بررسی و مقایسه انواع میکروفون ها

میکروفون ها از نظر ساختمان به چند دسته تقسیم می شوند. میکروفون های ذغالی، میکروفون های دینامیکی، میکروفون های الکترومغناطیسی، میکروفونهای الکترواستاتیک، میکروفون های نواری و میکروفون های پیزوالکتریکی (کریستالی).

میکروفون های ذغالی (کربن دار)
میکروفون های ذغالی تشکیل شده از یک مخزن ذرات ذغال، این ذرات ذغال ممکن است به اشکال مختلف هندسی تهیه شود. روی ذرات ذغال یک شاخکی قرار دارد که به دیافراگم یا ممبران متصل است که اگر در مقابل این ممبران یل دیافراگم صوت ایجاد کنیم مرتعش می گردد. ارتعاشات حاصل در ممبران، دقیقاً همان مشخصات ارتعاشات منبع صوت را دارا می باشد. و این تغییرات فشار عیناً به شاخک انتقال می یابد. تغییرات ایجاد شده در ممبران یا شاخک باعث تغییر مقدار فشردگی ذرات ذغال به یکدیگر شده که در نتیجه مقاومت الکتریکی مجموعه مخزن تغییر می یابد. و مشاهده می کنیم که متناسب با همان تغییرات فشار وارده روی ممبراتن جریان I که از مدار عبور می کند تغییر می یابد. یعنی توانسته ایم تغییرات فشار صورت را تبدیل به جریان الکتریسیته نمائیم. که این جریان متغییر را می توان بصورت فشار الکتریکی از دو سر مقاومت باز دریافت کرد.

میکروفون ها از نظر ساختمان به چند دسته تقسیم می شوند. میکروفون های ذغالی، میکروفون های دینامیکی، میکروفون های الکترومغناطیسی، میکروفونهای الکترواستاتیک، میکروفون های نواری و میکروفون های پیزوالکتریکی (کریستالی).
میکروفون های ذغالی (کربن دار)
میکروفون های ذغالی تشکیل شده از یک مخزن ذرات ذغال، این ذرات ذغال ممکن است به اشکال مختلف هندسی تهیه شود. روی ذرات ذغال یک شاخکی قرار دارد که به دیافراگم یا ممبران متصل است که اگر در مقابل این ممبران یل دیافراگم صوت ایجاد کنیم مرتعش می گردد. ارتعاشات حاصل در ممبران، دقیقاً همان مشخصات ارتعاشات منبع صوت را دارا می باشد. و این تغییرات فشار عیناً به شاخک انتقال می یابد. تغییرات ایجاد شده در ممبران یا شاخک باعث تغییر مقدار فشردگی ذرات ذغال به یکدیگر شده که در نتیجه مقاومت الکتریکی مجموعه مخزن تغییر می یابد. و مشاهده می کنیم که متناسب با همان تغییرات فشار وارده روی ممبراتن جریان I که از مدار عبور می کند تغییر می یابد. یعنی توانسته ایم تغییرات فشار صورت را تبدیل به جریان الکتریسیته نمائیم. که این جریان متغییر را می توان بصورت فشار الکتریکی از دو سر مقاومت باز دریافت کرد.
این ساده ترین و ارزانترین میکروفون است که از سال ۱۹۸۴ تا کنون از آن استفاده می شود. این میکروفون دارای بازده با راندمان زیادی است. بنابراین بدون طبقات تقویت کننده می توان از آن استفاده نمود. ولی در شرایط حرفه ای از آن استفاده نمی شود چون از نظر پهنای باند فرکانسی مطلوب نمی باشد یعنی پهنای باند آن وسیع نیست و کیفیت مطلوب و خوبی را دارا نمی باشد بنابراین از آن فقط برای انتقال سخن در تلفن و در رادیو فقط در ارتباطات داخلی بین افراد استفاده می شود. در شکل زیر نمونه ای از یک پهنای باند فرکانسی در یک میکروفون ذغالی با فشار ثابت دیده می شود.
میکروفون ذغالی از لحاظ پاسخی فرکانسی Frequency Response دارای دو اشکال اساسی و مهم می باشد.
۱-عرض باند آن (پهنای باند فرکانسی) محدود است به این ترتیب که هم از نظر فرکانس های بالا و پایین در عبورش محدودیت دارد. پهنای باند فرکانسی این میکروفون بین HZ300 تا HZ3500 نیز می باشد.
۲-همین عرض باند نیز خطی نیست. منظور از خطی نبودن همان تغییرات سطح دامنه باند فرکانسی نیز می باشد. همانطور که بیانم شد از این میکروفون در صنعت تلفن استفاده می شود چرا که در این جا، فقط هدف ما رساندن پیام می باشد و کیفیت صدا برای ما مطرح نیست. حتی این نوع میکروفون در دستگاههای خانگی نیز استفاده نمی شود.




