Behzad AZ
06-20-2010, 05:16 PM
مقایسه بین میکروفونهای مختلف (http://www.bargh-electronic.com/2008/01/blog-post.html)
میكروفونها یا مبدلهای الكتروآكوستیكی، دستگاههایی هستند كه تغییرات انرژی آكوستیكی را به انرژی الكتریكی تبدیل می كنند. (ضمناً عكس این مطلب نیز در مورد بلندگوها صادق است). همانطور كه می دانیم انرژی صوتی از نوع انرژی مكانیكی است و با جرم، محیط الاستیك و نیرو سر و كار دارد. بنابراین حفظ و انتقال انرژی صوتی (آكوستیكی) در برد زیاد امكان پذیر نیست. فرض كنید انرژی صدای گفتگوی انسان به میزان انرژی رعد و برق (مثلاً db130) باشد، البته می دانیم كه برد انتقال این انرژی محدود است، در صورتیكه اگر این انرژی (صوتی) به انرژی الكتریكی تبدیل شود هرگونه تغییر و تبدیل روی آن براحتی امكان پذیر می شود. برای مثال، انرژی الكتریكی را می توان بهر میزان تقویت كرد و آنرا به هر نقطه در فواصل خیلی دور ارسال داشت. مثلاً بردن یك نوار ضبط صوت در هر نقطه و یا انتقال صدای گوینده ای كه در جلوی میكروفون در استودیو در یك نقطه از جهان صحبت می كند و این انرژی توسط فرستنده رادیوئی به سایر نقاط با وسعت بسیار پخش می شود. انرژی الكتریكی بوسیله9 بلندگو مجدداً به انرژی اكوستیكی تبدیل می شود. در این مطلب طرز كار این مبدلهای الكتروآكوستیكی را مورد مطالعه قرار می دهیم.
با توجه به ماهیت انرژی آكوستیكی دستگاههائی كه كار تبدیل را انجام می دهند به هر ترتیب با عمل مكانیكی سر و كار دارند و سیستمهای نوسان كننده مكانیكی مطرح می شوند. همانطور كه اگر شخصی در موقع صحبت كردن یك صفحه كاغذ را بطور كشیده در جلوی دهان خود قرار دهد، متناسب با دامنه و فركانس انرژی صوت كاغذ به ارتعاش درمی آید، ممبران میكروفون بر اثر صوت ارتعاش می نماید، با استفاده از پدیده های فیزیكی مانند پدیده های القای الكترومانیتیك، اثر پیزد الكتریك، تغییرات ظرفیت خازن و تغییرات مقاومت گردد، ذغال انرژی اكوستیكی به انرژی الكتریكی تبدیل می كند.قبل از پیشرفت علم الكترونیك و ساختن تقویت كننده های مناسب معمولاً از شرایط نامناسب معمولاً از شرایط نامناسب میكروفون استفاده می شد، زیرا اگر بخواهیم سیگنال خروجی میكروفون بر حسب فركانس در نوار 20 تا 20000 هرتز خطی باشد راندمان میكروفون بسیار ناچیز خواهد بود. بطوریكه اگر سیگنال بلافاصله درون میكروفون تقویت نشود بر اثر ضعیف بودن دامنه سیگنال نویز بسیاری وارد شده و عملاً استفاده از سیگنال با كیفیت مناسب بدون استفاده از تقویت كننده امكان پذیر نمی باشد.بنابراین در محاسبه میكروفون بدون استفاده از تقویت كننده سعی می شود راندمان نسبتاً بالا باشد كه موجب باریك و نماصاف شدن پاسخ فركانس می شود. مانند میكروفون ذغالی كه دارای راندمان خوب بوده ولی پهنای نوار فركانس آن كم و ناصاف می باشد. امروزه در بیشتر موارد از میكروفونهای با كیفیت خوب در امر صدابرداری در رادیو و تلوزیون و استودیوها استفاده می شود كه دارای تقویت كننده های اولیه الكترونیكی می باشد.ضمناً میكروفونهای با كیفیت عالی برای كارهای دقیق اندازه گیری بدون نویز و بدون دیستورشن ساخته می شود و در نوار فركانس 20 تا 20000 هرتز پاسخ خطی دارند كه در آزمایشگاههای تحقیقاتی از آنها استفاده می شود.میكروفونها تغییرات فشار صورت درون محیط را به تغییرات مشابهی از ولت یا جریان در داخل مدار الكتریكی كه متصل به آن است تبدیل می نمایند. كه این جریان وارد دستگاههای تقویت كننده شده و پس از عملیات مختلف توسط بلندگو به انرژی صوتی تبدیل می شود. حال در این فصل به معرفی انواع مختلف میكروفونها می پردازیم.
میكروفون های ذغالی تشكیل شده از یك مخزن ذرات ذغال، این ذرات ذغال ممكن است به اشكال مختلف هندسی تهیه شود. روی ذرات ذغال یك شاخكی قرار دارد كه به دیافراگم یا ممبران متصل است كه اگر در مقابل این ممبران یل دیافراگم صوت ایجاد كنیم مرتعش می گردد. ارتعاشات حاصل در ممبران، دقیقاً همان مشخصات ارتعاشات منبع صوت را دارا می باشد. و این تغییرات فشار عیناً به شاخك انتقال می یابد. تغییرات ایجاد شده در ممبران یا شاخك باعث تغییر مقدار فشردگی ذرات ذغال به یكدیگر شده كه در نتیجه مقاومت الكتریكی مجموعه مخزن تغییر می یابد. و مشاهده می كنیم كه متناسب با همان تغییرات فشار وارده روی ممبراتن جریان I كه از مدار عبور می كند تغییر می یابد. یعنی توانسته ایم تغییرات فشار صورت را تبدیل به جریان الكتریسیته نمائیم. كه این جریان متغییر را می توان بصورت فشار الكتریكی از دو سر مقاومت باز دریافت كرد.این ساده ترین و ارزانترین میكروفون است كه از سال 1984 تا كنون از آن استفاده می شود. این میكروفون دارای بازده با راندمان زیادی است. بنابراین بدون طبقات تقویت كننده می توان از آن استفاده نمود. ولی در شرایط حرفه ای از آن استفاده نمی شود چون از نظر پهنای باند فركانسی مطلوب نمی باشد یعنی پهنای باند آن وسیع نیست و كیفیت 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 شكل زیر نمونه ای از یك پهنای باند فركانسی در یك میكروفون ذغالی با فشار ثابت دیده می شود.میكروفون ذغالی از لحاظ پاسخی فركانسی Frequency Response دارای دو اشكال اساسی و مهم می باشد.
1-عرض باند آن (پهنای باند فركانسی) محدود است به این ترتیب كه هم از نظر فركانس های بالا و پایین در عبورش محدودیت دارد. پهنای باند فركانسی این میكروفون بین HZ300 تا HZ3500 نیز می باشد.
2-همین عرض باند نیز خطی نیست. منظور از خطی نبودن همان تغییرات سطح دامنه باند فركانسی نیز می باشد. همانطور كه بیانم شد از این میكروفون در صنعت تلفن استفاده می شود چرا كه در این جا، فقط هدف ما رساندن پیام می باشد و كیفیت صدا برای ما مطرح نیست. حتی این نوع میكروفون در دستگاههای خانگی نیز استفاده نمی شود.
میكروفونهای دینامیكی تشكیل شده از یك ممبران از جنس سبك نظیر كاغذ، پلاستیك و با آلومینیوم كه یك سیم پیچ به ممبران (دیافراگم) متصل است و این سیم پیچ می تواند در داخل شكاف قطبین یك آهن ربا حركت نماید. بنابراین وقتی كه 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 حركت سیم پیچ در داخل میدان مغناطیسی یك جریان الكتریكی روی سیم پیچ القا می گردد كه ریتم تغییرات این جریان درست با ریتم تغییرات فشار وارده روی ممبران است.
این میكروفون، اولین خانواده میكروفونی است كه بطور حرفه ای استفاده می شود و در این میكروفون مغناطیس ثابت و سیم پیچ (Coil) متحرك و جریانی حدود دهم میلی ولت ایجاد می شود و در میكروفون های حرفه ای حدود mv2/0 است.
علت اینكه این میكروفون ها در مصارف حرفه ای استفاده می شود داشتن عرض باند خطی وسیعی است ولی قیمت آن بسیار گران می باشد. این میكروفون ها نسبت به میكروفون ذغالی راندمان كمتری دارد ولی دارای كیفیت بهتری است و در صنایع حرفه یا مخصوصاً در صدا و سیما بنحو احسن استفاده می گردد و از این میكروفون برای ضبط گفتار استفاده می شود. ضمناً برای زیاد كردن راندمان این نوع میكروفون با قرار دادن سوراخ در پشت دیافراگم كه به فضای خارج متصل باشد و با محاسبه سطح و طول سوراخ یك مقدار از انرژی صوتی را با 180 درجه اختلاف فاز به پشت دیافراگم منتقل می نمایند این فیدبك به حركت به ممبران كمك كرده و راندمان میكروفون زیاد می شود.
حساسیت ولتاژ مدار باز این میكروفون با پیچك متحرك (سیم پیچ) تقریباً برابر با 5-10×4/2 ولت بر میكروبار، و یا db4/92 – دسی بل می باشد و نسبت به میكروفون خازنی كریستالی (بعداً توضیح داده می شود) از حساسیت كمتری برخوردار می باشد. امپدانس خروجی میكروفون حدود 10 اهم است كه نسبت به میكروفونهای خازنی و كریستالی خیلی ناچیز است و بوسیله ترانسفورماتور بالابرنده ولتاژ در بدنه میكروفون عمل تطبیق امپدانس را انجام میدهد. در ضمن میكروفون الكترودینامیكی بدون تقویت كننده مقدماتی استفاده می شود و می توان با كابل نسبتاً طولانی سیگنال را از آن انتقال داد.
پاسخ فركانس این نوع میكروفون حدود 10 تا 14 كیلوهرتز می باشد و در ضبط صدای گوینده و رپرتاژ و تئاتر و ... از آن استفاده می شود.
این میكروفونها از یك آهن ربای نعلی تشكیل یافته كه دور قطبین آن سیم پیچ قرار دارد و ممبران آن از جنس فولاد است و وقتی كه بر اثر ارتعاشات صوتی ممبران مرتعش می گردد صفحه فولاد به دو قطب آهن ربا دور و نزدیك می شود، بنابراین میدان مغناطیسی در دو قطب تغییر می یابد و این میدان در داخل آهن ربا تغییر می كند و روی سیم پیچها یك جریان الكتریكی القا می گردد كه ریتم تغییرات ارتعاشات صوتی است كه روی ممبران وارد گردیده است. نوعی دیگر از این میكروفونها بدین صورت است كه بخشی از ممبران را كه در برابر قطبهای آهن ربای NS دائمی است با پولكی از آهن ربای نرم می پوشانند تا از لرزشهای این پولك آهنی مقاومت مغناطیسی شكاف هوائی را تغییر دهد. بنابراین لرزش ممبران باعث ایجاد جریانی در سیم پیچهای روی آهن ربا می گردد.
راندمان این میكروفون میكروفونهای ذغالی است ولی باند فركانسی وسیع تری دارد. این میكروفون بعلت وزن زیاد آن در حال حاضر استفاده زیادی ندارد. و همچنین وزن زیاد ممبران بازدهی میكروفون را در فركانسهای بالا كاهش می دهد.
