В області акустики діафрагма - це а перетворювач призначений для вірного взаємоперетворення механічного руху і звуку. Зазвичай він складається з тонкої мембрани або листа з різних матеріалів. Змінний тиск повітря звукових хвиль надає вібрації на діафрагму, які потім можуть бути вловлені як інша форма енергії (або навпаки).
Розуміння мікрофонних діафрагм: суть мікрофонної технології
A мікрофон діафрагма — це основний компонент мікрофона, який перетворює акустичну енергію (звукові хвилі) в електричну (звуковий сигнал). Це тонкий делікатний шматок матеріалу, як правило, круглої форми, виготовлений з лавсану або інших спеціальних матеріалів. Діафрагма рухається співчутливо з хвилюваннями повітря, спричиненими звуковими хвилями, і цей рух потім перетворюється на електричний струм, який можна подавати в технологічне обладнання.
Важливість конструкції діафрагми
Конструкція діафрагми мікрофона має величезне значення, оскільки вона може значно вплинути на характеристики звукового сигналу, який створюється. Нижче наведено кілька важливих факторів, які слід враховувати при проектуванні діафрагми мікрофона:
- Розмір: розмір діафрагми може варіюватися від маленького (менше дюйма в діаметрі) до набагато більшого, залежно від типу мікрофона та діапазону частот, які він повинен охоплювати.
- Матеріал: матеріал, який використовується для виготовлення діафрагми, може відрізнятися залежно від потреб мікрофона. Деякі поширені матеріали включають лавсан, метал і стрічку.
- Тип: Існують різні типи діафрагм, включаючи динамічну, конденсаторну (конденсаторну) і стрічкову. Кожен тип має свої унікальні особливості та використання.
- Форма: Форма діафрагми може вплинути на те, як вона співчутливо вібрує з перешкодами повітря, спричиненими звуковими хвилями.
- Маса: маса діафрагми є критично важливим компонентом її здатності рухатися співчутливо зі звуковими хвилями. Рухома діафрагма з невеликою масою зазвичай є кращою для більшості типів мікрофонів.
Технічні відмінності між типами діафрагм
Нижче наведено деякі технічні відмінності між найпоширенішими типами мікрофонних діафрагм:
- Динамічний: динамічний мікрофон використовує діафрагму, прикріплену до рухомої котушки. Коли звукові хвилі потрапляють на діафрагму, це змушує котушку рухатися, що генерує електричний струм.
- Конденсатор (конденсатор): конденсаторний мікрофон використовує діафрагму, яка розміщена перед металевою пластиною. Діафрагма та пластина утворюють конденсатор, і коли звукові хвилі потрапляють на діафрагму, це призводить до зміни відстані між діафрагмою та пластиною, що генерує електричний струм.
- Стрічка: у стрічковому мікрофоні використовується діафрагма, виготовлена з тонкої смужки металу (стрічка). Коли звукові хвилі потрапляють на стрічку, вона симпатично вібрує, що генерує електричний струм.
Роль діафрагми в роботі мікрофона
Діафрагма є основним елементом мікрофона, який перетворює акустичну енергію в електричну. Його здатність ефективно перетворювати звукові хвилі в електричний струм має вирішальне значення для загальної роботи мікрофона. Нижче наведено кілька ключових факторів, які слід враховувати при оцінці ефективності діафрагми мікрофона:
- Чутливість: чутливість мікрофона відноситься до рівня електричної потужності, яку він виробляє у відповідь на певний рівень звуку. Більш чутлива діафрагма вироблятиме сильніший електричний сигнал для певного рівня звуку.
- Частотна характеристика: частотна характеристика мікрофона означає його здатність точно вловлювати діапазон частот. Добре сконструйована діафрагма зможе вловлювати широкий діапазон частот без внесення значних спотворень чи інших артефактів.
- Полярна спрямованість: Полярна спрямованість мікрофона вказує на спрямованість його чутливості. Добре розроблена діафрагма зможе ефективно вловлювати звук з потрібного напрямку, мінімізуючи чутливість до звуку з інших напрямків.
Bottom Line
Мікрофонна діафрагма є критично важливим компонентом будь-якого мікрофона, і її конструкція та робочі характеристики можуть значно вплинути на якість створюваного аудіосигналу. Оцінюючи різні типи мікрофонів, важливо звернути пильну увагу на конструкцію та характеристики діафрагми, оскільки це один із найважливіших компонентів у всьому мікрофонному блоці.
Опанування факторів ефективності діафрагми для мікрофонів
- Більші діафрагми, як правило, мають розширену частотну характеристику та кращу чутливість до низьких частот, що робить їх ідеальними для запису музики та вокалу.