میکروفونهای دینامیکی (Moving Coil Nie)
میکروفونهای دینامیکی تشکیل شده از یک ممبران از جنس سبک نظیر کاغذ، پلاستیک و با آلومینیوم که یک سیم پیچ به ممبران (دیافراگم) متصل است و این سیم پیچ می تواند در داخل شکاف قطبین یک آهن ربا حرکت نماید. بنابراین وقتی که فشار صوتی روی این ممبران وارد می آید ممبران و در نتیجه سیم پیچ متصل به آن با همان ریتم تغییرات صوتی نوسان می نمایند، از حرکت سیم پیچ در داخل میدان مغناطیسی یک جریان الکتریکی روی سیم پیچ القا می گردد که ریتم تغییرات این جریان درست با ریتم تغییرات فشار وارده روی ممبران است.
این میکروفون، اولین خانواده میکروفونی است که بطور حرفه ای استفاده می شود و در این میکروفون مغناطیس ثابت و سیم پیچ (Coil) متحرک و جریانی حدود دهم میلی ولت ایجاد می شود و در میکروفون های حرفه ای حدود mv2/0 است.
علت اینکه این میکروفون ها در مصارف حرفه ای استفاده می شود داشتن عرض باند خطی وسیعی است ولی قیمت آن بسیار گران می باشد. این میکروفون ها نسبت به میکروفون ذغالی راندمان کمتری دارد ولی دارای کیفیت بهتری است و در صنایع حرفه یا مخصوصاً در صدا و سیما بنحو احسن استفاده می گردد و از این میکروفون برای ضبط گفتار استفاده می شود. ضمناً برای زیاد کردن راندمان این نوع میکروفون با قرار دادن سوراخ در پشت دیافراگم که به فضای خارج متصل باشد و با محاسبه سطح و طول سوراخ یک مقدار از انرژی صوتی را با ۱۸۰ درجه اختلاف فاز به پشت دیافراگم منتقل می نمایند این فیدبک به حرکت به ممبران کمک کرده و راندمان میکروفون زیاد می شود.
حساسیت ولتاژ مدار باز این میکروفون با پیچک متحرک (سیم پیچ) تقریباً برابر با ۵-۱۰×۴/۲ ولت بر میکروبار، و یا db4/92 – دسی بل می باشد و نسبت به میکروفون خازنی کریستالی (بعداً توضیح داده می شود) از حساسیت کمتری برخوردار می باشد. امپدانس خروجی میکروفون حدود ۱۰ اهم است که نسبت به میکروفونهای خازنی و کریستالی خیلی ناچیز است و بوسیله ترانسفورماتور بالابرنده ولتاژ در بدنه میکروفون عمل تطبیق امپدانس را انجام میدهد. در ضمن میکروفون الکترودینامیکی بدون تقویت کننده مقدماتی استفاده می شود و می توان با کابل نسبتاً طولانی سیگنال را از آن انتقال داد.
پاسخ فرکانس این نوع میکروفون حدود ۱۰ تا ۱۴ کیلوهرتز می باشد و در ضبط صدای گوینده و رپرتاژ و تئاتر و … از آن استفاده می شود.





میکروفونهای الکترومغناطیسی (Moving Magnet Mic)

این میکروفونها از یک آهن ربای نعلی تشکیل یافته که دور قطبین آن سیم پیچ قرار دارد و ممبران آن از جنس فولاد است و وقتی که بر اثر ارتعاشات صوتی ممبران مرتعش می گردد صفحه فولاد به دو قطب آهن ربا دور و نزدیک می شود، بنابراین میدان مغناطیسی در دو قطب تغییر می یابد و این میدان در داخل آهن ربا تغییر می کند و روی سیم پیچها یک جریان الکتریکی القا می گردد که ریتم تغییرات ارتعاشات صوتی است که روی ممبران وارد گردیده است. نوعی دیگر از این میکروفونها بدین صورت است که بخشی از ممبران را که در برابر قطبهای آهن ربای NS دائمی است با پولکی از آهن ربای نرم می پوشانند تا از لرزشهای این پولک آهنی مقاومت مغناطیسی شکاف هوائی را تغییر دهد. بنابراین لرزش ممبران باعث ایجاد جریانی در سیم پیچهای روی آهن ربا می گردد.
راندمان این میکروفون میکروفونهای ذغالی است ولی باند فرکانسی وسیع تری دارد. این میکروفون بعلت وزن زیاد آن در حال حاضر استفاده زیادی ندارد. و همچنین وزن زیاد ممبران بازدهی میکروفون را در فرکانسهای بالا کاهش می دهد.