بعضی از عناصر مانند بلور كوارتز، نمك راشل و دی هیدروفسفاتت آمونیم و مواد سرامیكی ریخته شده از قبیل تیتانات دوباریم، دارای خاصیت پیزوالكتریك هستند. یكی از بلورها كه در مقابل حرارت پایدار و بصورت خطی كار می نماید. بلور كوارتز می باشد كه در الكتروآكوستیك از آن برای ساختن میكروفون، بلندگو و پیكاپهای گرام استفاده می شود. نوع بلوری كه بیشتر بكار می رود بلور با برش X نامیده یم شود كه مانند شكل از بلور طبیعی بریده ایم شود.میكروفون كریستالی، میكروفونی می باشد كه در آن از خاصیت پیزوالكتریك بعضی از كریستالها استفاده می شود بدین معنی كه تغییرات فشار وارد بر روی این نوع كریستال جریان متناوبی متناسب با فشار وارده در دو سر كریستال ایجاد می كند.
دو نوع میكروفون كریستالی وجود دارد، یكنوع از آن فشار صوت مستقیماً بر صفحه كریستال تأثیر می نماید كه دارای بازده بسیار كم در حدود 4/0 ولت برای هر میكروبار می باشد و نوع دوم، فشار صوت به یك ممبران فلزی وارد می شود و حركات ممبران بوسیله میله ای كه در پشت آن قرار دارد به كریستال منتقل می شود كه البته این نوع دارای بازده بیشتری در حدود یك تا دو میلی ولت بر میكروبار می باشد. از میكروفون پیزوالكتریك تا 8 سال پیش در ضبط صوتهای خانگی استفاده میشد. ولی هم اكنون دیگر استفاده نمی شود زیرا عرض باند آن حدود 7 تا 8 كیلوهرتز می باشد كه پهنای باند آن كم است.
در نوع دوم میكروفون كه ارتعاشات صوت توسط دیافراگم به كریستال منتقل می شود و اختلاف پتانسیل دریافتی در خروجی زیاد می شود ولی پهنای باند نوار فركانس نسبت به حالت اول كمتر می باشد.
پهنای باند نوار پاسخ فركانس میكروفون كریستالی بین 20 تا 10000 هرتز كه حدود 5 دسی بل نسبت به حساسیت متوسط تغییرات دارد. حساسیت متوسط تغییرات دارد. حساسیت متوسط میكروفون 50 دسی بل برای یك ولت در هر میكروبار است.
این میكروفون از یك نوار كه در داخل یك میدان مغناطیسی دائم، بطور آزاد می تواند حركت كند تشكیل شده است. طرز كار آن مثل میكروفون الكترودینامیكی است فقط بجای سیم پیچ از یك نوار استفاده شده است. این میكروفون بعلت سبكی ممبران (دیافراگم)، باند فركانس خوب و حساسیت زیاد دارد و در موسیقی میتوان از آن استفاده نمود ولی راندمان آن كم است.
بعلت اینكه در میكروفون های نواری فشار صوت در دو طرف ممبران با فازهای مختلف برخورد می كند بنابراین اشكالی در پهنای باند فركانسی آن بوجود می آید. همانطور كه می دانیم اختلاف فاز به ابعاد نوار و طول موج صدا بستگی دارد. بدین معنی كه در طول موجهای بلند ابعاد ممبران قابل صرفنظر كردن می باشد در صورتیكه در طول موجهای كوتاه ابعاد ممبران نسبت به طول موج قابل چشم پوشی نیم باشد. بنابراین پهنای باند فركانس بطور یكنواخت عمل نكرده و در فركانسهای بالا دچار افت می گردد. در این صورت ضریب الاستیسیته را كاهش می دهند و تا حدود 10 كیلوهرتز پهنای باند ادامه دارد البته در فركانسهای پایین پاسخ فركانس حالت خطی را حفظ میكند.
یك نوع دیگر میكروفون نواری طراحی شده است كه بوسیله تغییراتی پهنای باند آن را افزایش داده اند. بدین صورت كه 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 فیدبك (بازگشت صدا به پشت) صدا را با اختلاف فاز لازم به فضای پشت ممبران برگشت می دهند. بطوریكه فشار صورت در هر دو طرف ممبران بطور هم فاز عمل می كند. در این حالت چون مسئله اختلاف وجود ندارد میتوان پاسخ فركانس خطی 20 تا 20000 هرتز را از میكروفون انتظار داشت. امپدانس این نوع میكروفون خیلی ناچیز است. بنابراین قراردادن ترانسفورماتور الزامی است. از این میكروفون قبل از میكروفون خازنی برای ضبط اركستر استفاده می گردید.
میكروفون خازنی، میكروفونی است كه از یك صفحه ثابت و یك صفحه متحرك كه بعنوان دو جوشن یك خازن عمل می كند تشكیل شده است. اگر در مدار خازن یك ولتاژ و یك مقاومت قرار دهیم خازن شارژ می شود حال اگر ارتعاشات صوتی به صفحه متحرك (ممبران) وارد آید فاصله دو جوشن تغییر می نماید، بنابراین ظرفیت خازن متغیر می شود، البته تغییرات این ظرفیت خازن تغییر می كند جریان در مدار تغییر می نماید. با عبور جریان از مقاومت در دو سر این مقاومت یك ولتاژ الكتریكی ظاهر می شود باین وسیله توانسته ایم تغییرات فشار صوتی را به تغییرات فشار الكتریكی تبدیل نمائیم.میكروفون الكترواستاتیك خیلی خوب می تواند قابل مقایسه با یك میكروفون الكتروداینامیك خیلی خوب باشد وگرنه هر الكترواستاتیكی از هر الكتروداینامیكی بهتر نیست. هرگاه در عمل ضبط صدا بهترین كیفیت ممكن مورد نظر باشد، می توان از میكروفونهای الكترواستاتیكی یا الكتروكاندنستور (Condenser) استفاده نمود. چون حركت دیافراگم آن با جرم بسیار كم می تواند در برابر كوچكترین ارتعاشات پاسخ سریع (Transienty Response) بدهد. و حتی این میكروفون می تواند آنقدر سریع عمل می كند كه صدای ضربه كوچك Impulse را مانند صدای یك جرقه و یا خزیدن مار برروی برگها ر ا دریافت نماید، و این یكی از دلایل برتری میكروفون الكترواستاتیك بر الكتروداینامیك است.
میكروفون الكترواستاتیك (خازنی) باعث می شود كه صدای ترجمه شده یا تبدیل شده خیلی نزدیك به صدای اصلی باشد ولی میكروفون الكتروداینامیك صدا را تیره می سازد.
توصیه خیلی مهم در باره این میكروفونها آن است كه به دلیل نازك بودن ممبران آن، نباید در ضبط انفجارات و صداهای شدید از ان استفاده نمود. چون این عمل باعث كاهش حساسیت آن و یا پاره شدن ممبران آن می گردد.
بعلت امپدانس زیاد و راندمان كم میكروفونی خازنی دامنه سیگنال خروجی ضعیف است بطوریكه مدار تقویت كننده الكترونیكی در بدنه میكروفون و در میكروفونهای یقه ای دذ بیرون آن تعبیه می شود. معمولاً در طراحی میكروفون خازنی سعی می شود برای نوار وسیعی از فركانس طراحی شود. برای این منظور بایستی ضریب كشش دیافراگم را زیاد نمود و جرم آنرا كم انتخاب كرد. در نتیجه میكروفون دارای پاسخ فركانس وسیع می شود. البته راندمان آن با زیاد كردن ضریب كشش، كاهش می یابد كه بوسیله مدار تقویت كننده الكترونیكی به اندازه كافی تقویت می شود.
راندمان میكروفون خازنی میكروفون ذغالی است و پاسخ فركانس در پهنای نوار 20 تا 20000 هرتز خطی است و از این میكروفون برای ضبط موسیقی در استودیوها و آزمایشگاههای تحقیقاتی آكوستیك استفاده می شود. در شكل زیر نمونه ای از یك مقطع میكروفون یك جهته خازنی و نوار پاسخ فركانس میكروفون خازنی دیده می شود.البته امروزه میكروفون خازنی بدون منبع تغذیه نیز ساخته شده بطوریكه در فاصله دو جوشن ماده ای قرار دارد كه بطور دائم بار الكتریكی در آن وجود دارد (الكتروولت) و بر اثر فشار صوت اختلاف پتانسیل در دو جوشن آن تغییر می كند.
برتری های میكروفون الكترواستاتیك عبارتند از:1-وسیع بودن پهنای باند Frequency Response.2-خطی بودن پهنای باند.3-پاسخ سریع در برابر ارتعاشات ضربه ای Impulse.4-سطح نویز آنها خیلی پایین است. (سطح نویز یك میكروفون ناشی از الكترونهایی است كه در اثر برخورد به یكدیگر در عنصر مورد نظر (میكروفون) ایجاد می شود).5-محكم بودن دیستورشن (Distortion): هرگونه تغییر ناگهانی و ناخواسته در خروجی یك دستگاه نسبت به ورودی.
1-در برابر حرارت، دود سیگار، گرد و غبار و دخانیات، رطوبت و ... خراب می شود.2-در مقابل ضربه بسیار آسیب پذیر هستند و حتماً باید در جعبه آن را حمل كرد و درست در موقع استفاده باید آنرا باز كرد.3-احتیاج به منبع تغذیه دارند. (جهت شارژ كردن خازن و انتقال سیگنال به اولین طبقه).مطلب بسیار مهمی كه باید در نظر داشت آن است كه این نوع میكروفون و میكروفون الكتروداینامیك، همیشه در حال كار هستند پس باید همیشه آنها را در جعبه های ضد صدا قرار داد تا از استهلاك آن جلوگیری كرد.
میكروفونهای خازنی به دو دلیل احتیاج به منبع تغذیه دارند:1-خازن برای عملكرد احتیاج به شارژ دارد تا تغییر فاصله بین جوشنها باعث ایجاد یك جریان متغییر و این جریان متغیر در دو سر یك مقاومت تشكیل یك ولتاژ متغییر می دهد.
2-از آنجا كه امپدانس خروجی این میكروفون زیاد است ولتاژ بسیار ناچیزی در خورجی را بیشتر از چند میلیمتر نمی توان منتقل كرد. پس احتیاج به یك پیش تقویت كننده Pre Amplifire داریم. كه با بهترین طراحی بعد از كپسول قرار می گیرد.
مطلبی كه باید به آن توجه كرد آن حساسیت میكروفونهای الكترواستاتیك در مقایسه با میكروفونهای الكتروداینامیك درب رابر ارتعاشات مكانیكی زیاد است بنابراین در جایی كه باید میكروفون را حركت داد بهترین راه این است كه از میكروفونهای الكتروداینامیك استفاده كرد. مگر در مواقعی كه واقعاً احتیاج به كیفیت خوب در صدابرداری باشد. میكروفونهای الكترواستاتیك گاهی اوقات در یمك محفظه از نظر مكانیكی عایق می شوند و ارتعاشات مكانیكی به آنها منتقل نمی شود. حساسیت میكروفونهای خازنی نسبت به وزش باد خیلی بیشتر از میكروفونهای الكتروداینامیك است.