- Менші діафрагми краще реагують на високочастотні звуки і зазвичай використовуються для запису акустичних інструментів і як верхні мікрофони в ударних установках.
Матеріальний світ: вплив матеріалу діафрагми на якість звуку
- Матеріал, який використовується для виготовлення діафрагми, може значно вплинути на якість звуку мікрофона.
- Алюмінієві діафрагми зазвичай використовуються в динамічних мікрофонах і створюють теплий природний звук.
- У стрічкових мікрофонах зазвичай використовується тонка алюмінієва фольга або інші провідні матеріали для створення діафрагми, яка добре реагує на високочастотні звуки.
- Конденсаторні мікрофони часто використовують тонку полімерну плівку або електретний матеріал для створення високочутливої до звукових хвиль діафрагми.
Електричні сни: роль електричного заряду в роботі діафрагми
- Для роботи конденсаторних мікрофонів потрібен електричний заряд, який подається напругою постійного струму через роз’єм мікрофона.
- Електричний заряд на діафрагмі дозволяє їй вібрувати у відповідь на вхідні звукові хвилі, створюючи електричний сигнал, який можна посилити та записати.
- Електретні конденсаторні мікрофони мають постійний електричний заряд, вбудований у діафрагму, що робить їх зручнішими та простішими у використанні.
Збираємо все разом: як фактори продуктивності діафрагми впливають на вибір мікрофона
- Розуміння факторів продуктивності діафрагми є ключовим для вибору найкращого мікрофона для ваших потреб.
- Більші діафрагми ідеально підходять для запису музики та вокалу, тоді як менші діафрагми краще підходять для акустичних інструментів і ударних установок.
- Матеріал, який використовується для виготовлення діафрагми, може суттєво вплинути на якість звуку мікрофона, звичайним вибором є алюміній, стрічка та полімер.
- Форма діафрагми може безпосередньо впливати на якість і продуктивність звуку мікрофона: плоскі поверхні створюють більш природний звук, а вигнуті поверхні створюють більш кольоровий звук.
- Електричний заряд на діафрагмі має важливе значення для конденсаторних мікрофонів, а електретні конденсаторні мікрофони є популярним вибором через їх зручність і простоту використання.
Акустичний принцип: тиск проти градієнта тиску
Що стосується мікрофонів, існує два основних типи акустичних принципів, які використовуються для виявлення звукових хвиль: тиск і градієнт тиску. Ось що вам потрібно знати про ці два методи:
- Мікрофони тиску: ці мікрофони виявляють звукові хвилі, вимірюючи зміни тиску повітря, які виникають, коли звукові хвилі потрапляють на діафрагму мікрофона. Цей тип мікрофона також відомий як всеспрямований мікрофон, оскільки він однаково вловлює звукові хвилі з усіх напрямків.
- Мікрофони з градієнтом тиску: ці мікрофони виявляють звукові хвилі, вимірюючи різницю тиску повітря між передньою та задньою частинами діафрагми мікрофона. Цей тип мікрофона також відомий як спрямований мікрофон, оскільки він більш чутливий до звуків, що надходять з певних напрямків, ніж інші.
Як працюють мікрофони тиску та градієнта тиску
Щоб зрозуміти різницю між мікрофонами тиску та мікрофонами з градієнтом тиску, важливо зрозуміти, як працює кожен тип мікрофона:
- Мікрофони під тиском: коли звукові хвилі досягають діафрагми мікрофона, вони змушують діафрагму вібрувати вперед і назад. Цей рух викликає зміни тиску повітря, які виявляються датчиком мікрофона. Результуючий аудіосигнал є, по суті, прямим відображенням звукових хвиль, які потрапляють на діафрагму мікрофона.
- Мікрофони з градієнтом тиску: коли звукові хвилі досягають діафрагми мікрофона, вони змушують діафрагму вібрувати вперед і назад симетрично. Однак, оскільки задня частина діафрагми піддається впливу іншого акустичного середовища, ніж передня, амплітуда та фаза хвилі, що досягає задньої частини діафрагми, відрізнятиметься від передньої. Це спричиняє різницю в тому, як діафрагма реагує на звукові хвилі, які виявляються перетворювачем мікрофона. Результуючий аудіосигнал є складною сумішшю прямих звукових хвиль і супутньої різниці фаз і амплітуд.