میکروفونهای پیزوالکتریک (کریستالی) (Pizoelectric Mic)
بعضی از عناصر مانند بلور کوارتز، نمک راشل و دی هیدروفسفاتت آمونیم و مواد سرامیکی ریخته شده از قبیل تیتانات دوباریم، دارای خاصیت پیزوالکتریک هستند. یکی از بلورها که در مقابل حرارت پایدار و بصورت خطی کار می نماید. بلور کوارتز می باشد که در الکتروآکوستیک از آن برای ساختن میکروفون، بلندگو و پیکاپهای گرام استفاده می شود. نوع بلوری که بیشتر بکار می رود بلور با برش X نامیده یم شود که مانند شکل از بلور طبیعی بریده ایم شود.
میکروفون کریستالی، میکروفونی می باشد که در آن از خاصیت پیزوالکتریک بعضی از کریستالها استفاده می شود بدین معنی که تغییرات فشار وارد بر روی این نوع کریستال جریان متناوبی متناسب با فشار وارده در دو سر کریستال ایجاد می کند.
دو نوع میکروفون کریستالی وجود دارد، یکنوع از آن فشار صوت مستقیماً بر صفحه کریستال تأثیر می نماید که دارای بازده بسیار کم در حدود ۴/۰ ولت برای هر میکروبار می باشد و نوع دوم، فشار صوت به یک ممبران فلزی وارد می شود و حرکات ممبران بوسیله میله ای که در پشت آن قرار دارد به کریستال منتقل می شود که البته این نوع دارای بازده بیشتری در حدود یک تا دو میلی ولت بر میکروبار می باشد. از میکروفون پیزوالکتریک تا ۸ سال پیش در ضبط صوتهای خانگی استفاده میشد. ولی هم اکنون دیگر استفاده نمی شود زیرا عرض باند آن حدود ۷ تا ۸ کیلوهرتز می باشد که پهنای باند آن کم است.
در نوع دوم میکروفون که ارتعاشات صوت توسط دیافراگم به کریستال منتقل می شود و اختلاف پتانسیل دریافتی در خروجی زیاد می شود ولی پهنای باند نوار فرکانس نسبت به حالت اول کمتر می باشد.
پهنای باند نوار پاسخ فرکانس میکروفون کریستالی بین ۲۰ تا ۱۰۰۰۰ هرتز که حدود ۵ دسی بل نسبت به حساسیت متوسط تغییرات دارد. حساسیت متوسط تغییرات دارد. حساسیت متوسط میکروفون ۵۰ دسی بل برای یک ولت در هر میکروبار است.



میکروفونهای نواری
این میکروفون از یک نوار که در داخل یک میدان مغناطیسی دائم، بطور آزاد می تواند حرکت کند تشکیل شده است. طرز کار آن مثل میکروفون الکترودینامیکی است فقط بجای سیم پیچ از یک نوار استفاده شده است. این میکروفون بعلت سبکی ممبران (دیافراگم)، باند فرکانس خوب و حساسیت زیاد دارد و در موسیقی میتوان از آن استفاده نمود ولی راندمان آن کم است.
بعلت اینکه در میکروفون های نواری فشار صوت در دو طرف ممبران با فازهای مختلف برخورد می کند بنابراین اشکالی در پهنای باند فرکانسی آن بوجود می آید. همانطور که می دانیم اختلاف فاز به ابعاد نوار و طول موج صدا بستگی دارد. بدین معنی که در طول موجهای بلند ابعاد ممبران قابل صرفنظر کردن می باشد در صورتیکه در طول موجهای کوتاه ابعاد ممبران نسبت به طول موج قابل چشم پوشی نیم باشد. بنابراین پهنای باند فرکانس بطور یکنواخت عمل نکرده و در فرکانسهای بالا دچار افت می گردد. در این صورت ضریب الاستیسیته را کاهش می دهند و تا حدود ۱۰ کیلوهرتز پهنای باند ادامه دارد البته در فرکانسهای پایین پاسخ فرکانس حالت خطی را حفظ میکند.
یک نوع دیگر میکروفون نواری طراحی شده است که بوسیله تغییراتی پهنای باند آن را افزایش داده اند. بدین صورت که بوسیله قرار دادن موادی مانع ورود صدا به پشت ممبران می شوند. در ضمن بوسیله تعبیه شوراخ فضای پشت ممبران را به داخل متصل نموده و با فیدبک (بازگشت صدا به پشت) صدا را با اختلاف فاز لازم به فضای پشت ممبران برگشت می دهند. بطوریکه فشار صورت در هر دو طرف ممبران بطور هم فاز عمل می کند. در این حالت چون مسئله اختلاف وجود ندارد میتوان پاسخ فرکانس خطی ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز را از میکروفون انتظار داشت. امپدانس این نوع میکروفون خیلی ناچیز است. بنابراین قراردادن ترانسفورماتور الزامی است. از این میکروفون قبل از میکروفون خازنی برای ضبط ارکستر استفاده می گردید.