در استفاده از این نوع میكروفونها با سه بخش روبرو هستیم:1-نوع میكروفون كه اصلاً محدودیتی در آن وجود ندارد.2-بخش فرستنده.3-بخش گیرنده.در نوع میكروفون محدودیت وجود ندارد و هر نوع میكروفونی می تواند باشد ولی باید نوع فرستنده آن خیلی كوچك باشد.
عرض باند كانال این فرستنده در حدود 15 كیلوهرتز می باشد و نوع مدولاسیون در آن از نوع FM (Frequency Modulationمدولاسیون فركانس با سیگنال به نویز زیاد و درصد دیستورشن كم، كه در باند UHF FM كار می كنند. به دلیل عدم استفاده از كابل جهت تغذیه مدارات آن از باطری استفاده می شود و آنتن آن فركانس كریر بوده و بهترین عمل جهت قرارگرفتن در گردن گوینده است.
گیرنده این نوع میكروفون ها به دو شكل می باشد كه یك شكل آن بر روی Roc نصب می گردد و هنگامی از آن استفاده می شود كه در استودیو به صدا نیاز داریم و درون اتاق كنترل می باشد و شكل دیگر آن پرتابل یعنی قابل حمل و نقل است كه به دلیل داشتن ابعاد كوچك می توان آنرا حمل نمود و یا جایی آویزان كرد ابعاد این گیرنده حدود 12×C20 با ضخامنت cm3 و با وزن 300 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 كه بر روی یك پایه درون استودیو می باشد كه توسط كابل های كواكسیال (كابل شیلدار) به درون اتاق كنترل منتقل می گردد. در شرایط پرتابل معمولاً جهت تغذیه از 2 عدد باطری 5/9 ولت استفاده می شود و در شرایط استودیو می توان از برق استفاده نمود.
از آنجا كه ممكن است مسئله انعكاس و یا حذف سیگنال پدید آید، باید حتی الامكان آنتن گیرنده به فرستنده نزدیك باشد. كاربرد این نوع میكروفون معمولاً در جاهایی می باشد كه كابل میكروفون مزاحم كار ما می باشد، حال این مسئله چه درون استودیو باشد و چه در بیرون آن.یك نوع از میکروفون های مینیاتوری آن از نوع Sony_EcM5op می باشد كه معمولاً بین 5/1 ولت تا 52 ولت كار می كنند.
اولین دسته خانواده فرعی و جوان از میكروفون های الكترواستاتیك، میكروفون های الكترود هستند. میكروفونهای الكترود مزیتی كه بر میكروفونهای الكترواستاتیك دارند این است كه خازن آنها همیشه شارژ می باشد و احتیاجی به منبع تغذیه جهت شارژ خازن ندارند و چند سالی است كه در ضبط های حرفه ای ساده می توان از آنها استفاده كرد. به دلیل كوچك بودن و ارزان بودن این میكروفونها امروزه تقریباً روی اكثر دستگاههای آماتوری نصب می شود و در كارهای تصویری هنگام پنهان سازی می توان از این میكروفون استفاده نمود. یك نمونه از آن را می توان میكروفون Sony-ECA50 نام برد.
لازم به یادآوری می باشد كه میكروفونهای الكترواستاتیك دیگری وجود دارد كه هركدام به نوبه خود در جاهای مخصوصی استفاده می شود كه ازجمله می توان به میكروفون «گان» و «مینی گان» اشاره نمود كه بعد از طرح گیرایی میكروفون ها در باره آنها به تفصیل شرح داده می شود. البته باید اضافه كرد كه برای تقویت سیگنال ورو.دی به میكروفون احتیاج به یك تقویت كننده مقدماتی نیز می باشد كه تنها به یك باطری كوچك 5/1 ولت نیاز می باشد. ضمناً تقویت كننده آن یك مدار FET می باشد.
دو استاندارد برای منابع تغذیه میكروفونهای استاتیك حرفه ای بكار می رود:
1-استاندارد اول، استانداردی بنام فانتوم پاور Phontom system Power است. البته دلیل این اسم شكل مدار تغذیه می باشد. در این استاندارد ولتاژ مورد استفاده 48 ولت (DC) است كه ولتاژ 12 ولت (DC) نیز ساخته شده است. این سیستم، جریانی حدود چندصد میلی آمپر به سه روش زیر برای میكروفونهای 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 سلكتوری هستند كه ولتاژ ورودی آنها را تأمین می كنند. در عمل این منبع تغذیه یك مكعب مستطیلی است كه كف استودیو واقع می گردد و دارای ورودی in و خروجی output است. خروجی میكروفون را به input و از output بجای خروجی میكروفون استفاده می شود. پس دذر این روش منبع تغذیه بین ورودی و خروجی میكروفون سری می شود. در استودیوهای بزرگ كه ممكن است استفاده از میكروفونها زیاد باشد این واحدها را در اتاق كنترل می سازند و با برق شهر آنها را با یك كلید خاموش و روشن می كنند.
روش دوم:
در این روش از باطری جهت تغذیه مدار استفاده می شود كه این روش خود دو راه دارد:
I) باطری بدنه درون بدنه میكروفون جای می گیرد.
II) باطری درون محفظه ای قرار می گیرد كه دقیقاً مثل روش اول بین میكروفون و دستگاه ضبط قرار می گیرد. این محفظه یا در بیرون میكروفون و یا متصل به آن است.
روش سوم:
در این روش كه در استودیوهای مدرن وجود دارد تغذیه میكروفون ها توسط دستگاه میكسر انجام می گیرد كه خود تغذیه درون میكسر است.در استاندارد فانتوم پتانسیل منفی (یا صفر DC) از طریق شیلد كابل برای میكروفون تأمین می شود اما پلارتیه مثبت 48 ولت را در استاندارد فانتوم از طریق دو هادی درون كابل كه كار آنها مدولاسیون رفت و برگشت است انتقال می دهیم. یعنی 48+ ولت رفت را در روی دو سیم یكسان می گذاریم تا نسبت به هم باز هم ولتاژ صفر داشته باشیم.در عمل ولتاژ 48 ولت را به یكی از سرهای ترانس می توانیم بدهیم ولی هر آینه امكان وجود پتانسیلی بین دو سیم هست و تقارن خط را به هم می زنیم. در واقع در یك سر كه ولتاژ DC است، در سر دیگر سیمی وجود دارد كه آماده است تا هر نوع پتانسیلی را ایجاد كند. همچنین سیستم فانتوم خود تأكید كرده است كه باید ولتاژ بین دو سیم صفر باشد. ولی صفر كردن ولتاژ بین این دو به هر راهی باعث كوتاه شدن اتصال خروجی میكروفون می شود. برای اینكار سیستم فانتوم از دو مقاومت بسیار دقیق به مقدارهای 8/6 كیلواهم استفاده می شود.
از سر وسط ترانس در این حالت استفاده نمی شود. در اغلب میكسرها از استاندارد فانتوم 48+ ولت استفاده می شود كه با یك تقسیم ولتاژ توسط دو مقاومت می توان آنرا تبدیل به V12 ولت كرد ولی هر V12 را به آسانی نمی توان به V48 ولت تبدیل كرد.
2-استاندارد دوم، استاندارد T یا پارالل یا AB است. ولتاژ معمول این استاندارد V10 ولت (DC) است. برای فرستادن V10 ولت به میكروفون از همان سه روش استفاده می شود. ولی تنها 1/0% از میكسرها، تغذیه برای این استاندارد دارند. نام چند میز میكسر كه دارای Schlambger 4000 سری تغذیه فانتوم داردSchlambger 2000 سری تغذیه نداردSchtuder 48V دارد تغذیه فانتوم
در سیستم I هم احتیاج به ارتباط اضافه نیست و از همان كابل 3 سیم استفاده می شود ولی تفاوت آن با سیستم فانتوم این است كه صفر ولت در قبل در شیلد است ولی در اینجا 10 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.
مزیتی كه سیستم فانتوم به AB دارد این است كه چون سیم ها نسبت به هم ولتاژی ندارند به راحتی می توان به یك Patch pannel (پَچْ پنل) میكروفون الكتروداینامیك هم وصل كرد. ولی در سیستم AB چون ولتاژی بین دو سیم هست هرگاه میكروفون داینامیك را به آنجا وصل كنیم ولتاژ وارد میكروفون می شود و آنرا تبدیل به بلندگو می كند.
لازم به تذكر است كه میكسر استلاوكس تغذیه 48 ولت و هم 12 ولت و هم 10 ولت دارد و میكسری است كه قابل حمل و نقل است.
بادگیرها از اجناس متخلخل هستند و در ساخت آنها این نكات مورد توجه قرار می گیرد: در ساخت بادگیرها شكل آیرودینامیكی حفظ می شود و ملكول برای عبور از آنجا كه باید از حفره های زیادی عبور كنند سرعت آنها كم شده و در نتیجه به میكروفون آسیبی نمی رسد. در مواردی كه باد شدید است می توان از آن استفاده كرد.موارد استفاده از آن:
از بادگیر جهت كاهش سرعت باد در مكانهای مختلف استفاده می كنند ولی گاهی اوقات كه نه باید و نه تحركی هست باز هم از بادگیر استفاده می كنند كه این عمل به دو دلیل مورد استفاده قرار می گیرد:
الف-برای جلوگیری از رسیدن رطوبت دهان و یا بزاق دهان، هنگامی كه در نزدیكی سخنگو قرار دارد از بادگیر استفاده می شود.
ب-بسیاری از حروف كه توسط لبها ادا می گردد خود حركتی در ملكول ها ایجاد می كنند كه مانند حركت هوا است مثل «پ» كه اثری در فواصل نزدیك ایجاد می كند و به آن پاپ افكت Pop – efect می گویند. بادگیر یكی از راههای جلوگیری از آسیب رساندن این حركت به میكروفون است. در شكل نمونه ای از این بادگیرها دیده می شود.
مشخصات راستایی میكروفونها (پولارپترن Polar pattern)
كلیه میكروفونها بر اساس نوع ساختمان، فشار صوت محیط اطراف را بطرق مختلف دریافت می كنند. برای مثال در میكروفون نواری، ممبران این میكروفون در فضا ممكن است به نحوی واقع شود كه از یك یا دو راستا صدا دریافت كند و یا میكروفونی طرح شود كه در تمام راستاها صدا را دریافت نماید.
چگونگی دریافت صدا از جهات مختلف یا بررسی چگونگی حساسیت میكروفون از زوایای مختلف نسبت به منبع یا منابع صوتی را پولارپترن گویند. پولار پترن مشخصه ای است كه به میكروفونهای جهت دار نسبت داده می شود، در میكروفون جهت دار همه جهته، تفاوتی در شكل دیافراگم نیست و همه آنها دارای دیافراگم دایره ای به اندازه یك سكه هستند.
پولارپترن میكروفونها به چهار گروه یك راستایی (دلوار یا كاردیوئید) و دو راستایی یا به صورت هشت لاتین (Birdirectional) و یا نارسائی یا تمام جهته (Omni directional) و یا فوق العاده كاردیوئید (Hgpr Cardioid) تقسیم می شوند كه شناخت هر كدام تنها به اسم و نوع، با توجه به مشخصاتی كه كارخانه ها در كاتالوگهای مربوط به هر میكروفون بیان می كنند بستگی دارد و هیچ بستگی به نوع شكل و قیافه میكروفونها ندارد.