Розуміння полярних моделей
Однією з критичних відмінностей між мікрофонами тиску та мікрофонами з градієнтом тиску є спосіб виявлення звукових хвиль, який впливає на чутливість мікрофона та характеристики спрямованості. Діаграма спрямованості мікрофона описує, як він реагує на звуки, що надходять з різних сторін. Ось три найпопулярніші полярні моделі:
- Кардіоїда: ця модель найбільш чутлива до звуків, що надходять із передньої частини мікрофона, і менш чутлива до звуків, що надходять із боків і ззаду.
- Двонаправлений: цей шаблон однаково чутливий до звуків, що надходять із передньої та задньої частин мікрофона, але менш чутливий до звуків, що надходять із боків.
- Всеспрямований: цей шаблон однаково чутливий до звуків, що надходять з усіх боків.
Мікрофонні діафрагми з верхньою адресою та боковою адресою
Мікрофони з верхньою адресою розроблені з діафрагмою, розташованою перпендикулярно до корпусу мікрофона. Ця конструкція полегшує розміщення мікрофона та особливо корисна для подкастингу та запису з рук. Основна перевага мікрофонів з верхньою адресою полягає в тому, що вони дозволяють користувачеві бачити діафрагму, полегшуючи розміщення мікрофона та наведення його в правильному напрямку.
Поширені бренди та моделі мікрофонів для верхньої та бічної адреси
На ринку існує величезна кількість марок і моделей мікрофонів, кожна з яких має свій унікальний дизайн і характеристики. Деякі з найпопулярніших брендів і моделей мікрофонів з верхньою адресою включають Rode NT1-A, AKG C414 і Shure SM7B. Деякі з найпопулярніших брендів і моделей мікрофонів для бічної адресації включають Neumann U87, Sennheiser MKH 416 і Shure SM57.
Найкращий мікрофон для ваших потреб
Зрештою, вибір найкращого мікрофона для ваших потреб залежатиме від ряду факторів, включаючи середовище запису, тип аудіо, який ви записуєте, і ваш бюджет. Перш ніж робити покупку, важливо провести дослідження та переглянути відгуки та зразки звуку. Деякі ключові моменти, які слід враховувати при виборі мікрофона, включають:
- Чутливість діафрагми
- Діаграма спрямованості мікрофона
- Дизайн корпусу та розмір мікрофона
- Ціна та загальне співвідношення ціни та якості
Діафрагма з рухомою котушкою: динамічний мікрофонний елемент
Принцип роботи діафрагми з рухомою котушкою базується на ефекті близькості, де чим ближче діафрагма до джерела звуку, тим вища чутливість мікрофона. Діафрагма зазвичай виготовляється з пластику або алюмінію і поміщається в капсулу, яка прикріплена до корпусу мікрофона. Коли звукові хвилі потрапляють на діафрагму, вона вібрує, змушуючи приєднану котушку рухатися в магнітному полі, створюючи електричний струм, який надсилається через кабелі мікрофона.
Які переваги та недоліки?
переваги:
- Діафрагми з рухомою котушкою, як правило, менш чутливі, ніж діафрагми конденсатора, що робить їх менш схильними до сприйняття небажаного фонового шуму.
- Вони надзвичайно міцні та можуть витримувати високий рівень звукового тиску без спотворень.
- Вони, як правило, дешевші, ніж конденсаторні мікрофони, що робить їх чудовим варіантом для тих, хто має обмежений бюджет.
Недоліки:
- Діафрагми з рухомою котушкою не такі чутливі, як діафрагми конденсатора, тобто вони можуть не вловлювати стільки деталей у звукі.
- Для роботи їм потрібен сильніший сигнал, що може стати проблемою, якщо ви записуєте щось із природно низькою гучністю.
- Порівняно зі стрічковими діафрагмами, вони можуть мати не такий природний звук.
Чим вона відрізняється від інших діафрагм?
- Порівняно зі стрічковими діафрагмами діафрагми з рухомою котушкою, як правило, довговічніші та можуть витримувати вищий рівень звукового тиску без спотворень.
- Порівняно з діафрагмами конденсатора, діафрагми з рухомою котушкою менш чутливі та потребують більш потужного сигналу для роботи, але вони також менш схильні до вловлювання небажаного фонового шуму.
Які бренди використовують діафрагми з рухомою котушкою?
- Shure SM57 і SM58 є двома найпоширенішими мікрофонами, які використовують діафрагми з рухомою котушкою.
- Electro-Voice RE20 — ще один популярний динамічний мікрофон, у якому використовується діафрагма з рухомою котушкою.
Загалом, чи є діафрагма з рухомою котушкою хорошим вибором?