میکروفونهای خازنی (الکترواستاتیک) و یا (الکتروکاندستور)
میکروفون خازنی، میکروفونی است که از یک صفحه ثابت و یک صفحه متحرک که بعنوان دو جوشن یک خازن عمل می کند تشکیل شده است. اگر در مدار خازن یک ولتاژ و یک مقاومت قرار دهیم خازن شارژ می شود حال اگر ارتعاشات صوتی به صفحه متحرک (ممبران) وارد آید فاصله دو جوشن تغییر می نماید، بنابراین ظرفیت خازن متغیر می شود، البته تغییرات این ظرفیت خازن تغییر می کند جریان در مدار تغییر می نماید. با عبور جریان از مقاومت در دو سر این مقاومت یک ولتاژ الکتریکی ظاهر می شود باین وسیله توانسته ایم تغییرات فشار صوتی را به تغییرات فشار الکتریکی تبدیل نمائیم.
میکروفون الکترواستاتیک خیلی خوب می تواند قابل مقایسه با یک میکروفون الکتروداینامیک خیلی خوب باشد وگرنه هر الکترواستاتیکی از هر الکتروداینامیکی بهتر نیست. هرگاه در عمل ضبط صدا بهترین کیفیت ممکن مورد نظر باشد، می توان از میکروفونهای الکترواستاتیکی یا الکتروکاندنستور (Condenser) استفاده نمود. چون حرکت دیافراگم آن با جرم بسیار کم می تواند در برابر کوچکترین ارتعاشات پاسخ سریع (Transienty Response) بدهد. و حتی این میکروفون می تواند آنقدر سریع عمل می کند که صدای ضربه کوچک Impulse را مانند صدای یک جرقه و یا خزیدن مار برروی برگها ر ا دریافت نماید، و این یکی از دلایل برتری میکروفون الکترواستاتیک بر الکتروداینامیک است.
میکروفون الکترواستاتیک (خازنی) باعث می شود که صدای ترجمه شده یا تبدیل شده خیلی نزدیک به صدای اصلی باشد ولی میکروفون الکتروداینامیک صدا را تیره می سازد.
توصیه خیلی مهم در باره این میکروفونها آن است که به دلیل نازک بودن ممبران آن، نباید در ضبط انفجارات و صداهای شدید از ان استفاده نمود. چون این عمل باعث کاهش حساسیت آن و یا پاره شدن ممبران آن می گردد.
بعلت امپدانس زیاد و راندمان کم میکروفونی خازنی دامنه سیگنال خروجی ضعیف است بطوریکه مدار تقویت کننده الکترونیکی در بدنه میکروفون و در میکروفونهای یقه ای دذ بیرون آن تعبیه می شود. معمولاً در طراحی میکروفون خازنی سعی می شود برای نوار وسیعی از فرکانس طراحی شود. برای این منظور بایستی ضریب کشش دیافراگم را زیاد نمود و جرم آنرا کم انتخاب کرد. در نتیجه میکروفون دارای پاسخ فرکانس وسیع می شود. البته راندمان آن با زیاد کردن ضریب کشش، کاهش می یابد که بوسیله مدار تقویت کننده الکترونیکی به اندازه کافی تقویت می شود.
راندمان میکروفون خازنی میکروفون ذغالی است و پاسخ فرکانس در پهنای نوار ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز خطی است و از این میکروفون برای ضبط موسیقی در استودیوها و آزمایشگاههای تحقیقاتی آکوستیک استفاده می شود. در شکل زیر نمونه ای از یک مقطع میکروفون یک جهته خازنی و نوار پاسخ فرکانس میکروفون خازنی دیده می شود.
البته امروزه میکروفون خازنی بدون منبع تغذیه نیز ساخته شده بطوریکه در فاصله دو جوشن ماده ای قرار دارد که بطور دائم بار الکتریکی در آن وجود دارد (الکتروولت) و بر اثر فشار صوت اختلاف پتانسیل در دو جوشن آن تغییر می کند.




نتیجه (محاسن میکروفونهای مختلف)
برتری های میکروفون الکترواستاتیک عبارتند از:
۱-وسیع بودن پهنای باند Frequency Response.
۲-خطی بودن پهنای باند.
۳-پاسخ سریع در برابر ارتعاشات ضربه ای Impulse.
۴-سطح نویز آنها خیلی پایین است. (سطح نویز یک میکروفون ناشی از الکترونهایی است که در اثر برخورد به یکدیگر در عنصر مورد نظر (میکروفون) ایجاد می شود).
۵-محکم بودن دیستورشن (Distortion): هرگونه تغییر ناگهانی و ناخواسته در خروجی یک دستگاه نسبت به ورودی.





معایب میکروفونهای خازنی
۱-در برابر حرارت، دود سیگار، گرد و غبار و دخانیات، رطوبت و … خراب می شود.
۲-در مقابل ضربه بسیار آسیب پذیر هستند و حتماً باید در جعبه آن را حمل کرد و درست در موقع استفاده باید آنرا باز کرد.
۳-احتیاج به منبع تغذیه دارند. (جهت شارژ کردن خازن و انتقال سیگنال به اولین طبقه).
مطلب بسیار مهمی که باید در نظر داشت آن است که این نوع میکروفون و میکروفون الکتروداینامیک، همیشه در حال کار هستند پس باید همیشه آنها را در جعبه های ضد صدا قرار داد تا از استهلاک آن جلوگیری کرد.


دلایل احتیاج منبع تغذیه در میکروفونهای خازنی
میکروفونهای خازنی به دو دلیل احتیاج به منبع تغذیه دارند:
۱-خازن برای عملکرد احتیاج به شارژ دارد تا تغییر فاصله بین جوشنها باعث ایجاد یک جریان متغییر و این جریان متغیر در دو سر یک مقاومت تشکیل یک ولتاژ متغییر می دهد.
۲-از آنجا که امپدانس خروجی این میکروفون زیاد است ولتاژ بسیار ناچیزی در خورجی را بیشتر از چند میلیمتر نمی توان منتقل کرد. پس احتیاج به یک پیش تقویت کننده Pre Amplifire داریم. که با بهترین طراحی بعد از کپسول قرار می گیرد.
مطلبی که باید به آن توجه کرد آن حساسیت میکروفونهای الکترواستاتیک در مقایسه با میکروفونهای الکتروداینامیک درب رابر ارتعاشات مکانیکی زیاد است بنابراین در جایی که باید میکروفون را حرکت داد بهترین راه این است که از میکروفونهای الکتروداینامیک استفاده کرد. مگر در مواقعی که واقعاً احتیاج به کیفیت خوب در صدابرداری باشد. میکروفونهای الکترواستاتیک گاهی اوقات در یمک محفظه از نظر مکانیکی عایق می شوند و ارتعاشات مکانیکی به آنها منتقل نمی شود. حساسیت میکروفونهای خازنی نسبت به وزش باد خیلی بیشتر از میکروفونهای الکتروداینامیک است.




