الميكروفون هو محول كهربائي صوتي ، أي جهاز قادر على تحويل الإشارة الصوتية إلى إشارة كهربائية ويساهم في العديد من التطبيقات العملية: الاتصالات السلكية واللاسلكية (الهاتف ، والمهاتفة الراديوية ، والاتصال الداخلي ، وأنظمة الاتصال الداخلي) ؛ نظام الصوت؛ البث والتلفزيون. التسجيل الصوتي ، ولا سيما الموسيقية ؛ القياس الصوتي. يُطلق عليها أيضًا اسم المحولات الكهرومغناطيسية للغيتار الكهربائي (لاقط الغيتار) والمحولات الكهروضغطية (بيك آب بيزو) المستخدمة في الآلات التي يُراد تضخيم صوتها. يُطلق على المكون الإلكتروني الذي ينتج أو يعدل الجهد الكهربائي أو التيار وفقًا لضغط الصوت كبسولة. يستخدم مصطلح الميكروفون أيضًا بواسطة synecdoche. يحمي النسيج أو الشبكة بشكل عام هذا الجزء الهش.
جدول المحتويات
الاستخدام الأول
حدد الاستخدام الأول لمصطلح الميكروفون نوعًا من البوق الصوتي. استخدمه ديفيد إدوارد هيوز لأول مرة للإشارة إلى محول طاقة صوتي كهربائي. بتحسين جهاز Graham Bell ، يؤكد Hugues على قدرة الجهاز الذي شارك في اختراعه لنقل أصوات أضعف بكثير 2. رمز إلكتروني للميكروفون. ميكروفون Shure SM58 الديناميكي المحمول باليد (يسار) وإصداره الفائق القلب ، BETA58 (يمين). التصميم والميزات يهتز الحجاب الحاجز تحت تأثير ضغط الصوت ، والجهاز الذي يعتمد على تقنية الميكروفون يحول هذه التذبذبات إلى إشارات كهربائية. يتضمن تصميم الميكروفون جزءًا صوتيًا وجزءًا كهربائيًا يحددان خصائصه ونوع استخدامه.
إقرأ أيضا:نصائح لتحسين تركيزك في العملطريقة العمل الصوتية مجسات الضغط (متعددة الاتجاهات) إذا كان الغشاء ملامسًا للموجة الصوتية على جانب واحد فقط ، بينما الآخر في حالة ذات ضغط جوي ثابت ، فإنه يهتز وفقًا لتغيرات الضغط. نحن نتحدث عن مستشعر ضغط صوتي. يتفاعل هذا النوع من المستشعرات بنفس الطريقة مع الموجات الصوتية بغض النظر عن اتجاه المنشأ. إنه غير حساس للريح. إنه أساس الميكروفونات متعددة الاتجاهات. الميكروفونات ذات التأثير السطحي عبارة عن مستشعرات ضغط متصلة بسطح إلى حد ما وتشكل حاجزًا ، مما يضاعف ضغط الصوت في نصف الكرة الذي يحده سطح المحمل (انظر PZM (ميكروفون) (ar)).
مستشعرات تدرج الضغط (ثنائية الاتجاه أو الاتجاهية في 8) إذا كان الغشاء ملامسًا للموجة الصوتية على كلا الجانبين ، فإنه لا يهتز عندما تأتي الموجة ، لأن الضغوط الزائدة متساوية على كلا الجانبين. يسمى هذا النوع من الأغشية بمستشعر تدرج الضغط الصوتي. هذا هو أساس الميكروفونات ثنائية الاتجاه أو ذات 8 اتجاهات. أنواع مختلطة أو متغيرة من خلال الجمع بين هذين النوعين ، إما عن طريق الوسائل الصوتية ، عن طريق التحكم بطريقة أكثر دقة في وصول الموجات الصوتية إلى الوجه الخلفي للغشاء ، أو بالوسائل الكهربائية ، عن طريق دمج الإشارة من غشاءين ، نحصل على توجيهات مفيدة ، في قلبي معين (المعروف أيضًا باسم أحادي الاتجاه)
إقرأ أيضا:نظافة الجسمإشارة كهربائية تصف الموجة الصوتية
يمكن استرداد جزء فقط من هذه الطاقة في شكل إشارة كهربائية تصف الموجة الصوتية. كلما كان الغشاء أكبر ، كلما قلت الحاجة إلى تضخيم الإشارة ، وبالتالي ، قل تعرضها للمعالجة مما يؤدي حتمًا إلى قدر معين من الضوضاء والتشويه. لذلك فإن حجم الحجاب الحاجز يحدد الحساسية القصوى للميكروفون. ولكن بمجرد أن يصبح البعد الأكبر للغشاء مهمًا بالنسبة للطول الموجي للصوت ، فإنه يشكل ، للموجات الصوتية التي لا تصل عموديًا ، مرشحًا مشطًا.