میكروفونهای تمام جهته را Omni directional گویند علامت اختصاری آن، شبیه كره است. همان طور كه از اسم این نوع میكروفونها مشخص است، این میكروفونها قادرند اصوات صوتی و یا منابع صوتی را كه در اطراف خود می باشند به وضوح دریافت دارند و هیچ نقطه كوری در اطراف آن وجود نداشته و اصوات به طور یكنواخت از اطراف میكروفون، ممبران آنرا به ارتعاش وامی دارند. هرچه ابعاد میكروفون كوچكتر باشد خطای یك جهته شدن در فركانسهای بالا را كمتر دارد چون ابعاد میكروفون كمتر تشكیل سایه می دهند. چرا كه در فركانسهای بالا به علت كوچك بودن طول موج ابعاد میكروفون می تواند تولید سایه اكوستیكی بنماید. همان طور كه بیان شد تمایل به زاویه دار شدن در فركانسهای بالا نكته ای كه باید در انجام كار به آن توجه كرد چون هرگاه بخواهیم صدای دو نفر را با هم و به یك صورت و یا یك شفافیت داشته باشیم، در صورت شرایط مناسب باید میكروفون را دور از اشخاص طوری قرار دهیم كه زاویه آن هر دو شخص را در خود جا دهد.از این میكروفون در مواقعی استفاده می شود كه احتیاج به جهت خاصی در برابر منبع و یا منابع صوتی نداشته باشیم و بخواهیم صدای كل یك محوطه را داشته باشیم مانند یك ورزشگاه، كه در این حالت توانسته ایم شخصیت واقعی یك محل را حفظ نماییم.
حساسیت این میكروفونها بدلیل مكانیزم آنها در برابر حركت دست كم است. همچنین حساسیت این میكروفونها در برابر حركت سریع ملكولهای هوا در جلوی دیافراگم است و بهترین نوع میكروفون نسبت به جریان شدید باد و یا حركت شدید میكروفون است. ولی از آنجایی كه این میكروفونها به نویز حساس هستند حداقل استفاده می شود.
از میكروفون هایی كه دارای چنین حالتی هستند می توان سنایز MD211U و MD21N و نوی من U87، KN83، Akgc414 را نام برد.
میكروفون های یك جهته، میكروفونهایی هستند كه فقط ارتعاشاتی را كه از یك جهت، یعنی جهت مقابل به میكروفون وارد می شود می تواند به طور واضح عكس العمل نشان دهد و این عكس العمل در مقابل زوایای دیگر به وضوح نیست و خارج بودن منبع را از زوایای میكروفون نشان می دهد. و از این جهت به آن كاردیوئید گفته می شود كه پترن آن شبیه قلب می باشد. كه علامت اختصاری آن چنین است.
اگر منبع صوتی در زاویه صفر درجه قرار گیرد یعنی منبع دقیقاً روبروی میكروفون باشد صدای منبع بخوبی دریافت می شود و هنگامی كه به زاویه 180 درجه می رسیم به نقاط كورمیكروفون خواهیم رسید كه این نقاط، نقاط كور میكروفون نیستند ولی چیزی در حدود 20 دسی بل ورودی را تضعیف می كنند.
این نوع میكروفون یكی از پركاربردترین میكروفون ها در شرایط حرفه ای است چرا كه با این میكروفون می توان منبع صوتی خواسته شده رات مورد توجه قرار دهیم و منبع ناخواسته را در نقاط كور میكروفون قرار دهیم. مورد استفاده این میكروفون وقتی است كه منبع یا جهت خاصی مورد نظر جهت ضبط صوت می باشد و احتیاج به صداهای دیگری كه اطراف ما ناخواسته است، نداریم. از این میكروفون جهت ضبط كنسرت و رپرتاژ و تئاتر و نمایشنامه كه احتیاج به صداهای پشت صحنه نداریم، استفاده می كنیم.
میكروفونهایی كه دارای این نوع پترن هستند عبارتند از سنایزر MD414 و نوی من U87، Axc414.
میكروفونهای دوجهته، میكروفونهایی هستند كه قادرند ارتعاشات صوتی را از دو جهت مخالف دریافت نمایند. كه به آنها فیگور اف ایت Figure of eight یعنی به صورت هشت لاتین 8 می تو.انند اصوات را دریافت كنند. نمای زاویه با پترن این میكروفون به صورت شكل روبروست.
فرقی كه این میكروفون با بقیه خانواده های گفته شده دارد، این است كه در حالت های قبل میكروفون طوری در جلوی منبع صوتی قرار می گرفت كه دیافراگم درست موازی با منبع صوتی بود و خط عمود بر این میكروفونها (بر ممبران آنها) هم جهت با محور yها است.اما در این نوع میكروفون، 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 میكروفونهای قبلی به طور افقی در هوا قرار می یگرند.
ولی در این نوع میكروفون ها به طور عمودی در جلوی منبع صوتی قرار می گیرند. از این میكروفون زمانی استفاده می گردد كه دو منبع همگن و هم شرایط داشته باشیم و این دو مقابل همدیگر واقع شدهد باشند مثلاً دو نفر كه در مقابل هم دیالوگ می گویند و یا در مورد اركستر كه دو ساز در مقابل هم نشسته اند بجای دو میكروفون می توان از یك میكروفون Bidirectional استفاده نمود.میكروفونهایی كه دارای این نوع پترن هستند هبارت است از: نوی من N.M.U87 و AKGC 414. البته میكروفونهای نواری از این نوع میكروفونها می باشند.
به علت اینكه میكروفونهای كاردیوئید برای استفاده دارای زاویة بازی هستند می توان از این میكروفونها در مكانهای مناسب استفاده نمود. مثلاً در جاهای كه دو منبع صدای نزدیك به هم كه دارای دامنه شدید داشته باشیم و بخواهیم از دو میكروفون كاردیوئید استفاده كنیم و از احتمال نشت صدا از یك منبع روی میكروفون منبع كناری وجود دارد.
فرم نصب این نوع میكروفونها بطوری است كه یك طرف آن (یعنی سمت كوچكتر آن) به سمت سالن و سمت بزرگترل آن به طرف اركستر در سالنهای اركستر می باشد و برای نشان دادن شخصیت واقعی اكوستیكی سالن می توان با نزدیكتر گرفتن میكروفون نسبت بهد اركستر و دور كردن آن نسبت به سالن، صدای اركستر را بهتر گرفت. ضمناً باید اضافه نمود قسمت زائد آن باید بطرف فصل مشترك دیوار و سقف قرار یگرد تا شرایط آكوستیكی سالن بهتر نشان داده شود.
میكروفونهایی كه داریا این نوع پترن هستند عبارت است از میكروفونهای الكترودینامیك و الكترواستاتیك. (بخصوص خازنی) از یان میكروفون بیشتر در جاهایی استفاده می شود كه سطح نویز آن كم است چون كم خطرتر و قابل كنترل است.
حال در این قسمت به دو میكروفون معروف بحث خواهیم كرد كه دارای پترن مختلفی هستند. یكی از آنها میكروفون گان (Tele Gun) و دیگری میكروفون مینی گان (Mini Gun) می باشد.
برای شناسایی پترن میكروفونها نشانه هایی روی آنها رسم كنند كه در روی میكروفون های نویمان می توان بوسیله كلید این پترن را تغییر داد. ضمناً از این میكروفون در استودیوهای رادیویی و تلوزیونی استفاده می شود.
از این میكروفون هم در كار فیلم و هم در كار ویدئو در شرایط صدابرداری سر صحنه استفاده می شود. منظور آنست كه در هنگام ضبط فیلم ها و سریال ها در همان لحظات، صدایی كه از هنرپیشه ها ادا می شود، همزمان با ضبط تصاویر، ضبط گردد. علت استفاده از این میكروفون در صدابرداری سر صحنه آنست كه این میكروفون دارای زاویه (پولاپترن با زاویة بسته) می باشد كه می توان با هدف گرفتن به دهان شخص هنرپیشه، سخنان وی را ضبط كرد. همچنین از ورود نویزها به میكروفون جلوگیری می كند.
این میكروفون بنام تله میكروفون و یا میكروفون تفنگی (گان) است كه شكل آن به صورت زیر می باشد و دارای لوله ایست به طول 75 سانتی متر، كه در یك سمت آن نیز مشبك است.
بهترین نوع میكروفون از نوع خازنی می باشد. البته نوعی دیانامیكی وجود دارد كه در جاهای كم نویز استفاده می شود. البته نوع خازنی آن به دلیل آنكه نسبت به وزش باد و هر ارتعاش مكانیكی حساسیت زیادی دارد بنابراین آنها را روی یك پایه الاستیك (لرزه گیر) وصل می كنند تا با دنیای خارج ارتباط نداشته باشد. بنابراین آنها را روی یك پایه الاستیك (لرزه گیر) وصل می كنند تا با دنیای خارح ارتباط نداشته باشد. بنابراین میكروفون روی لرزه گیر و خود لرزه گیر نیز می تواند برروی بومس وار شو.د كه بوم دستی در روی پایه در استودیوها كه قابل حمل و نقل می باشد، قرار می گیرد. متعلقات یك میكروفون عبارت است از:
الف-لرزه گیر، ب-پایه دستی، ج-بادگیر.
گاهی از مواقع در صدابرداری سر صحنه مجاز هستیم كه میكروفون را داخل كادر داشته باشیم و گاهی اوقات نیز هنگامی كه دوربین تصاویر درشت Closeup را می گیرد ما هم می توانیم میكروفون را به سوژه یا منبع نزدیك كنیم بطوریكه میكروفون دیده نشود و صدای قابل قبولی را ضبط نماییم. اما بعضی از اوقات دوربین در حال گرفتن تصاویر بزرگ Long می باشد و میكروفون نیز نباید در داخل كادر قرار گیرد. حال اگر میكروفون را از سوژه دورنگه داریم، دورنگه داشتن آن یعنمی كاهش قابلیت قبول بودن صدا، بنابراین دور بودن آن 2 مطلب را بوجود می آورد: 1-نویز زیاد می شود، 2-نسبت پس آوایی مكان به سیگنال زیاد می شود و وضوح یا درك مطلب كم می شود.
برای از بین بردن این معایب، می توان از میكروفون مخفی استفاده كرد كه خود میكروفون مخفی نیز دارای یك سری معایب می باشد كه:
الف-دست و پاگیری ایجاد می كند چرا كه این عمل در تمام صحنه ها برای ما ضروری نمی باشد.
ب-پرسپكتیو صدا را بر هم می زند. بنابراین باید از میكروفونی استفاده كنیم (در صدابرداری سر صحنه) كه معایب گفته شده را نیز برای ما حل كند كه بهترین میكروفون، میكروفون گان می باشد.
این میكروفون شكل استتار ندارد و می توان روی بوم دستی خارج از كادر قرار گیرد و مسئله نسبی پرسپكتیو را هم حل نماید.
بنابراین اگر گروهی در شرایط تصویری خارج از استودیو بخواهند صدابرداری كنند، لازم است این میكروفون را همراه داشته باشند.زاویه پترن این میكروفون حدود 50 است كه در زاویه 110 تا 120 نقطه كور این میكروفون است.