میکروفون بی سیم یا MF یا Wireless Mic
در استفاده از این نوع میکروفونها با سه بخش روبرو هستیم:
۱-نوع میکروفون که اصلاً محدودیتی در آن وجود ندارد.
۲-بخش فرستنده.
۳-بخش گیرنده.
در نوع میکروفون محدودیت وجود ندارد و هر نوع میکروفونی می تواند باشد ولی باید نوع فرستنده آن خیلی کوچک باشد.





۱۱-۹-پروانه کانال فرستنده (Program channal)
عرض بایند کانال این فرستنده در حدود ۱۵ کیلوهرتز می باشد و نوع مدولاسیون در آن از نوع FM (Frequency Modulation) مدولاسیون فرکانس با سیگنال به نویز زیاد و درصد دستورشن کم، که در باند UHF FM کار می کنند. به دلیل عدم استفاده از کابل جهت تغذیه مدارات آن از باطری استفاده می شود و آنتن آن فرکانس کریر بوده و بهترین عمل جهت قرارگرفتن در گردن گوینده است.





گیرنده (Riciver)
گیرنده این نوع میکروفون ها به دو شکل می باشد که یک شکل آن بر روی Roc نصب می گردد و هنگامی از آن استفاده می شود که در استودیو به صدا نیاز داریم و درون اتاق کنترل می باشد و شکل دیگر آن پرتابل یعنی قابل حمل و نقل است که به دلیل داشتن ابعاد کوچک می توان آنرا حمل نمود و یا جایی آویزان کرد ابعاد این گیرنده حدود ۱۲×C20 با ضخامنت cm3 و با وزن ۳۰۰ گرم می باشد.
آنتن گیرنده از حساسیت زیادی برخوردار است و نوع پرتابل آن بر روی بندگیرنده نصب می گردد. آنتن آن از نوع Roc که بر روی یک پایه درون استودیو می باشد که توسط کابل های کواکسیال (کابل شیلدار) به درون اتاق کنترل منتقل می گردد. در شرایط پرتابل معمولاً جهت تغذیه از ۲ عدد باطری ۵/۹ ولت استفاده می شود و در شرایط استودیو می توان از برق استفاده نمود.
از آنجا که ممکن است مسئله انعکاس و یا حذف سیگنال پدید آید، باید حتی الامکان آنتن گیرنده به فرستنده نزدیک باشد. کاربرد این نوع میکروفون معمولاً در جاهایی می باشد که کابل میکروفون مزاحم کار ما می باشد، حال این مسئله چه درون استودیو باشد و چه در بیرون آن.
یک نوع از میروفون های مینیاتوری آن از نوع Sony_EcM5op می باشد که معمولاً بین ۵/۱ ولت تا ۵۲ ولت کار می کنند.



میکروفونهای الکتریت (Electret Cendenser Mc)

اولین دسته خانواده فرعی و جوان از میکروفون های الکترواستاتیک، میکروفون های الکترود هستند. میکروفونهای الکترود مزیتی که بر میکروفونهای الکترواستاتیک دارند این است که خازن آنها همیشه شارژ می باشد و احتیاجی به منبع تغذیه جهت شارژ خازن ندارند و چند سالی است که در ضبط های حرفه ای ساده می توان از آنها استفاده کرد. به دلیل کوچک بودن و ارزان بودن این میکروفونها امروزه تقریباً روی اکثر دستگاههای آماتوری نصب می شود و در کارهای تصویری هنگام پنهان سازی می توان از این میکروفون استفاده نمود. یک نمونه از آن را می توان میکروفون Sony-ECA50 نام برد.
لازم به یادآوری می باشد که میکروفونهای الکترواستاتیک دیگری وجود دارد که هرکدام به نوبه خود در جاهای مخصوصی استفاده می شود که ازجمله می توان به میکروفون «گان» و «مینی گان» اشاره نمود که بعد از طرح گیرایی میکروفون ها در باره آنها به تفصیل شرح داده می شود. البته باید اضافه کرد که برای تقویت سیگنال ورو.دی به میکروفون احتیاج به یک تقویت کننده مقدماتی نیز می باشد که تنها به یک باطری کوچک ۵/۱ ولت نیاز می باشد. ضمناً تقویت کننده آن یک مدار FET می باشد.