بالطبع ، تتدخل ظواهر أخرى مثل الانعراج على الحواف ، مما يجعل الاستجابة الحقيقية أكثر تعقيدًا. يخلق وجود محيط صلب حول الغشاء تأثيرًا سطحيًا يزيد من ضغط الصوت للترددات التي يكون طولها الموجي أقل من حجم مجموعة الغشاء المحيط. يمكن أن يكون هذا العائق مسطحًا أو كرويًا ، ويشكل حول كبسولة مستشعر الضغط مرشحًا صوتيًا ، مثل الشبكة الواقية ، التي تحدد تجويفًا تؤثر خصائصه على استجابة الميكروفون ، خاصة عند أعلى ترددات 5. التطبيقات (الهاتف المحمول ، ميكروفون lavalier) التي تتطلب ميكروفونات صغيرة وبالتالي تحد من حجم الغشاء. الاهتزاز وتحويل الإشارات الكهربائية ميكروفون فحم المقال الرئيسي: ميكروفون فحم. رسم تخطيطي لميكروفون الكربون. تخطيطي لميكروفون الكربون.
استخدمت الميكروفونات الأولى ، التي استخدمت لأول مرة في الهواتف ، التباين في مقاومة مسحوق الكربون الحبيبي عند تعرضها للضغط. عندما يتم ضغط المسحوق ، تقل المقاومة. إذا تم تمرير التيار عبر هذا المسحوق ، فسيتم تعديله وفقًا للضغط الصوتي على الغشاء الذي يضغط على المسحوق. من الواضح أنه يمكن بناء مستشعرات الضغط فقط بهذه الطريقة. هذه الميكروفونات غير حساسة ، وتعمل في نطاق تردد محدود ، واستجابتها تكون خطية تقريبًا جدًا ، مما يتسبب في حدوث تشوه.
إقرأ أيضا:قانون الغاز المثاليالقدرة على إنتاج طاقة عالية
لديهم ميزة القدرة على إنتاج طاقة عالية إلى حد ما بدون مكبر للصوت. تم استخدامها في أجهزة الهاتف ، حيث تم تقدير قوتها ، وفي الراديو قبل إدخال الأساليب التي تعطي نتائج أفضل. ميكروفون ديناميكي ذو ملف متحرك رسم تخطيطي لميكروفون ديناميكي. رسم تخطيطي للميكروفون الديناميكي: 1.موجة صوتية ، 2.غشاء ، 3. ملف متحرك ، 4. مغناطيس ، 5. إشارة كهربائية. في الميكروفونات الكهرومغناطيسية ذات الملف المتحرك ، يتم لصق ملف على الغشاء ، مما يتسبب في اهتزازه في المجال المغناطيسي القوي والثابت لمغناطيس دائم. تخلق الحركة قوة دافعة كهربائية تخلق إشارة كهربائية.
نظرًا لأن تحويل الطاقة الصوتية المنبعثة من تأثير الضغط الصوتي على الغشاء يعطي مباشرة تيارًا قابلاً للاستخدام ، يُقال إن هذه الميكروفونات ديناميكية ، لأنها على عكس الميكروفونات الكربونية والميكروفونات المكثفة ، فإنها لا تحتاج إلى “ طعام ”. سمح ظهور مغناطيس نيوديميوم في الثمانينيات بمجالات مغناطيسية أكثر كثافة ، مع تحسن في جودة الميكروفونات الكهرومغناطيسية. ميكروفون الشريط في الميكروفونات الشريطية الكهرومغناطيسية ، الغشاء عبارة عن شريط مرن منقوش مثبت في المجال المغناطيسي لمغناطيس دائم. إنه يعمل مثل ميكروفون الملف المتحرك الكهرومغناطيسي ، مع الاستفادة من خفة الجزء المتحرك. لا يتطلب طاقة. مقاومة الخرج أقل بكثير من الأنواع الأخرى ، وهي هشة للغاية.