Якщо вам потрібен міцний мікрофон, здатний витримувати високі рівні звукового тиску без спотворень і менш схильний сприймати небажаний фоновий шум, тоді діафрагма з рухомою котушкою може бути гарним вибором. Однак, якщо вам потрібен більш чутливий мікрофон, який може вловлювати більше деталей у звукі, то конденсаторна діафрагма може бути кращим варіантом. Все залежить від того, для чого вам потрібен мікрофон і від вашого бюджету.
Стрічкова діафрагма: делікатний елемент, який створює чудовий звук
Деякі з переваг використання мікрофона зі стрічковою діафрагмою включають:
- Чудова якість звуку: здатність стрічкової діафрагми вловлювати природний незабарвлений звук робить її популярним вибором для запису інструментів і вокалу в студії.
- Широкий частотний діапазон: стрічкові мікрофони зазвичай мають ширший діапазон частот, ніж інші типи мікрофонів, що дозволяє їм вловлювати ширший діапазон звуків.
- Менший розмір: стрічкові мікрофони зазвичай менші за традиційні конденсаторні та динамічні мікрофони, що робить їх чудовим вибором для запису в обмеженому просторі.
- Старовинний звук: стрічкові мікрофони мають репутацію теплого, вінтажного звуку, який багатьом людям подобається.
- Ізольований звук: стрічкові мікрофони призначені для вловлювання звуку з боків, а не спереду та ззаду, що забезпечує більш ізольоване захоплення звуку.
- Пасивна конструкція: оскільки стрічкові мікрофони пасивні, для їх роботи не потрібне фантомне живлення чи інші зовнішні джерела живлення.
Які основні типи мікрофонів зі стрічковою діафрагмою?
Існує два основних типи мікрофонів зі стрічковою діафрагмою:
- Пасивні стрічкові мікрофони: для роботи цих мікрофонів не потрібне зовнішнє джерело живлення, і вони зазвичай делікатніші та чутливіші, ніж активні стрічкові мікрофони.
- Активні стрічкові мікрофони: Ці мікрофони мають вбудовану схему попереднього підсилювача, яка підсилює сигнал від стрічки, що забезпечує більш високий вихідний рівень. Для роботи активних стрічкових мікрофонів зазвичай потрібне фантомне живлення.
Конденсаторна (конденсаторна) діафрагма в мікрофонах
Мембрана конденсатора надзвичайно чутлива і може вловлювати навіть найменші звуки. Така чутливість пов’язана з тим, що діафрагма, як правило, виготовлена з дуже тонкого матеріалу, що дозволяє їй легше вібрувати. Крім того, для конденсаторного мікрофона потрібне джерело живлення, яке зазвичай подається через фантомне джерело живлення, що дозволяє створювати сильніший електричний сигнал.
Чому його вважають конденсатором?
Конденсаторна діафрагма вважається конденсатором, оскільки вона використовує принципи ємності для створення електричного сигналу. Ємність — це здатність системи зберігати електричний заряд, а у випадку діафрагми конденсатора зміна відстані між двома металевими пластинами створює зміну ємності, яка потім перетворюється на електричний сигнал.
Що означає постійний і змінний струм по відношенню до діафрагми конденсатора?
Постійний струм означає постійний струм, який є типом електричного струму, що тече в одному напрямку. Змінний струм означає змінний струм, який є типом електричного струму, який періодично змінює напрямок. У випадку конденсаторної діафрагми джерело живлення, яке подає напругу в систему, може бути постійним або змінним струмом, залежно від конструкції мікрофона.
Яка роль діафрагми конденсора в записі?
Конденсаторна діафрагма відіграє вирішальну роль у записі, перетворюючи звукові хвилі в електричний сигнал, який можна зберігати та керувати ним. Його чутливість і здатність вловлювати широкий діапазон частот роблять його популярним вибором для запису вокалу та акустичних інструментів, а також для захоплення навколишніх звуків у кімнаті чи середовищі. Послідовний і природний характер звучання також робить його чудовим вибором для передачі справжньої суті виступу.
Висновок
Отже, ось що таке діафрагма і як вона працює в мікрофоні. Це делікатний шматок матеріалу, який перетворює акустичну енергію в електричну. Це найважливіша частина мікрофона, тому вам потрібно знати, що це таке, коли ви знаєте, як він працює. Отже, не бійтеся задавати запитання, якщо ви не впевнені, і завжди пам’ятайте про те, що потрібно продовжувати! Дякую за прочитання та сподіваюся, що ви дізналися щось нове!
Я Йост Нуссельдер, засновник Neaera і маркетолог із контенту, тато, я люблю випробовувати нове обладнання з гітарою в основі моєї пристрасті, і разом зі своєю командою я створюю детальні статті в блозі з 2020 року. щоб допомогти вірним читачам порадами щодо запису та гітари.