منابع تغذیه میکروفون ها
دو استاندارد برای منابع تغذیه میکروفونهای استاتیک حرفه ای بکار می رود:
۱-استاندارد اول، استانداردی بنام فانتوم پاور Phontom system Power است. البته دلیل این اسم شکل مدار تغذیه می باشد. در این استاندارد ولتاژ مورد استفاده ۴۸ ولت (DC) است که ولتاژ ۱۲ ولت (DC) نیز ساخته شده است. این سیستم، جریانی حدود چندصد میلی آمپر به سه روش زیر برای میکروفونهای مدرن بوجود می آورد:
روش اول:
در این روش از منبع تغذیه خارجی، یعنی از برق شهر استفاده می شود. در این نوع، منابع تغذیه دارای سلکتوری هستند که ولتاژ ورودی آنها را تأمین می کنند. در عمل این منبع تغذیه یک مکعب مستطیلی است که کف استودیو واقع می گردد و دارای ورودی in و خروجی output است. خروجی میکروفون را به input و از output بجای خروجی میکروفون استفاده می شود. پس دذر این روش منبع تغذیه بین ورودی و خروجی میکروفون سری می شود. در استودیوهای بزرگ که ممکن است استفاده از میکروفونها زیاد باشد این واحدها را در اتاق کنترل می سازند و با برق شهر آنها را با یک کلید خاموش و روشن می کنند.
روش دوم:
در این روش از باطری جهت تغذیه مدار استفاده می شود که این روش خود دو راه دارد:
I) باطری بدنه درون بدنه میکروفون جای می گیرد.
II) باطری درون محفظه ای قرار می گیرد که دقیقاً مثل روش اول بین میکروفون و دستگاه ضبط قرار می گیرد. این محفظه یا در بیرون میکروفون و یا متصل به آن است.
روش سوم:
در این روش که در استودیوهای مدرن وجود دارد تغذیه میکروفون ها توسط دستگاه میکسر انجام می گیرد که خود تغذیه درون میکسر است.
در استاندارد فانتوم پتانسیل منفی (یا صفر DC) از طریق شیلد کابل برای میکروفون تأمین می شود اما پلارتیه مثبت ۴۸ ولت را در استاندارد فانتوم از طریق دو هادی درون کابل که کار آنها مدولاسیون رفت و برگشت است انتقال می دهیم. یعنی ۴۸+ ولت رفت را در روی دو سیم یکسان می گذاریم تا نسبت به هم باز هم ولتاژ صفر داشته باشیم.
در عمل ولتاژ ۴۸ ولت را به یکی از سرهای ترانس می توانیم بدهیم ولی هر آینه امکان وجود پتانسیلی بین دو سیم هست و تقارن خط را به هم می زنیم. در واقع در یک سر که ولتاژ DC است، در سر دیگر سیمی وجود دارد که آماده است تا هر نوع پتانسیلی را ایجاد کند. همچنین سیستم فانتوم خود تأکید کرده است که باید ولتاژ بین دو سیم صفر باشد. ولی صفر کردن ولتاژ بین این دو به هر راهی باعث کوتاه شدن اتصال خروجی میکروفون می شود. برای اینکار سیستم فانتوم از دو مقاومت بسیار دقیق به مقدارهای ۸/۶ کیلواهم استفاده می شود.
از سر وسط ترانس در این حالت استفاده نمی شود. در اغلب میکسرها از استاندارد فانتوم ۴۸+ ولت استفاده می شود که با یک تقسیم ولتاژ توسط دو مقاومت می توان آنرا تبدیل به V12 ولت کرد ولی هر V12 را به آسانی نمی توان به V48 ولت تبدیل کرد.
۲-استاندارد دوم، استاندارد T یا پارالل یا AB است. ولتاژ معمول این استاندارد V10 ولت (DC) است. برای فرستادن V10 ولت به میکروفون از همان سه روش استفاده می شود. ولی تنها ۱/۰% از میکسرها، تغذیه برای این استاندارد دارند. نام چند میز میکسر که دارای
Schlambger 4000 سری تغذیه فانتوم دارد
Schlambger 2000 سری تغذیه ندارد
Schtuder 48V دارد تغذیه فانتوم
در سیستم I هم احتیاج به ارتباط اضافه نیست و از همان کابل ۳ سیم استفاده می شود ولی تفاوت آن با سیستم فانتوم این است که صفر ولت در قبل در شیلد است ولی در اینجا ۱۰ ولت روی دو سیم است و شیلد آزاد است و هر دو سیم ما دارای پتانسیل می باشد. در سیستم فانتوم پلاریته ای بین دو سیم نیست.


مزیت سیستم فانتوم بر AB:
مزیتی که سیستم فانتوم به AB دارد این است که چون سیم ها نسبت به هم ولتاژی ندارند به راحتی می توان به یک Patch pannel (پَچ‎‏ْ پنل) میکروفون الکتروداینامیک هم وصل کرد. ولی در سیستم AB چون ولتاژی بین دو سیم هست هرگاه میکروفون داینامیک را به آنجا وصل کنیم ولتاژ وارد میکروفون می شود و آنرا تبدیل به بلندگو می کند.
لازم به تذکر است که میکسر استلاوکس تغذیه ۴۸ ولت و هم ۱۲ ولت و هم ۱۰ ولت دارد و میکسری است که قابل حمل و نقل است.


