elektrický signál pre danú úroveň zvuku.
- Frekvenčná odozva: Frekvenčná odozva mikrofónu sa vzťahuje na jeho schopnosť presne zachytiť rozsah frekvencií. Dobre navrhnutá membrána bude schopná zachytiť široký rozsah frekvencií bez toho, aby spôsobovala výrazné skreslenie alebo iné artefakty.
- Polárny vzor: Polárny vzor mikrofónu sa vzťahuje na smerovosť jeho citlivosti. Dobre navrhnutá membrána bude schopná efektívne zachytiť zvuk z požadovaného smeru a zároveň minimalizovať citlivosť na zvuk z iných smerov.
Bottom Line
Membrána mikrofónu je kritickou súčasťou každého mikrofónu a jej dizajn a výkonové charakteristiky môžu výrazne ovplyvniť kvalitu produkovaného zvukového signálu. Pri hodnotení rôznych typov mikrofónov je dôležité venovať veľkú pozornosť dizajnu a výkonu membrány, pretože je jedným z najdôležitejších komponentov v celej mikrofónovej jednotke.
Zvládnutie faktorov výkonu membrány pre mikrofóny
- Väčšie membrány majú tendenciu mať rozšírenú frekvenčnú odozvu a lepšiu citlivosť na nízke frekvencie, vďaka čomu sú ideálne na nahrávanie hudby a vokálov.
- Menšie membrány lepšie reagujú na vysokofrekvenčné zvuky a bežne sa používajú na nahrávanie akustických nástrojov a ako stropné mikrofóny v bicích súpravách.
Materiálový svet: Vplyv materiálu membrány na kvalitu zvuku
- Materiál použitý na výrobu membrány môže výrazne ovplyvniť kvalitu zvuku mikrofónu.
- Hliníkové membrány sa bežne používajú v dynamických mikrofónoch a vytvárajú teplý, prirodzený zvuk.
- Páskové mikrofóny zvyčajne používajú tenkú hliníkovú fóliu alebo iné vodivé materiály na vytvorenie membrány, ktorá dobre reaguje na vysokofrekvenčné zvuky.
- Kondenzátorové mikrofóny často používajú tenký polymérový film alebo elektretový materiál na vytvorenie membrány, ktorá je vysoko citlivá na zvukové vlny.
Elektrické sny: Úloha elektrického náboja vo výkone membrány
- Kondenzátorové mikrofóny vyžadujú na svoju činnosť elektrický náboj, ktorý je dodávaný jednosmerným napätím cez konektor mikrofónu.
- Elektrický náboj na membráne jej umožňuje vibrovať v reakcii na prichádzajúce zvukové vlny, čím vzniká elektrický signál, ktorý je možné zosilniť a zaznamenať.
- Elektretové kondenzátorové mikrofóny majú permanentný elektrický náboj zabudovaný v membráne, vďaka čomu sú pohodlnejšie a jednoduchšie na používanie.
Dáme to všetko dohromady: Ako ovplyvňujú výkonové faktory membrány váš výber mikrofónu
- Pochopenie faktorov výkonu membrány je kľúčom k výberu najlepšieho mikrofónu pre vaše potreby.
- Väčšie membrány sú ideálne na nahrávanie hudby a vokálov, zatiaľ čo menšie membrány sú lepšie pre akustické nástroje a bicie súpravy.
- Materiál použitý na výrobu membrány môže výrazne ovplyvniť kvalitu zvuku mikrofónu, pričom bežnými voľbami sú hliník, páska a polymér.
- Tvar membrány môže priamo ovplyvniť kvalitu zvuku a výkon mikrofónu, pričom ploché povrchy vytvárajú prirodzenejší zvuk a zakrivené povrchy vytvárajú viac farebný zvuk.
- Elektrický náboj na membráne je nevyhnutný pre kondenzátorové mikrofóny, pričom elektretové kondenzátorové mikrofóny sú obľúbenou voľbou pre ich pohodlie a jednoduché použitie.