المقال الرئيسي: ميكروفون الشريط. مكثف ميكروفون رسم تخطيطي لميكروفون مكثف. 1. موجة الصوت ، 2. الحجاب الحاجز الأمامي ، 3. الإطار الخلفي ، 4. مولد ، 5. المقاومة ، 6. إشارة كهربائية. في الميكروفونات المكثفة ، يكون الغشاء ، المغطى بطبقة رقيقة موصلة ، أحد تجهيزات المكثف ، المشحون بجهد مباشر ، ويتم إصلاح المحرك الآخر. يقوم الاهتزاز بسحب المحركات معًا وبعيدًا ، مما يؤدي إلى تغيير السعة. نظرًا لأن الحمل ثابت ويساوي ناتج الجهد والسعة ، فإن التغيير في السعة ينتج عنه تغيير عكسي في الجهد.
الميكروفونات الكهروستاتيكية
مقاومة الخرج عالية جدا. تحتاج الميكروفونات الكهروستاتيكية إلى مصدر طاقة ، من ناحية لاستقطاب المكثف ، ومن ناحية أخرى لمضخم محول المعاوقة الذي يجب أن يكون قريبًا من الغشاء. يمكن توفير الطاقة بواسطة موصل خاص متصل بصندوق واجهة والذي يوفر أيضًا مطابقة المعاوقة. ومع ذلك ، هذا هو الحال فقط بالنسبة لعدد قليل من أجهزة الميكروفون عالية الجودة. تستخدم معظم الطرز الطاقة الوهمية ، وقد سميت بذلك لأنها لا تتطلب أي برامج تشغيل إضافية. حساسية الميكروفونات الالكتروستاتيكية
القراد أكبر من الميكروفونات الديناميكية. هناك حاجة إلى قوة صوت أقل لتهتز الحجاب الحاجز بمفرده من جهاز لفائف الحجاب الحاجز ، كما أن مضخم مطابقة المعاوقة يستهلك قدرًا ضئيلًا جدًا من الطاقة. تم تصميم هذا مكبر للصوت لجهاز الاستشعار ويتحكم أيضًا في عرض النطاق الترددي ؛ استجابة المكثف وحده هي مرشح تمرير منخفض (Rayburn 2012 ، ص 33). تتكون هذه المكبرات في البداية من أنبوب إلكتروني ومحول. في الآونة الأخيرة ، تم تقليل مستوى الضوضاء والتشوه وكذلك حساسيتها للتداخل باستخدام الترانزستورات أو الترانزستورات ذات التأثير الميداني ، بدون محولات.
ميكروفون مكثف عالي التردد المكثف الذي يتكون من الغشاء والمُحرك الثابت لا يتم استقطابه بجهد مباشر ، ولكنه يشكل ، بمقاومة ، مرشحًا يختلف تردد قطعه مثل السعة. وبالتالي فإن مستوى التعديل عالي التردد يتبع اهتزاز الغشاء. تشتمل المرحلة التالية على إزالة التشكيل على الصمام الثنائي الذي يقود الترانزستورات الناتجة 7. ميكروفون مكثف Electret تستفيد ميكروفونات المكثف الكهربائي من خاصية بعض المواد للاحتفاظ بشحنة كهروستاتيكية دائمة. تشكل إحدى هذه المواد أحد مكثف المحرك ، والغشاء الآخر. لا تحتاج الميكروفونات الكهربية إلى جهد متحيز ، ولكنها تحتوي على مضخم مطابق للمقاومة ، الأمر الذي يتطلب طاقة.
توفير الطاقة بواسطة بطارية
إذا لم يكن جهد ذروة الخرج مرتفعًا جدًا ، فيمكن توفير هذه الطاقة بواسطة بطارية. تقل شحنة الاستقطاب بمرور الوقت ، مما يؤدي إلى فقدان حساسية الميكروفون على مر السنين. انتقال الإشارة امرأة كاميرونية شابة تستخدم ميكروفون لاسلكي. غير متماثل على مسافة قصيرة (كما هو الحال في الهواتف المحمولة أو الإملاء). الإشارة هي الجهد بين الموصل الفردي والأرض. متماثل عندما تكون الكابلات أطول. الإشارة هي الفرق بين الموصل الذي يُقال إنه “ساخن” أو “+” والموصل الذي يُقال إنه “بارد” أو “-“. يتم تقليل التداخل ، الذي ينطبق بالتساوي تقريبًا على كلا الموصلين. تستخدم التطبيقات الاحترافية ناقل حركة متوازن مع موصلات XLR.