بادگیرها ( جنس و ساخت بادگیرها )
بادگیرها از اجناس متخلخل هستند و در ساخت آنها این نکات مورد توجه قرار می گیرد: در ساخت بادگیرها شکل آیرودینامیکی حفظ می شود و ملکول برای عبور از آنجا که باید از حفره های زیادی عبور کنند سرعت آنها کم شده و در نتیجه به میکروفون آسیبی نمی رسد. در مواردی که باد شدید است می توان از آن استفاده کرد.
موارد استفاده از آن:
از بادگیر جهت کاهش سرعت باد در مکانهای مختلف استفاده می کنند ولی گاهی اوقات که نه باید و نه تحرکی هست باز هم از بادگیر استفاده می کنند که این عمل به دو دلیل مورد استفاده قرار می گیرد:
الف-برای جلوگیری از رسیدن رطوبت دهان و یا بزاق دهان، هنگامی که در نزدیکی سخنگو قرار دارد از بادگیر استفاده می شود.
ب-بسیاری از حورف که توسط لبها ادا می گردد خود حرکتی در ملکول ها ایجاد می کنند که مانند حرکت هوا است مثل «پ» که اثری در فواصل نزدیک ایجاد می کند و به آن پاپ افکت Pop – efect می گویند. بادگیر یکی از راههای جلوگیری از آسیب رساندن این حرکت به میکروفون است. در شکل نمونه ای از این بادگیرها دیده می شود.
مشخصات راستایی میکروفونها (پولارپترن Polar pattern)کلیه میکروفونها بر اساس نوع ساختمان، فشار صوت محیط اطراف را بطرق مختلف دریافت می کنند. برای مثال در میکروفون نواری، ممبران این میکروفون در فضا ممکن است به نحوی واقع شود که از یک یا دو راستا صدا دریافت کند و یا میکروفونی طرح شود که در تمام راستاها صدا را دریافت نماید.
چگونگی دریافت صدا از جهات مختلف یا بررسی چگونگی حساسیت میکروفون از زوایای مختلف نسبت به منبع یا منابع صوتی را پولارپترن گویند. پولار پترن مشخصه ای است که به میکروفونهای جهت دار نسبت داده می شود، در میکروفون جهت دار همه جهته، تفاوتی در شکل دیافراگم نیست و همه آنها دارای دیافراگم دایره ای به اندازه یک سکه هستند.
پولارپترن میکروفونها به چهار گروه یک راستایی (دلوار یا کاردیوئید) و دو راستایی یا به صورت هشت لاتین (Birdirectional) و یا نارسائی یا تمام جهته (Omni directional) و یا فوق العاده کاردیوئید (Hgpr Cardioid) تقسیم می شوند که شناخت هر کدام تنها به اسم و نوع، با توجه به مشخصاتی که کارخانه ها در کاتالوگهای مربوط به هر میکروفون بیان می کنند بستگی دارد و هیچ بستگی به نوع شکل و قیافه میکروفونها ندارد.



الف میکروفونهای تمام جهته (Omni directional)
میکروفونهای تمام جهته را Omni directional گویند علامت اختصاری آن، شبیه کره است. همان طور که از اسم این نوع میکروفونها مشخص است، این میکروفونها قادرند اصوات صوتی و یا منابع صوتی را که در اطراف خود می باشند به وضوح دریافت دارند و هیچ نقطه کوری در اطراف آن وجود نداشته و اصوات به طور یکنواخت از اطراف میکروفون، ممبران آنرا به ارتعاش وامی دارند. هرچه ابعاد میکروفون کوچکتر باشد خطای یک جهته شدن در فرکانسهای بالا را کمتر دارد چون ابعاد میکروفون کمتر تشکیل سایه می دهند. چرا که در فرکانسهای بالا به علت کوچک بودن طول موج ابعاد میکروفون می تواند تولید سایه اکوستیکی بنماید. همان طور که بیان شد تمایل به زاویه دار شدن در فرکانسهای بالا نکته ای که باید در انجام کار به آن توجه کرد چون هرگاه بخواهیم صدای دو نفر را با هم و به یک صورت و یا یک شفافیت داشته باشیم، در صورت شرایط مناسب باید میکروفون را دور از اشخاص طوری قرار دهیم که زاویه آن هر دو شخص را در خود جا دهد.از این میکروفون در مواقعی استفاده می شود که احتیاج به جهت خاصی در برابر منبع و یا منابع صوتی نداشته باشیم و بخواهیم صدای کل یک محوطه را داشته باشیم مانند یک ورزشگاه، که در این حالت توانسته ایم شخصیت واقعی یک محل را حفظ نماییم.
حساسیت این میکروفونها بدلیل مکانیزم آنها در برابر حرکت دست کم است. همچنین حساسیت این میکروفونها در برابر حرکت سریع ملکولهای هوا در جلوی دیافراگم است و بهترین نوع میکروفون نسبت به جریان شدید باد و یا حرکت شدید میکروفون است. ولی از آنجایی که این میکروفونها به نویز حساس هستند حداقل استفاده می شود.
از میکروفون هایی که دارای چنین حالتی هستند می توان سنایز MD211U و MD21N و نوی من U87، KN83، Akgc414 را نام برد.