میكروفونها یا مبدلهای الكتروآكوستیكی، دستگاههایی هستند كه تغییرات انرژی آكوستیكی را به انرژی الكتریكی تبدیل می كنند. (ضمناً عكس این مطلب نیز در مورد بلندگوها صادق است). همانطور كه می دانیم انرژی صوتی از نوع انرژی مكانیكی است و با جرم، محیط الاستیك و نیرو سر و كار دارد. بنابراین حفظ و انتقال انرژی صوتی (آكوستیكی) در برد زیاد امكان پذیر نیست. فرض كنید انرژی صدای گفتگوی انسان به میزان انرژی رعد و برق (مثلاً db130) باشد، البته می دانیم كه برد انتقال این انرژی محدود است، در صورتیكه اگر این انرژی (صوتی) به انرژی الكتریكی تبدیل شود هرگونه تغییر و تبدیل روی آن براحتی امكان پذیر می شود. برای مثال، انرژی الكتریكی را می توان بهر میزان تقویت كرد و آنرا به هر نقطه در فواصل خیلی دور ارسال داشت. مثلاً بردن یك نوار ضبط صوت در هر نقطه و یا انتقال صدای گوینده ای كه در جلوی میكروفون در استودیو در یك نقطه از جهان صحبت می كند و این انرژی توسط فرستنده رادیوئی به سایر نقاط با وسعت بسیار پخش می شود. انرژی الكتریكی بوسیله9 بلندگو مجدداً به انرژی اكوستیكی تبدیل می شود. در این مطلب طرز كار این مبدلهای الكتروآكوستیكی را مورد مطالعه قرار می دهیم.
با توجه به ماهیت انرژی آكوستیكی دستگاههائی كه كار تبدیل را انجام می دهند به هر ترتیب با عمل مكانیكی سر و كار دارند و سیستمهای نوسان كننده مكانیكی مطرح می شوند. همانطور كه اگر شخصی در موقع صحبت كردن یك صفحه كاغذ را بطور كشیده در جلوی دهان خود قرار دهد، متناسب با دامنه و فركانس انرژی صوت كاغذ به ارتعاش درمی آید، ممبران میكروفون بر اثر صوت ارتعاش می نماید، با استفاده از پدیده های فیزیكی مانند پدیده های القای الكترومانیتیك، اثر پیزد الكتریك، تغییرات ظرفیت خازن و تغییرات مقاومت گردد، ذغال انرژی اكوستیكی به انرژی الكتریكی تبدیل می كند.قبل از پیشرفت علم الكترونیك و ساختن تقویت كننده های مناسب معمولاً از شرایط نامناسب معمولاً از شرایط نامناسب میكروفون استفاده می شد، زیرا اگر بخواهیم سیگنال خروجی میكروفون بر حسب فركانس در نوار 20 تا 20000 هرتز خطی باشد راندمان میكروفون بسیار ناچیز خواهد بود. بطوریكه اگر سیگنال بلافاصله درون میكروفون تقویت نشود بر اثر ضعیف بودن دامنه سیگنال نویز بسیاری وارد شده و عملاً استفاده از سیگنال با كیفیت مناسب بدون استفاده از تقویت كننده امكان پذیر نمی باشد.بنابراین در محاسبه میكروفون بدون استفاده از تقویت كننده سعی می شود راندمان نسبتاً بالا باشد كه موجب باریك و نماصاف شدن پاسخ فركانس می شود. مانند میكروفون ذغالی كه دارای راندمان خوب بوده ولی پهنای نوار فركانس آن كم و ناصاف می باشد. امروزه در بیشتر موارد از میكروفونهای با كیفیت خوب در امر صدابرداری در رادیو و تلوزیون و استودیوها استفاده می شود كه دارای تقویت كننده های اولیه الكترونیكی می باشد.ضمناً میكروفونهای با كیفیت عالی برای كارهای دقیق اندازه گیری بدون نویز و بدون دیستورشن ساخته می شود و در نوار فركانس 20 تا 20000 هرتز پاسخ خطی دارند كه در آزمایشگاههای تحقیقاتی از آنها استفاده می شود.میكروفونها تغییرات فشار صورت درون محیط را به تغییرات مشابهی از ولت یا جریان در داخل مدار الكتریكی كه متصل به آن است تبدیل می نمایند. كه این جریان وارد دستگاههای تقویت كننده شده و پس از عملیات مختلف توسط بلندگو به انرژی صوتی تبدیل می شود. حال در این فصل به معرفی انواع مختلف میكروفونها می پردازیم.
میكروفون های ذغالی تشكیل شده از یك مخزن ذرات ذغال، این ذرات ذغال ممكن است به اشكال مختلف هندسی تهیه شود. روی ذرات ذغال یك شاخكی قرار دارد كه به دیافراگم یا ممبران متصل است كه اگر در مقابل این ممبران یل دیافراگم صوت ایجاد كنیم مرتعش می گردد. ارتعاشات حاصل در ممبران، دقیقاً همان مشخصات ارتعاشات منبع صوت را دارا می باشد. و این تغییرات فشار عیناً به شاخك انتقال می یابد. تغییرات ایجاد شده در ممبران یا شاخك باعث تغییر مقدار فشردگی ذرات ذغال به یكدیگر شده كه در نتیجه مقاومت الكتریكی مجموعه مخزن تغییر می یابد. و مشاهده می كنیم كه متناسب با همان تغییرات فشار وارده روی ممبراتن جریان I كه از مدار عبور می كند تغییر می یابد. یعنی توانسته ایم تغییرات فشار صورت را تبدیل به جریان الكتریسیته نمائیم. كه این جریان متغییر را می توان بصورت فشار الكتریكی از دو سر مقاومت باز دریافت كرد.این ساده ترین و ارزانترین میكروفون است كه از سال 1984 تا كنون از آن استفاده می شود. این میكروفون دارای بازده با راندمان زیادی است. بنابراین بدون طبقات تقویت كننده می توان از آن استفاده نمود. ولی در شرایط حرفه ای از آن استفاده نمی شود چون از نظر پهنای باند فركانسی مطلوب نمی باشد یعنی پهنای باند آن وسیع نیست و كیفیت 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 شكل زیر نمونه ای از یك پهنای باند فركانسی در یك میكروفون ذغالی با فشار ثابت دیده می شود.میكروفون ذغالی از لحاظ پاسخی فركانسی Frequency Response دارای دو اشكال اساسی و مهم می باشد.
1-عرض باند آن (پهنای باند فركانسی) محدود است به این ترتیب كه هم از نظر فركانس های بالا و پایین در عبورش محدودیت دارد. پهنای باند فركانسی این میكروفون بین HZ300 تا HZ3500 نیز می باشد.
2-همین عرض باند نیز خطی نیست. منظور از خطی نبودن همان تغییرات سطح دامنه باند فركانسی نیز می باشد. همانطور كه بیانم شد از این میكروفون در صنعت تلفن استفاده می شود چرا كه در این جا، فقط هدف ما رساندن پیام می باشد و كیفیت صدا برای ما مطرح نیست. حتی این نوع میكروفون در دستگاههای خانگی نیز استفاده نمی شود.
میكروفونهای دینامیكی تشكیل شده از یك ممبران از جنس سبك نظیر كاغذ، پلاستیك و با آلومینیوم كه یك سیم پیچ به ممبران (دیافراگم) متصل است و این سیم پیچ می تواند در داخل شكاف قطبین یك آهن ربا حركت نماید. بنابراین وقتی كه 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 حركت سیم پیچ در داخل میدان مغناطیسی یك جریان الكتریكی روی سیم پیچ القا می گردد كه ریتم تغییرات این جریان درست با ریتم تغییرات فشار وارده روی ممبران است.
این میكروفون، اولین خانواده میكروفونی است كه بطور حرفه ای استفاده می شود و در این میكروفون مغناطیس ثابت و سیم پیچ (Coil) متحرك و جریانی حدود دهم میلی ولت ایجاد می شود و در میكروفون های حرفه ای حدود mv2/0 است.
علت اینكه این میكروفون ها در مصارف حرفه ای استفاده می شود داشتن عرض باند خطی وسیعی است ولی قیمت آن بسیار گران می باشد. این میكروفون ها نسبت به میكروفون ذغالی راندمان كمتری دارد ولی دارای كیفیت بهتری است و در صنایع حرفه یا مخصوصاً در صدا و سیما بنحو احسن استفاده می گردد و از این میكروفون برای ضبط گفتار استفاده می شود. ضمناً برای زیاد كردن راندمان این نوع میكروفون با قرار دادن سوراخ در پشت دیافراگم كه به فضای خارج متصل باشد و با محاسبه سطح و طول سوراخ یك مقدار از انرژی صوتی را با 180 درجه اختلاف فاز به پشت دیافراگم منتقل می نمایند این فیدبك به حركت به ممبران كمك كرده و راندمان میكروفون زیاد می شود.
حساسیت ولتاژ مدار باز این میكروفون با پیچك متحرك (سیم پیچ) تقریباً برابر با 5-10×4/2 ولت بر میكروبار، و یا db4/92 – دسی بل می باشد و نسبت به میكروفون خازنی كریستالی (بعداً توضیح داده می شود) از حساسیت كمتری برخوردار می باشد. امپدانس خروجی میكروفون حدود 10 اهم است كه نسبت به میكروفونهای خازنی و كریستالی خیلی ناچیز است و بوسیله ترانسفورماتور بالابرنده ولتاژ در بدنه میكروفون عمل تطبیق امپدانس را انجام میدهد. در ضمن میكروفون الكترودینامیكی بدون تقویت كننده مقدماتی استفاده می شود و می توان با كابل نسبتاً طولانی سیگنال را از آن انتقال داد.
پاسخ فركانس این نوع میكروفون حدود 10 تا 14 كیلوهرتز می باشد و در ضبط صدای گوینده و رپرتاژ و تئاتر و ... از آن استفاده می شود.
این میكروفونها از یك آهن ربای نعلی تشكیل یافته كه دور قطبین آن سیم پیچ قرار دارد و ممبران آن از جنس فولاد است و وقتی كه بر اثر ارتعاشات صوتی ممبران مرتعش می گردد صفحه فولاد به دو قطب آهن ربا دور و نزدیك می شود، بنابراین میدان مغناطیسی در دو قطب تغییر می یابد و این میدان در داخل آهن ربا تغییر می كند و روی سیم پیچها یك جریان الكتریكی القا می گردد كه ریتم تغییرات ارتعاشات صوتی است كه روی ممبران وارد گردیده است. نوعی دیگر از این میكروفونها بدین صورت است كه بخشی از ممبران را كه در برابر قطبهای آهن ربای NS دائمی است با پولكی از آهن ربای نرم می پوشانند تا از لرزشهای این پولك آهنی مقاومت مغناطیسی شكاف هوائی را تغییر دهد. بنابراین لرزش ممبران باعث ایجاد جریانی در سیم پیچهای روی آهن ربا می گردد.
راندمان این میكروفون میكروفونهای ذغالی است ولی باند فركانسی وسیع تری دارد. این میكروفون بعلت وزن زیاد آن در حال حاضر استفاده زیادی ندارد. و همچنین وزن زیاد ممبران بازدهی میكروفون را در فركانسهای بالا كاهش می دهد.