التكيف في الجهد ، والميكروفونات التي لها معاوقة إخراج أقل من 600 أوم ومدخلات الميكروفون لها معاوقة من عدة كيل أوم قد يشمل الخط قوة وهمية. لاسلكي لحاملات الميكروفون المجانية. يمكن أن يكون الإرسال تناظريًا أو رقميًا. الأجهزة الإلكترونية الموجودة في المنطقة المجاورة مباشرة للغشاء ليست حساسة جدًا للتداخل. يضمن استخدام هوائيات الاستقبال المزدوجة مع أجهزة الاستقبال التي تختار أقوى إشارة (تنوع) أمان الإرسال. تحدد خطة التردد عدد الميكروفونات اللاسلكية.
يمثل الرسم البياني القطبي حساسية الميكروفون وفقًا لاتجاه منشأ الموجة الصوتية. يشير طول النقطة المركزية على المنحنى إلى الحساسية النسبية بالديسيبل. في معظم الحالات ، تعتمد الحساسية فقط على الاتجاه بالنسبة للمحور الرئيسي للميكروفون ؛ خلاف ذلك ، مطلوب رسمين تخطيطيين. تعتمد الاتجاهية أيضًا على التردد ؛ تتضمن المخططات الكاملة عدة منحنيات للقيم النسبية. بشكل عام ، المخطط متماثل ، ويمكن للمرء أن يضع ، من أجل قراءة أفضل ، نصف منحنيات على جانبي المحور. في أغلب الأحيان ، تكون استجابة التردد أكثر حتى عندما يواجه الميكروفون المصدر. إذا لم تمتزج الأصوات الأخرى مع أصوات المصدر الرئيسي ، فيمكن استخدام اختلافات الاستجابة خارج المحور لتوحيد النغمة.
الميكروفون الصوت
متعدد الاتجاهات: يلتقط الميكروفون الصوت بالتساوي في جميع الاتجاهات. يتم استخدامه بشكل أساسي لتسجيل صوت مصدر ممتد ، مثل الأوركسترا الصوتية ، أو البيئة المحيطة. يتم استخدامه في العديد من أنظمة الالتقاط المجسم. تلتقط الصدى. لذلك من المستحسن أن تكون صوتيات الغرفة قابلة للتسجيل. كما أنه يستخدم عدم حساسيته للتعامل مع الضوضاء والرياح ، على سبيل المثال لتسجيل البيانات أو الغناء. يتم تجنبه في أنظمة الصوت بسبب حساسيته لتأثير التغذية المرتدة بمجرد أن يكون المصدر بعيدًا قليلاً. الميكروفونات متعددة الاتجاهات هي في الواقع أقل من ذلك بالنسبة للترددات العالية لأن غشاءها كبير ؛ وهذا هو السبب في أنه من الأفضل تعيينها كأجهزة استشعار للضغط ، وفقًا لمبدأها الصوتي.
Cardioid: يفضل مصادر الصوت الموضوعة أمام الميكروفون. يستخدم الميكروفون أحادي الاتجاه لتقوية الصوت ، والغناء ، ولأجهزة الميكروفون ، وهو الأكثر انتشارًا. مظهر مخططها الاتجاهي يجعلها تسمى قلبي (على شكل قلب). يرفض الأصوات من البئر الخلفي ويخفف من الأصوات من الجانبين. من ناحية أخرى ، فهو أكثر حساسية للرياح ، والتعامل مع الضوضاء ، و “السقوط” ، وهو أكثر تأثراً بتأثير القرب ، مما يعزز الجهير للمصادر القريبة. يتم التعامل مع العديد من نماذج الأعمال للحد من هذه العيوب. ذو شكل قلبي فائق: يلتقط الجهاز القلبي الفائق الأصوات القادمة من الأمام بشكل أساسي ، وعلى مستوى حوالي 140 درجة لتجنب الضوضاء المحيطة ، يطلق عليه أيضًا اسم أحادي الاتجاه. Hypercardioid: شبيه بالقلب ، مع منطقة أمامية أضيق قليلاً وشحمة خلفية صغيرة.