ب-میکروفونهای یک جهته یا کاردیوئید یا دلوار (Cardioid)

میکروفون های یک جهته، میکروفونهایی هستند که فقط ارتعاشاتی را که از یک جهت، یعنی جهت مقابل به میکروفون وارد می شود می تواند به طور واضح عکس العمل نشان دهد و این عکس العمل در مقابل زوایای دیگر به وضوح نیست و خارج بودن منبع را از زوایای میکروفون نشان می دهد. و از این جهت به آن کاردیوئید گفته می شود که پترن آن شبیه قلب می باشد. که علامت اختصاری آن چنین است.
اگر منبع صوتی در زاویه صفر درجه قرار گیرد یعنی منبع دقیقاً روبروی میکروفون باشد صدای منبع بخوبی دریافت می شود و هنگامی که به زاویه ۱۸۰ درجه می رسیم به نقاط کورمیکروفون خواهیم رسید که این نقاط، نقاط کور میکروفون نیستند ولی چیزی در حدود ۲۰ دسی بل ورودی را تضعیف می کنند.
این نوع میکروفون یکی از پرکاربردترین میکروفون ها در شرایط حرفه ای است چرا که با این میکروفون می توان منبع صوتی خواسته شده رات مورد توجه قرار دهیم و منبع ناخواسته را در نقاط کور میکروفون قرار دهیم. مورد استفاده این میکروفون وقتی است که منبع یا جهت خاصی مورد نظر جهت ضبط صوت می باشد و احتیاج به صداهای دیگری که اطراف ما ناخواسته است، نداریم. از این میکروفون جهت ضبط کنسرت و رپرتاژ و تئاتر و نمایشنامه که احتیاج به صداهای پشت صحنه نداریم، استفاده می کنیم.
میکروفونهایی که دارای این نوع پترن هستند عبارتند از سنایزر MD414 و نوی من U87، Axc414.


ج-میکروفونهای دوجهته یا دوراستایی یا هشت لاتین (Bridirectional)
میکروفونهای دوجهته، میکروفونهایی هستند که قادرند ارتعاشات صوتی را از دو جهت مخالف دریافت نمایند. که به آنها فیگور اف ایت Figure of eight یعنی به صورت هشت لاتین ۸ می تو.انند اصوات را دریافت کنند. نمای زاویه با پترن این میکروفون به صورت شکل روبروست.
فرقی که این میکروفون با بقیه خانواده های گفته شده دارد، این است که در حالت های قبل میکروفون طوری در جلوی منبع صوتی قرار می گرفت که دیافراگم درست موازی با منبع صوتی بود و خط عمود بر این میکروفونها (بر ممبران آنها) هم جهت با محور yها است.اما در این نوع میکروفون، دیارفاگم از دو جهت با هوای بیرون و اطراف در ارتباط هستند و دیافراگم خود موازی با محور yها است و خط عمود بر آن موازی با محور xها است بنابراین میکروفونهای قبلی به طور افقی در هوا قرار می یگرند.
ولی در این نوع میکروفون ها به طور عمودی در جلوی منبع صوتی قرار می گیرند. از این میکروفون زمانی استفاده می گردد که دو منبع همگن و هم شرایط داشته باشیم و این دو مقابل همدیگر واقع شدهد باشند مثلاً دو نفر که در مقابل هم دیالوگ می گویند و یا در مورد ارکستر که دو ساز در مقابل هم نشسته اند بجای دو میکروفون می توان از یک میکروفون Bidirectional استفاده نمود.
میکروفونهایی که دارای این نوع پترن هستند هبارت است از: نوی من N.M.U87 و AKGC 414. البته میکروفونهای نواری از این نوع میکروفونها می باشند.


د- میکروفونهای فوق العاده کاردیوئید (Hyper cardioid)
به علت اینکه میکروفونهای کاردیوئید برای استفاده دارای زاویه بازی هستند می توان از این میکروفونها در مکانهای مناسب استفاده نمود. مثلاً در جاهای که دو منبع صدای نزدیک به هم که دارای دامنه شدید داشته باشیم و بخواهیم از دو میکروفون کاردیوئید استفاده کنیم و از احتمال نشت صدا از یک منبع روی میکروفون منبع کناری وجود دارد.
فرم نصب این نوع میکروفونها بطوری است که یک طرف آن (یعنی سمت کوچکتر آن) به سمت سالن و سمت بزرگترل آن به طرف ارکستر در سالنهای ارکستر می باشد و برای نشان دادن شخصیت واقعی اکوستیکی سالن می توان با نزدیکتر گرفتن میکروفون نسبت بهد ارکستر و دور کردن آن نسبت به سالن، صدای ارکستر را بهتر گرفت. ضمناً باید اضافه نمود قسمت زائد آن باید بطرف فصل مشترک دیوار و سقف قرار یگرد تا شرایط آکوستیکی سالن بهتر نشان داده شود.
میکروفونهایی که داریا این نوع پترن هستند عبارت است از میکروفونهای الکترودینامیک و الکترواستاتیک. (بخصوص خازنی) از یان میکروفون بیشتر در جاهایی استفاده می شود که سطح نویز آن کم است چون کم خطرتر و قابل کنترل است.