Akustický princíp: Tlak verzus tlakový gradient
Pokiaľ ide o mikrofóny, existujú dva hlavné typy akustických princípov, ktoré sa používajú na detekciu zvukových vĺn: tlak a tlakový gradient. Tu je to, čo potrebujete vedieť o týchto dvoch metódach:
- Tlakové mikrofóny: Tieto mikrofóny detekujú zvukové vlny meraním zmien tlaku vzduchu, ku ktorým dochádza, keď zvukové vlny zasiahnu membránu mikrofónu. Tento typ mikrofónu je známy aj ako všesmerový mikrofón, pretože zachytáva zvukové vlny zo všetkých smerov rovnako.
- Mikrofóny s tlakovým gradientom: Tieto mikrofóny detekujú zvukové vlny meraním rozdielov v tlaku vzduchu medzi prednou a zadnou časťou membrány mikrofónu. Tento typ mikrofónu je známy aj ako smerový mikrofón, pretože je citlivejší na zvuky prichádzajúce z určitých smerov ako iné.
Ako fungujú tlakové a tlakovo gradientné mikrofóny
Na pochopenie rozdielov medzi tlakovými mikrofónmi a mikrofónmi s tlakovým gradientom je nevyhnutné pochopiť, ako jednotlivé typy mikrofónov fungujú:
- Tlakové mikrofóny: Keď zvukové vlny dosiahnu membránu mikrofónu, spôsobia, že membrána bude vibrovať tam a späť. Tento pohyb spôsobuje zmeny tlaku vzduchu, ktoré sú detekované prevodníkom mikrofónu. Výsledný zvukový signál je v podstate priamou reprezentáciou zvukových vĺn, ktoré dopadajú na membránu mikrofónu.
- Mikrofóny s tlakovým gradientom: Keď zvukové vlny dosiahnu membránu mikrofónu, spôsobia, že membrána bude symetricky vibrovať tam a späť. Avšak, pretože zadná časť membrány je vystavená inému akustickému prostrediu ako predná, amplitúda a fáza vlny dosahujúcej zadnú časť membrány bude odlišná od prednej časti. To spôsobuje rozdiel v spôsobe, akým membrána reaguje na zvukové vlny, čo deteguje prevodník mikrofónu. Výsledný zvukový signál je komplexnou zmesou priamych zvukových vĺn a sprievodných fázových a amplitúdových rozdielov.
Pochopenie polárnych vzorov
Jedným z kritických rozdielov medzi tlakovými mikrofónmi a mikrofónmi s tlakovým gradientom je spôsob, akým detegujú zvukové vlny, čo ovplyvňuje citlivosť a smerové charakteristiky mikrofónu. Polárny vzor mikrofónu opisuje, ako reaguje na zvuky prichádzajúce z rôznych smerov. Tu sú tri najobľúbenejšie polárne vzory:
- Kardioidný: Tento vzor je najcitlivejší na zvuky prichádzajúce z prednej časti mikrofónu a menej citlivý na zvuky prichádzajúce zo strán a zozadu.
- Obojsmerný: Tento vzor je rovnako citlivý na zvuky prichádzajúce z prednej a zadnej časti mikrofónu, ale menej citlivý na zvuky prichádzajúce zo strán.
- Všesmerový: Tento vzor je rovnako citlivý na zvuky prichádzajúce zo všetkých smerov.
Membrány mikrofónov s hornou adresou a bočnou adresou
Mikrofóny s hornou adresou sú navrhnuté s membránou umiestnenou kolmo na telo mikrofónu. Tento dizajn uľahčuje umiestnenie mikrofónu a je obzvlášť užitočný pri podcastingu a nahrávaní z ruky. Hlavnou výhodou mikrofónov s najvyššou adresou je, že umožňujú používateľovi vidieť membránu, čo uľahčuje umiestnenie mikrofónu a jeho nasmerovanie správnym smerom.
Bežné značky a modely mikrofónov s hornou a bočnou adresou
Na trhu existuje veľké množstvo značiek a modelov mikrofónov, z ktorých každý má svoj vlastný jedinečný dizajn a vlastnosti. Niektoré z najpopulárnejších značiek a modelov špičkových mikrofónov zahŕňajú Rode NT1-A, AKG C414 a Shure SM7B. Niektoré z najpopulárnejších značiek a modelov mikrofónov s bočnou adresou zahŕňajú Neumann U87, Sennheiser MKH 416 a Shure SM57.