بعضی از عناصر مانند بلور كوارتز، نمك راشل و دی هیدروفسفاتت آمونیم و مواد سرامیكی ریخته شده از قبیل تیتانات دوباریم، دارای خاصیت پیزوالكتریك هستند. یكی از بلورها كه در مقابل حرارت پایدار و بصورت خطی كار می نماید. بلور كوارتز می باشد كه در الكتروآكوستیك از آن برای ساختن میكروفون، بلندگو و پیكاپهای گرام استفاده می شود. نوع بلوری كه بیشتر بكار می رود بلور با برش X نامیده یم شود كه مانند شكل از بلور طبیعی بریده ایم شود.میكروفون كریستالی، میكروفونی می باشد كه در آن از خاصیت پیزوالكتریك بعضی از كریستالها استفاده می شود بدین معنی كه تغییرات فشار وارد بر روی این نوع كریستال جریان متناوبی متناسب با فشار وارده در دو سر كریستال ایجاد می كند.
دو نوع میكروفون كریستالی وجود دارد، یكنوع از آن فشار صوت مستقیماً بر صفحه كریستال تأثیر می نماید كه دارای بازده بسیار كم در حدود 4/0 ولت برای هر میكروبار می باشد و نوع دوم، فشار صوت به یك ممبران فلزی وارد می شود و حركات ممبران بوسیله میله ای كه در پشت آن قرار دارد به كریستال منتقل می شود كه البته این نوع دارای بازده بیشتری در حدود یك تا دو میلی ولت بر میكروبار می باشد. از میكروفون پیزوالكتریك تا 8 سال پیش در ضبط صوتهای خانگی استفاده میشد. ولی هم اكنون دیگر استفاده نمی شود زیرا عرض باند آن حدود 7 تا 8 كیلوهرتز می باشد كه پهنای باند آن كم است.
در نوع دوم میكروفون كه ارتعاشات صوت توسط دیافراگم به كریستال منتقل می شود و اختلاف پتانسیل دریافتی در خروجی زیاد می شود ولی پهنای باند نوار فركانس نسبت به حالت اول كمتر می باشد.
پهنای باند نوار پاسخ فركانس میكروفون كریستالی بین 20 تا 10000 هرتز كه حدود 5 دسی بل نسبت به حساسیت متوسط تغییرات دارد. حساسیت متوسط تغییرات دارد. حساسیت متوسط میكروفون 50 دسی بل برای یك ولت در هر میكروبار است.
این میكروفون از یك نوار كه در داخل یك میدان مغناطیسی دائم، بطور آزاد می تواند حركت كند تشكیل شده است. طرز كار آن مثل میكروفون الكترودینامیكی است فقط بجای سیم پیچ از یك نوار استفاده شده است. این میكروفون بعلت سبكی ممبران (دیافراگم)، باند فركانس خوب و حساسیت زیاد دارد و در موسیقی میتوان از آن استفاده نمود ولی راندمان آن كم است.
بعلت اینكه در میكروفون های نواری فشار صوت در دو طرف ممبران با فازهای مختلف برخورد می كند بنابراین اشكالی در پهنای باند فركانسی آن بوجود می آید. همانطور كه می دانیم اختلاف فاز به ابعاد نوار و طول موج صدا بستگی دارد. بدین معنی كه در طول موجهای بلند ابعاد ممبران قابل صرفنظر كردن می باشد در صورتیكه در طول موجهای كوتاه ابعاد ممبران نسبت به طول موج قابل چشم پوشی نیم باشد. بنابراین پهنای باند فركانس بطور یكنواخت عمل نكرده و در فركانسهای بالا دچار افت می گردد. در این صورت ضریب الاستیسیته را كاهش می دهند و تا حدود 10 كیلوهرتز پهنای باند ادامه دارد البته در فركانسهای پایین پاسخ فركانس حالت خطی را حفظ میكند.
یك نوع دیگر میكروفون نواری طراحی شده است كه بوسیله تغییراتی پهنای باند آن را افزایش داده اند. بدین صورت كه 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 فیدبك (بازگشت صدا به پشت) صدا را با اختلاف فاز لازم به فضای پشت ممبران برگشت می دهند. بطوریكه فشار صورت در هر دو طرف ممبران بطور هم فاز عمل می كند. در این حالت چون مسئله اختلاف وجود ندارد میتوان پاسخ فركانس خطی 20 تا 20000 هرتز را از میكروفون انتظار داشت. امپدانس این نوع میكروفون خیلی ناچیز است. بنابراین قراردادن ترانسفورماتور الزامی است. از این میكروفون قبل از میكروفون خازنی برای ضبط اركستر استفاده می گردید.
میكروفون خازنی، میكروفونی است كه از یك صفحه ثابت و یك صفحه متحرك كه بعنوان دو جوشن یك خازن عمل می كند تشكیل شده است. اگر در مدار خازن یك ولتاژ و یك مقاومت قرار دهیم خازن شارژ می شود حال اگر ارتعاشات صوتی به صفحه متحرك (ممبران) وارد آید فاصله دو جوشن تغییر می نماید، بنابراین ظرفیت خازن متغیر می شود، البته تغییرات این ظرفیت خازن تغییر می كند جریان در مدار تغییر می نماید. با عبور جریان از مقاومت در دو سر این مقاومت یك ولتاژ الكتریكی ظاهر می شود باین وسیله توانسته ایم تغییرات فشار صوتی را به تغییرات فشار الكتریكی تبدیل نمائیم.میكروفون الكترواستاتیك خیلی خوب می تواند قابل مقایسه با یك میكروفون الكتروداینامیك خیلی خوب باشد وگرنه هر الكترواستاتیكی از هر الكتروداینامیكی بهتر نیست. هرگاه در عمل ضبط صدا بهترین كیفیت ممكن مورد نظر باشد، می توان از میكروفونهای الكترواستاتیكی یا الكتروكاندنستور (Condenser) استفاده نمود. چون حركت دیافراگم آن با جرم بسیار كم می تواند در برابر كوچكترین ارتعاشات پاسخ سریع (Transienty Response) بدهد. و حتی این میكروفون می تواند آنقدر سریع عمل می كند كه صدای ضربه كوچك Impulse را مانند صدای یك جرقه و یا خزیدن مار برروی برگها ر ا دریافت نماید، و این یكی از دلایل برتری میكروفون الكترواستاتیك بر الكتروداینامیك است.
میكروفون الكترواستاتیك (خازنی) باعث می شود كه صدای ترجمه شده یا تبدیل شده خیلی نزدیك به صدای اصلی باشد ولی میكروفون الكتروداینامیك صدا را تیره می سازد.
توصیه خیلی مهم در باره این میكروفونها آن است كه به دلیل نازك بودن ممبران آن، نباید در ضبط انفجارات و صداهای شدید از ان استفاده نمود. چون این عمل باعث كاهش حساسیت آن و یا پاره شدن ممبران آن می گردد.
بعلت امپدانس زیاد و راندمان كم میكروفونی خازنی دامنه سیگنال خروجی ضعیف است بطوریكه مدار تقویت كننده الكترونیكی در بدنه میكروفون و در میكروفونهای یقه ای دذ بیرون آن تعبیه می شود. معمولاً در طراحی میكروفون خازنی سعی می شود برای نوار وسیعی از فركانس طراحی شود. برای این منظور بایستی ضریب كشش دیافراگم را زیاد نمود و جرم آنرا كم انتخاب كرد. در نتیجه میكروفون دارای پاسخ فركانس وسیع می شود. البته راندمان آن با زیاد كردن ضریب كشش، كاهش می یابد كه بوسیله مدار تقویت كننده الكترونیكی به اندازه كافی تقویت می شود.
راندمان میكروفون خازنی میكروفون ذغالی است و پاسخ فركانس در پهنای نوار 20 تا 20000 هرتز خطی است و از این میكروفون برای ضبط موسیقی در استودیوها و آزمایشگاههای تحقیقاتی آكوستیك استفاده می شود. در شكل زیر نمونه ای از یك مقطع میكروفون یك جهته خازنی و نوار پاسخ فركانس میكروفون خازنی دیده می شود.البته امروزه میكروفون خازنی بدون منبع تغذیه نیز ساخته شده بطوریكه در فاصله دو جوشن ماده ای قرار دارد كه بطور دائم بار الكتریكی در آن وجود دارد (الكتروولت) و بر اثر فشار صوت اختلاف پتانسیل در دو جوشن آن تغییر می كند.
برتری های میكروفون الكترواستاتیك عبارتند از:1-وسیع بودن پهنای باند Frequency Response.2-خطی بودن پهنای باند.3-پاسخ سریع در برابر ارتعاشات ضربه ای Impulse.4-سطح نویز آنها خیلی پایین است. (سطح نویز یك میكروفون ناشی از الكترونهایی است كه در اثر برخورد به یكدیگر در عنصر مورد نظر (میكروفون) ایجاد می شود).5-محكم بودن دیستورشن (Distortion): هرگونه تغییر ناگهانی و ناخواسته در خروجی یك دستگاه نسبت به ورودی.
1-در برابر حرارت، دود سیگار، گرد و غبار و دخانیات، رطوبت و ... خراب می شود.2-در مقابل ضربه بسیار آسیب پذیر هستند و حتماً باید در جعبه آن را حمل كرد و درست در موقع استفاده باید آنرا باز كرد.3-احتیاج به منبع تغذیه دارند. (جهت شارژ كردن خازن و انتقال سیگنال به اولین طبقه).مطلب بسیار مهمی كه باید در نظر داشت آن است كه این نوع میكروفون و میكروفون الكتروداینامیك، همیشه در حال كار هستند پس باید همیشه آنها را در جعبه های ضد صدا قرار داد تا از استهلاك آن جلوگیری كرد.
میكروفونهای خازنی به دو دلیل احتیاج به منبع تغذیه دارند:1-خازن برای عملكرد احتیاج به شارژ دارد تا تغییر فاصله بین جوشنها باعث ایجاد یك جریان متغییر و این جریان متغیر در دو سر یك مقاومت تشكیل یك ولتاژ متغییر می دهد.
2-از آنجا كه امپدانس خروجی این میكروفون زیاد است ولتاژ بسیار ناچیزی در خورجی را بیشتر از چند میلیمتر نمی توان منتقل كرد. پس احتیاج به یك پیش تقویت كننده Pre Amplifire داریم. كه با بهترین طراحی بعد از كپسول قرار می گیرد.
مطلبی كه باید به آن توجه كرد آن حساسیت میكروفونهای الكترواستاتیك در مقایسه با میكروفونهای الكتروداینامیك درب رابر ارتعاشات مكانیكی زیاد است بنابراین در جایی كه باید میكروفون را حركت داد بهترین راه این است كه از میكروفونهای الكتروداینامیك استفاده كرد. مگر در مواقعی كه واقعاً احتیاج به كیفیت خوب در صدابرداری باشد. میكروفونهای الكترواستاتیك گاهی اوقات در یمك محفظه از نظر مكانیكی عایق می شوند و ارتعاشات مكانیكی به آنها منتقل نمی شود. حساسیت میكروفونهای خازنی نسبت به وزش باد خیلی بیشتر از میكروفونهای الكتروداینامیك است.