Najlepší mikrofón pre vaše potreby
V konečnom dôsledku bude najlepší mikrofón pre vaše potreby závisieť od mnohých faktorov vrátane prostredia nahrávania, typu nahrávaného zvuku a vášho rozpočtu. Pred nákupom je dôležité urobiť si prieskum a pozrieť si recenzie a zvukové vzorky. Niektoré kľúčové body, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere mikrofónu, zahŕňajú:
- Citlivosť bránice
- Polárny vzor mikrofónu
- Dizajn tela a veľkosť mikrofónu
- Cenový bod a celková hodnota za peniaze
Membrána s pohyblivou cievkou: Dynamický prvok mikrofónu
Princíp membrány s pohyblivou cievkou je založený na efekte priblíženia, kde čím bližšie je membrána k zdroju zvuku, tým vyššia je citlivosť mikrofónu. Membrána je zvyčajne vyrobená z plastu alebo hliníka a je umiestnená v kapsule, ktorá je pripevnená k telu mikrofónu. Keď zvukové vlny zasiahnu membránu, zavibruje, čo spôsobí, že sa pripojená cievka pohybuje v magnetickom poli a vytvára elektrický prúd, ktorý sa posiela cez káble mikrofónu.
Aké sú výhody a nevýhody?
výhody:
- Membrány s pohyblivou cievkou sú vo všeobecnosti menej citlivé ako kondenzačné membrány, vďaka čomu sú menej náchylné na zachytávanie nežiaduceho hluku v pozadí.
- Sú mimoriadne odolné a dokážu bez skreslenia odolať vysokým hladinám akustického tlaku.
- Zvyčajne sú lacnejšie ako kondenzátorové mikrofóny, čo z nich robí skvelú voľbu pre ľudí s obmedzeným rozpočtom.
Nevýhody:
- Membrány s pohyblivou cievkou nie sú také citlivé ako membrány kondenzátora, čo znamená, že nemusia zachytiť toľko detailov vo zvuku.
- Na fungovanie vyžadujú silnejší signál, čo môže byť problém, ak nahrávate niečo, čo má prirodzene nízku hlasitosť.
- V porovnaní s páskovými membránami nemusia mať taký prirodzený zvuk.
Ako sa porovnáva s inými membránami?
- V porovnaní s pásovými membránami sú membrány s pohyblivou cievkou vo všeobecnosti odolnejšie a dokážu zvládnuť vyššie hladiny akustického tlaku bez skreslenia.
- V porovnaní s kondenzátorovými membránami sú membrány s pohyblivou cievkou menej citlivé a vyžadujú silnejší signál, aby fungovali, ale sú tiež menej náchylné na zachytávanie nežiaduceho šumu v pozadí.
Aké značky používajú membrány s pohyblivou cievkou?
- Shure SM57 a SM58 sú dva z najbežnejších mikrofónov, ktoré využívajú membrány s pohyblivou cievkou.
- Electro-Voice RE20 je ďalší populárny dynamický mikrofón, ktorý využíva membránu s pohyblivou cievkou.
Celkovo je pohyblivá cievková membrána dobrou voľbou?
Ak potrebujete mikrofón, ktorý je odolný, zvláda vysoké hladiny akustického tlaku bez skreslenia a je menej náchylný na zachytávanie nežiaduceho hluku v pozadí, potom môže byť dobrou voľbou membrána s pohyblivou cievkou. Ak však potrebujete mikrofón, ktorý je citlivejší a dokáže zachytiť viac detailov vo zvuku, potom môže byť lepšou voľbou kondenzátorová membrána. Všetko závisí od toho, na čo mikrofón potrebujete a aký máte rozpočet.
Pásová membrána: Jemný prvok, ktorý vytvára vynikajúci zvuk
Niektoré z výhod použitia páskového membránového mikrofónu zahŕňajú:
- Vynikajúca kvalita zvuku: Schopnosť páskovej membrány zachytiť prirodzený, nezafarbený zvuk z nej robí obľúbenú voľbu pre nahrávanie nástrojov a vokálov v štúdiu.
- Široký frekvenčný rozsah: Pásové mikrofóny majú zvyčajne širší frekvenčný rozsah ako iné typy mikrofónov, čo im umožňuje zachytiť širší rozsah zvukov.
- Menšia veľkosť: Pásové mikrofóny sú zvyčajne menšie ako tradičné kondenzátorové a dynamické mikrofóny, čo z nich robí skvelú voľbu pre nahrávanie v stiesnených priestoroch.