در استفاده از این نوع میكروفونها با سه بخش روبرو هستیم:1-نوع میكروفون كه اصلاً محدودیتی در آن وجود ندارد.2-بخش فرستنده.3-بخش گیرنده.در نوع میكروفون محدودیت وجود ندارد و هر نوع میكروفونی می تواند باشد ولی باید نوع فرستنده آن خیلی كوچك باشد.
عرض باند كانال این فرستنده در حدود 15 كیلوهرتز می باشد و نوع مدولاسیون در آن از نوع FM (Frequency Modulationمدولاسیون فركانس با سیگنال به نویز زیاد و درصد دیستورشن كم، كه در باند UHF FM كار می كنند. به دلیل عدم استفاده از كابل جهت تغذیه مدارات آن از باطری استفاده می شود و آنتن آن فركانس كریر بوده و بهترین عمل جهت قرارگرفتن در گردن گوینده است.
گیرنده این نوع میكروفون ها به دو شكل می باشد كه یك شكل آن بر روی Roc نصب می گردد و هنگامی از آن استفاده می شود كه در استودیو به صدا نیاز داریم و درون اتاق كنترل می باشد و شكل دیگر آن پرتابل یعنی قابل حمل و نقل است كه به دلیل داشتن ابعاد كوچك می توان آنرا حمل نمود و یا جایی آویزان كرد ابعاد این گیرنده حدود 12×C20 با ضخامنت cm3 و با وزن 300 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 كه بر روی یك پایه درون استودیو می باشد كه توسط كابل های كواكسیال (كابل شیلدار) به درون اتاق كنترل منتقل می گردد. در شرایط پرتابل معمولاً جهت تغذیه از 2 عدد باطری 5/9 ولت استفاده می شود و در شرایط استودیو می توان از برق استفاده نمود.
از آنجا كه ممكن است مسئله انعكاس و یا حذف سیگنال پدید آید، باید حتی الامكان آنتن گیرنده به فرستنده نزدیك باشد. كاربرد این نوع میكروفون معمولاً در جاهایی می باشد كه كابل میكروفون مزاحم كار ما می باشد، حال این مسئله چه درون استودیو باشد و چه در بیرون آن.یك نوع از میکروفون های مینیاتوری آن از نوع Sony_EcM5op می باشد كه معمولاً بین 5/1 ولت تا 52 ولت كار می كنند.
اولین دسته خانواده فرعی و جوان از میكروفون های الكترواستاتیك، میكروفون های الكترود هستند. میكروفونهای الكترود مزیتی كه بر میكروفونهای الكترواستاتیك دارند این است كه خازن آنها همیشه شارژ می باشد و احتیاجی به منبع تغذیه جهت شارژ خازن ندارند و چند سالی است كه در ضبط های حرفه ای ساده می توان از آنها استفاده كرد. به دلیل كوچك بودن و ارزان بودن این میكروفونها امروزه تقریباً روی اكثر دستگاههای آماتوری نصب می شود و در كارهای تصویری هنگام پنهان سازی می توان از این میكروفون استفاده نمود. یك نمونه از آن را می توان میكروفون Sony-ECA50 نام برد.
لازم به یادآوری می باشد كه میكروفونهای الكترواستاتیك دیگری وجود دارد كه هركدام به نوبه خود در جاهای مخصوصی استفاده می شود كه ازجمله می توان به میكروفون «گان» و «مینی گان» اشاره نمود كه بعد از طرح گیرایی میكروفون ها در باره آنها به تفصیل شرح داده می شود. البته باید اضافه كرد كه برای تقویت سیگنال ورو.دی به میكروفون احتیاج به یك تقویت كننده مقدماتی نیز می باشد كه تنها به یك باطری كوچك 5/1 ولت نیاز می باشد. ضمناً تقویت كننده آن یك مدار FET می باشد.
دو استاندارد برای منابع تغذیه میكروفونهای استاتیك حرفه ای بكار می رود:
1-استاندارد اول، استانداردی بنام فانتوم پاور Phontom system Power است. البته دلیل این اسم شكل مدار تغذیه می باشد. در این استاندارد ولتاژ مورد استفاده 48 ولت (DC) است كه ولتاژ 12 ولت (DC) نیز ساخته شده است. این سیستم، جریانی حدود چندصد میلی آمپر به سه روش زیر برای میكروفونهای 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 سلكتوری هستند كه ولتاژ ورودی آنها را تأمین می كنند. در عمل این منبع تغذیه یك مكعب مستطیلی است كه كف استودیو واقع می گردد و دارای ورودی in و خروجی output است. خروجی میكروفون را به input و از output بجای خروجی میكروفون استفاده می شود. پس دذر این روش منبع تغذیه بین ورودی و خروجی میكروفون سری می شود. در استودیوهای بزرگ كه ممكن است استفاده از میكروفونها زیاد باشد این واحدها را در اتاق كنترل می سازند و با برق شهر آنها را با یك كلید خاموش و روشن می كنند.
روش دوم:
در این روش از باطری جهت تغذیه مدار استفاده می شود كه این روش خود دو راه دارد:
I) باطری بدنه درون بدنه میكروفون جای می گیرد.
II) باطری درون محفظه ای قرار می گیرد كه دقیقاً مثل روش اول بین میكروفون و دستگاه ضبط قرار می گیرد. این محفظه یا در بیرون میكروفون و یا متصل به آن است.
روش سوم:
در این روش كه در استودیوهای مدرن وجود دارد تغذیه میكروفون ها توسط دستگاه میكسر انجام می گیرد كه خود تغذیه درون میكسر است.در استاندارد فانتوم پتانسیل منفی (یا صفر DC) از طریق شیلد كابل برای میكروفون تأمین می شود اما پلارتیه مثبت 48 ولت را در استاندارد فانتوم از طریق دو هادی درون كابل كه كار آنها مدولاسیون رفت و برگشت است انتقال می دهیم. یعنی 48+ ولت رفت را در روی دو سیم یكسان می گذاریم تا نسبت به هم باز هم ولتاژ صفر داشته باشیم.در عمل ولتاژ 48 ولت را به یكی از سرهای ترانس می توانیم بدهیم ولی هر آینه امكان وجود پتانسیلی بین دو سیم هست و تقارن خط را به هم می زنیم. در واقع در یك سر كه ولتاژ DC است، در سر دیگر سیمی وجود دارد كه آماده است تا هر نوع پتانسیلی را ایجاد كند. همچنین سیستم فانتوم خود تأكید كرده است كه باید ولتاژ بین دو سیم صفر باشد. ولی صفر كردن ولتاژ بین این دو به هر راهی باعث كوتاه شدن اتصال خروجی میكروفون می شود. برای اینكار سیستم فانتوم از دو مقاومت بسیار دقیق به مقدارهای 8/6 كیلواهم استفاده می شود.
از سر وسط ترانس در این حالت استفاده نمی شود. در اغلب میكسرها از استاندارد فانتوم 48+ ولت استفاده می شود كه با یك تقسیم ولتاژ توسط دو مقاومت می توان آنرا تبدیل به V12 ولت كرد ولی هر V12 را به آسانی نمی توان به V48 ولت تبدیل كرد.
2-استاندارد دوم، استاندارد T یا پارالل یا AB است. ولتاژ معمول این استاندارد V10 ولت (DC) است. برای فرستادن V10 ولت به میكروفون از همان سه روش استفاده می شود. ولی تنها 1/0% از میكسرها، تغذیه برای این استاندارد دارند. نام چند میز میكسر كه دارای Schlambger 4000 سری تغذیه فانتوم داردSchlambger 2000 سری تغذیه نداردSchtuder 48V دارد تغذیه فانتوم
در سیستم I هم احتیاج به ارتباط اضافه نیست و از همان كابل 3 سیم استفاده می شود ولی تفاوت آن با سیستم فانتوم این است كه صفر ولت در قبل در شیلد است ولی در اینجا 10 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.
مزیتی كه سیستم فانتوم به AB دارد این است كه چون سیم ها نسبت به هم ولتاژی ندارند به راحتی می توان به یك Patch pannel (پَچْ پنل) میكروفون الكتروداینامیك هم وصل كرد. ولی در سیستم AB چون ولتاژی بین دو سیم هست هرگاه میكروفون داینامیك را به آنجا وصل كنیم ولتاژ وارد میكروفون می شود و آنرا تبدیل به بلندگو می كند.
لازم به تذكر است كه میكسر استلاوكس تغذیه 48 ولت و هم 12 ولت و هم 10 ولت دارد و میكسری است كه قابل حمل و نقل است.
بادگیرها از اجناس متخلخل هستند و در ساخت آنها این نكات مورد توجه قرار می گیرد: در ساخت بادگیرها شكل آیرودینامیكی حفظ می شود و ملكول برای عبور از آنجا كه باید از حفره های زیادی عبور كنند سرعت آنها كم شده و در نتیجه به میكروفون آسیبی نمی رسد. در مواردی كه باد شدید است می توان از آن استفاده كرد.موارد استفاده از آن:
از بادگیر جهت كاهش سرعت باد در مكانهای مختلف استفاده می كنند ولی گاهی اوقات كه نه باید و نه تحركی هست باز هم از بادگیر استفاده می كنند كه این عمل به دو دلیل مورد استفاده قرار می گیرد:
الف-برای جلوگیری از رسیدن رطوبت دهان و یا بزاق دهان، هنگامی كه در نزدیكی سخنگو قرار دارد از بادگیر استفاده می شود.
ب-بسیاری از حروف كه توسط لبها ادا می گردد خود حركتی در ملكول ها ایجاد می كنند كه مانند حركت هوا است مثل «پ» كه اثری در فواصل نزدیك ایجاد می كند و به آن پاپ افكت Pop – efect می گویند. بادگیر یكی از راههای جلوگیری از آسیب رساندن این حركت به میكروفون است. در شكل نمونه ای از این بادگیرها دیده می شود.
مشخصات راستایی میكروفونها (پولارپترن Polar pattern)
كلیه میكروفونها بر اساس نوع ساختمان، فشار صوت محیط اطراف را بطرق مختلف دریافت می كنند. برای مثال در میكروفون نواری، ممبران این میكروفون در فضا ممكن است به نحوی واقع شود كه از یك یا دو راستا صدا دریافت كند و یا میكروفونی طرح شود كه در تمام راستاها صدا را دریافت نماید.
چگونگی دریافت صدا از جهات مختلف یا بررسی چگونگی حساسیت میكروفون از زوایای مختلف نسبت به منبع یا منابع صوتی را پولارپترن گویند. پولار پترن مشخصه ای است كه به میكروفونهای جهت دار نسبت داده می شود، در میكروفون جهت دار همه جهته، تفاوتی در شكل دیافراگم نیست و همه آنها دارای دیافراگم دایره ای به اندازه یك سكه هستند.
پولارپترن میكروفونها به چهار گروه یك راستایی (دلوار یا كاردیوئید) و دو راستایی یا به صورت هشت لاتین (Birdirectional) و یا نارسائی یا تمام جهته (Omni directional) و یا فوق العاده كاردیوئید (Hgpr Cardioid) تقسیم می شوند كه شناخت هر كدام تنها به اسم و نوع، با توجه به مشخصاتی كه كارخانه ها در كاتالوگهای مربوط به هر میكروفون بیان می كنند بستگی دارد و هیچ بستگی به نوع شكل و قیافه میكروفونها ندارد.