- Vintage zvuk: Ribbon mikrofóny majú povesť, že produkujú teplý, vintage zvuk, ktorý mnohí ľudia považujú za príťažlivý.
- Izolovaný zvuk: Pásové mikrofóny sú navrhnuté tak, aby zachytávali zvuk zo strán, nie spredu a zozadu, čo umožňuje izolovanejšie zachytenie zvuku.
- Pasívny dizajn: Pretože sú páskové mikrofóny pasívne, nevyžadujú na fungovanie fantómové napájanie ani iné externé zdroje napájania.
Aké sú hlavné typy páskových membránových mikrofónov?
Existujú dva hlavné typy páskových membránových mikrofónov:
- Pasívne páskové mikrofóny: Tieto mikrofóny nevyžadujú na fungovanie žiadne externé napájanie a sú zvyčajne jemnejšie a citlivejšie ako aktívne páskové mikrofóny.
- Aktívne páskové mikrofóny: Tieto mikrofóny majú vstavaný obvod predzosilňovača, ktorý zosilňuje signál z páskového disku, čo vedie k silnejšej výstupnej úrovni. Aktívne páskové mikrofóny zvyčajne vyžadujú na prevádzku fantómové napájanie.
Kondenzátorová (kondenzátorová) membrána v mikrofónoch
Membrána kondenzátora je mimoriadne citlivá a dokáže zachytiť aj tie najmenšie zvuky. Táto citlivosť je spôsobená skutočnosťou, že membrána je zvyčajne vyrobená z veľmi tenkého materiálu, čo jej umožňuje ľahšie vibrovať. Okrem toho kondenzátorový mikrofón vyžaduje zdroj energie, ktorý sa zvyčajne dodáva prostredníctvom fantómového zdroja energie, čo mu umožňuje vytvárať silnejší elektrický signál.
Prečo sa považuje za kondenzátor?
Membrána kondenzátora sa považuje za kondenzátor, pretože využíva princípy kapacity na vytvorenie elektrického signálu. Kapacita je schopnosť systému uchovávať elektrický náboj a v prípade membrány kondenzátora zmena vzdialenosti medzi dvoma kovovými doskami vytvára zmenu kapacity, ktorá sa potom premieňa na elektrický signál.
Aký je význam jednosmerného a striedavého prúdu vo vzťahu k membráne kondenzátora?
DC znamená jednosmerný prúd, čo je typ elektrického prúdu, ktorý tečie jedným smerom. AC je skratka pre striedavý prúd, čo je typ elektrického prúdu, ktorý pravidelne mení smer. V prípade kondenzátorovej membrány môže byť zdroj energie, ktorý dodáva napätie do systému, buď jednosmerný alebo striedavý, v závislosti od konštrukcie mikrofónu.
Aká je úloha membrány kondenzátora pri nahrávaní?
Membrána kondenzátora hrá rozhodujúcu úlohu pri nahrávaní tým, že premieňa zvukové vlny na elektrický signál, ktorý je možné uložiť a manipulovať s ním. Jeho citlivosť a schopnosť zachytiť široký rozsah frekvencií z neho robí obľúbenú voľbu pre nahrávanie vokálov a akustických nástrojov, ako aj pre zachytávanie okolitých zvukov v miestnosti alebo prostredí. Jeho konzistentný a prirodzený zvukový charakter z neho robí skvelú voľbu na zachytenie skutočnej podstaty vystúpenia.
záver
Takže to je to, čo je membrána a ako funguje v mikrofóne. Je to jemný kus materiálu, ktorý premieňa akustickú energiu na elektrickú energiu. Je to najdôležitejšia časť mikrofónu, takže musíte vedieť, čo to je, keď už viete, ako to funguje. Takže sa nebojte klásť otázky, ak si nie ste istí, a vždy pamätajte na to, aby sa to hýbalo! Ďakujem za prečítanie a dúfam, že ste sa naučili niečo nové!
Som Joost Nusselder, zakladateľ spoločnosti Neaera a marketingový pracovník s obsahom, otec a rád skúšam nové vybavenie s gitarou v centre mojej vášne a spolu s mojím tímom tvorím od roku 2020 podrobné blogové články. pomôcť verným čitateľom s tipmi na nahrávanie a gitaru.