میكروفونهای تمام جهته را Omni directional گویند علامت اختصاری آن، شبیه كره است. همان طور كه از اسم این نوع میكروفونها مشخص است، این میكروفونها قادرند اصوات صوتی و یا منابع صوتی را كه در اطراف خود می باشند به وضوح دریافت دارند و هیچ نقطه كوری در اطراف آن وجود نداشته و اصوات به طور یكنواخت از اطراف میكروفون، ممبران آنرا به ارتعاش وامی دارند. هرچه ابعاد میكروفون كوچكتر باشد خطای یك جهته شدن در فركانسهای بالا را كمتر دارد چون ابعاد میكروفون كمتر تشكیل سایه می دهند. چرا كه در فركانسهای بالا به علت كوچك بودن طول موج ابعاد میكروفون می تواند تولید سایه اكوستیكی بنماید. همان طور كه بیان شد تمایل به زاویه دار شدن در فركانسهای بالا نكته ای كه باید در انجام كار به آن توجه كرد چون هرگاه بخواهیم صدای دو نفر را با هم و به یك صورت و یا یك شفافیت داشته باشیم، در صورت شرایط مناسب باید میكروفون را دور از اشخاص طوری قرار دهیم كه زاویه آن هر دو شخص را در خود جا دهد.از این میكروفون در مواقعی استفاده می شود كه احتیاج به جهت خاصی در برابر منبع و یا منابع صوتی نداشته باشیم و بخواهیم صدای كل یك محوطه را داشته باشیم مانند یك ورزشگاه، كه در این حالت توانسته ایم شخصیت واقعی یك محل را حفظ نماییم.
حساسیت این میكروفونها بدلیل مكانیزم آنها در برابر حركت دست كم است. همچنین حساسیت این میكروفونها در برابر حركت سریع ملكولهای هوا در جلوی دیافراگم است و بهترین نوع میكروفون نسبت به جریان شدید باد و یا حركت شدید میكروفون است. ولی از آنجایی كه این میكروفونها به نویز حساس هستند حداقل استفاده می شود.
از میكروفون هایی كه دارای چنین حالتی هستند می توان سنایز MD211U و MD21N و نوی من U87، KN83، Akgc414 را نام برد.
میكروفون های یك جهته، میكروفونهایی هستند كه فقط ارتعاشاتی را كه از یك جهت، یعنی جهت مقابل به میكروفون وارد می شود می تواند به طور واضح عكس العمل نشان دهد و این عكس العمل در مقابل زوایای دیگر به وضوح نیست و خارج بودن منبع را از زوایای میكروفون نشان می دهد. و از این جهت به آن كاردیوئید گفته می شود كه پترن آن شبیه قلب می باشد. كه علامت اختصاری آن چنین است.
اگر منبع صوتی در زاویه صفر درجه قرار گیرد یعنی منبع دقیقاً روبروی میكروفون باشد صدای منبع بخوبی دریافت می شود و هنگامی كه به زاویه 180 درجه می رسیم به نقاط كورمیكروفون خواهیم رسید كه این نقاط، نقاط كور میكروفون نیستند ولی چیزی در حدود 20 دسی بل ورودی را تضعیف می كنند.
این نوع میكروفون یكی از پركاربردترین میكروفون ها در شرایط حرفه ای است چرا كه با این میكروفون می توان منبع صوتی خواسته شده رات مورد توجه قرار دهیم و منبع ناخواسته را در نقاط كور میكروفون قرار دهیم. مورد استفاده این میكروفون وقتی است كه منبع یا جهت خاصی مورد نظر جهت ضبط صوت می باشد و احتیاج به صداهای دیگری كه اطراف ما ناخواسته است، نداریم. از این میكروفون جهت ضبط كنسرت و رپرتاژ و تئاتر و نمایشنامه كه احتیاج به صداهای پشت صحنه نداریم، استفاده می كنیم.
میكروفونهایی كه دارای این نوع پترن هستند عبارتند از سنایزر MD414 و نوی من U87، Axc414.
میكروفونهای دوجهته، میكروفونهایی هستند كه قادرند ارتعاشات صوتی را از دو جهت مخالف دریافت نمایند. كه به آنها فیگور اف ایت Figure of eight یعنی به صورت هشت لاتین 8 می تو.انند اصوات را دریافت كنند. نمای زاویه با پترن این میكروفون به صورت شكل روبروست.
فرقی كه این میكروفون با بقیه خانواده های گفته شده دارد، این است كه در حالت های قبل میكروفون طوری در جلوی منبع صوتی قرار می گرفت كه دیافراگم درست موازی با منبع صوتی بود و خط عمود بر این میكروفونها (بر ممبران آنها) هم جهت با محور yها است.اما در این نوع میكروفون، 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 میكروفونهای قبلی به طور افقی در هوا قرار می یگرند.
ولی در این نوع میكروفون ها به طور عمودی در جلوی منبع صوتی قرار می گیرند. از این میكروفون زمانی استفاده می گردد كه دو منبع همگن و هم شرایط داشته باشیم و این دو مقابل همدیگر واقع شدهد باشند مثلاً دو نفر كه در مقابل هم دیالوگ می گویند و یا در مورد اركستر كه دو ساز در مقابل هم نشسته اند بجای دو میكروفون می توان از یك میكروفون Bidirectional استفاده نمود.میكروفونهایی كه دارای این نوع پترن هستند هبارت است از: نوی من N.M.U87 و AKGC 414. البته میكروفونهای نواری از این نوع میكروفونها می باشند.
به علت اینكه میكروفونهای كاردیوئید برای استفاده دارای زاویة بازی هستند می توان از این میكروفونها در مكانهای مناسب استفاده نمود. مثلاً در جاهای كه دو منبع صدای نزدیك به هم كه دارای دامنه شدید داشته باشیم و بخواهیم از دو میكروفون كاردیوئید استفاده كنیم و از احتمال نشت صدا از یك منبع روی میكروفون منبع كناری وجود دارد.
فرم نصب این نوع میكروفونها بطوری است كه یك طرف آن (یعنی سمت كوچكتر آن) به سمت سالن و سمت بزرگترل آن به طرف اركستر در سالنهای اركستر می باشد و برای نشان دادن شخصیت واقعی اكوستیكی سالن می توان با نزدیكتر گرفتن میكروفون نسبت بهد اركستر و دور كردن آن نسبت به سالن، صدای اركستر را بهتر گرفت. ضمناً باید اضافه نمود قسمت زائد آن باید بطرف فصل مشترك دیوار و سقف قرار یگرد تا شرایط آكوستیكی سالن بهتر نشان داده شود.
میكروفونهایی كه داریا این نوع پترن هستند عبارت است از میكروفونهای الكترودینامیك و الكترواستاتیك. (بخصوص خازنی) از یان میكروفون بیشتر در جاهایی استفاده می شود كه سطح نویز آن كم است چون كم خطرتر و قابل كنترل است.
حال در این قسمت به دو میكروفون معروف بحث خواهیم كرد كه دارای پترن مختلفی هستند. یكی از آنها میكروفون گان (Tele Gun) و دیگری میكروفون مینی گان (Mini Gun) می باشد.
برای شناسایی پترن میكروفونها نشانه هایی روی آنها رسم كنند كه در روی میكروفون های نویمان می توان بوسیله كلید این پترن را تغییر داد. ضمناً از این میكروفون در استودیوهای رادیویی و تلوزیونی استفاده می شود.
از این میكروفون هم در كار فیلم و هم در كار ویدئو در شرایط صدابرداری سر صحنه استفاده می شود. منظور آنست كه در هنگام ضبط فیلم ها و سریال ها در همان لحظات، صدایی كه از هنرپیشه ها ادا می شود، همزمان با ضبط تصاویر، ضبط گردد. علت استفاده از این میكروفون در صدابرداری سر صحنه آنست كه این میكروفون دارای زاویه (پولاپترن با زاویة بسته) می باشد كه می توان با هدف گرفتن به دهان شخص هنرپیشه، سخنان وی را ضبط كرد. همچنین از ورود نویزها به میكروفون جلوگیری می كند.
این میكروفون بنام تله میكروفون و یا میكروفون تفنگی (گان) است كه شكل آن به صورت زیر می باشد و دارای لوله ایست به طول 75 سانتی متر، كه در یك سمت آن نیز مشبك است.
بهترین نوع میكروفون از نوع خازنی می باشد. البته نوعی دیانامیكی وجود دارد كه در جاهای كم نویز استفاده می شود. البته نوع خازنی آن به دلیل آنكه نسبت به وزش باد و هر ارتعاش مكانیكی حساسیت زیادی دارد بنابراین آنها را روی یك پایه الاستیك (لرزه گیر) وصل می كنند تا با دنیای خارج ارتباط نداشته باشد. بنابراین آنها را روی یك پایه الاستیك (لرزه گیر) وصل می كنند تا با دنیای خارح ارتباط نداشته باشد. بنابراین میكروفون روی لرزه گیر و خود لرزه گیر نیز می تواند برروی بومس وار شو.د كه بوم دستی در روی پایه در استودیوها كه قابل حمل و نقل می باشد، قرار می گیرد. متعلقات یك میكروفون عبارت است از:
الف-لرزه گیر، ب-پایه دستی، ج-بادگیر.
گاهی از مواقع در صدابرداری سر صحنه مجاز هستیم كه میكروفون را داخل كادر داشته باشیم و گاهی اوقات نیز هنگامی كه دوربین تصاویر درشت Closeup را می گیرد ما هم می توانیم میكروفون را به سوژه یا منبع نزدیك كنیم بطوریكه میكروفون دیده نشود و صدای قابل قبولی را ضبط نماییم. اما بعضی از اوقات دوربین در حال گرفتن تصاویر بزرگ Long می باشد و میكروفون نیز نباید در داخل كادر قرار گیرد. حال اگر میكروفون را از سوژه دورنگه داریم، دورنگه داشتن آن یعنمی كاهش قابلیت قبول بودن صدا، بنابراین دور بودن آن 2 مطلب را بوجود می آورد: 1-نویز زیاد می شود، 2-نسبت پس آوایی مكان به سیگنال زیاد می شود و وضوح یا درك مطلب كم می شود.
برای از بین بردن این معایب، می توان از میكروفون مخفی استفاده كرد كه خود میكروفون مخفی نیز دارای یك سری معایب می باشد كه:
الف-دست و پاگیری ایجاد می كند چرا كه این عمل در تمام صحنه ها برای ما ضروری نمی باشد.
ب-پرسپكتیو صدا را بر هم می زند. بنابراین باید از میكروفونی استفاده كنیم (در صدابرداری سر صحنه) كه معایب گفته شده را نیز برای ما حل كند كه بهترین میكروفون، میكروفون گان می باشد.
این میكروفون شكل استتار ندارد و می توان روی بوم دستی خارج از كادر قرار گیرد و مسئله نسبی پرسپكتیو را هم حل نماید.
بنابراین اگر گروهی در شرایط تصویری خارج از استودیو بخواهند صدابرداری كنند، لازم است این میكروفون را همراه داشته باشند.زاویه پترن این میكروفون حدود 50 است كه در زاویه 110 تا 120 نقطه كور این میكروفون است.