Mikrofons: definīcija, darbības princips un pielietojumi

Uzzini, kas ir mikrofons, kā tas pārvērš skaņu elektriskā signālā un tā tehniskos principus un plašos pielietojumus telefonos, ierakstos, raidījumos un medicīnā.

Mikrofons (dažkārt dēvēts arī par mikrofonu — IPA izruna: [maɪk]) pārvērš skaņu elektriskā signālā. Tas ir pamatkomponents ierakstu, raidīšanas un saziņas iekārtās, kas ļauj skaņu uztvert, pārraidīt un apstrādāt elektroniski.

Mikrofoni tiek izmantoti daudzos lietojumos, piemēram, telefonos, magnetofonos, dzirdes aparātos, kinofilmu ražošanā, tiešraidē un ierakstu audioinženierijā, radio un televīzijas apraidē, kā arī datoros balss ierakstīšanai. Papildus tam mikrofoni tiek lietoti konferences sistēmās, balss palīgos, mērījumu iekārtās un industrijas monitoringa risinājumos.

Darbības princips

Mikrofona galvenais elements ir membrāna (diafragma) — plāna virsma, kas vibrē, reaģējot uz skaņu spiediena svārstībām. Šīs vibrācijas tiek pārvērstas elektriskā signālā dažādos veidos, atkarībā no mikrofona tipa:

• Dinamisks (moving-coil): membrāna ir piestiprināta pie spoles, kas atrodas magnēta lauka iekšpusē. Membrānas kustība pārvieto spoli un inducē elektrisko strāvu.
• Kondensatora (capacitor): membrāna veido vienu no kondensatora plaknēm. Mainoties attālumam starp plaknēm, mainās kapacitāte un rodas elektriskais signāls. Šiem mikrofonu bieži nepieciešama ārēja barošana (piemēram, phantom 48 V).
• Elektretkondensatora: īpašs kondensatoru variants ar pastāvīgu lādiņu membrānas materiālā, kas parasti neprasa augstsprieguma lādiņu, bet tomēr var prasīt nelielu barošanu iekšējam preampam.
• Režģa (ribbon): plāna metāla lenti novieto starp magnētiem; skaņas viļņi dzen lenti, radot signālu. Raksturīgi plašs, siltāks skaņas raksturs un jutība pret fizisku bojājumu un nelielu skaļumu pārslodzi.
• Pjezoelektriskais: pjezoelektrisks elements konvertē mehāniskās deformācijas elektriskā spriegumā; lietošanai īpašās situācijās (piem., instrumenšu uztvere).

Polārās raksturlīnijas un frekvenču reakcija

Mikrofona polārā raksturlīnija nosaka, no kurām virzieniem tas uztver skaņu. Galvenie tipi:

• Omnidirekcionāls — uztver vienmērīgi no visām pusēm.
• Cardioid — sirds formas raksts, galvenokārt uztver priekšā, atgrūž skaņu no aizmugures.
• Supercardioid un hypercardioid — šaurāki priekšējie lobji ar mazāku reakciju no sāniem, nedaudz jutīgāki pret aizmuguri.
• Bidirekcionāls (figure‑8) — uztver priekšā un aizmugurē, bet ne sānos.

Frekvenču reakcija norāda, kā mikrofons reaģē uz dažādām frekvencēm. Profesionāli mikrofoni bieži nodrošina līdzenu, plašu reakciju, savukārt speciāli pielāgoti modeļi uzsver vai slāpē noteiktas frekvences (piem., skaidrāka balss vai iespaidīgāka bungas skaņa).

Tehniskās īpašības

• Jutība — cik spēcīgu signālu mikrofons dod pie noteikta skaņas spiediena līmeņa.
• Signāla–troksnis — attiecība starp lietderīgo signālu un trokšņiem; svarīgi studiju ierakstiem un klusām skaņām.
• Impēdance — augstas vai zemas izejas impedances; saskaņošana ar priekšpastiprinātāju (preamp) ietekmē signāla kvalitāti.
• Barošana — daži mikrofonu tipa (konensatora) prasa ārēju barošanu, piemēram, phantom 48 V.
• Savienojumi — parasti izmanto XLR (profesionāli, balansēti), TRS vai USB (tiešie savienojumi ar datoru) savienojumus.

Pielietojumi un izvēle

Atkarībā no vajadzības izvēlas piemērotu mikrofonu:

• Studijas ieraksti — bieži kondensatora vai režģa mikrofoni, lai iegūtu detaļainu un mūzikas bagātīgu signālu.
• Dzīvās skatuves uzstāšanās — izturīgi dinamiskie mikrofonu modeļi ar kardioīdu raksturlīniju.
• Filmēšana un video — dažādi risinājumi: lavaljē (klipši) mikrofoni, boom (bāra) kondensatori, virsmas mikrofoni.
• Telefoni un konferences — speciāli mikrofoni ar balss optimizāciju un trokšņu slāpēšanu.
• Datoros un balss ierakstīšanai — USB mikrofoni vai mikrofoni ar ārēju audio interfeisu.

Praktiski padomi

• Izvēlieties polāro raksturlīniju atbilstoši vidi: kardioīds mazina fona troksni, omnidirekcionāls uztver dabiskāku telpas skanējumu.
• Pareiza novietošana un attālums no avota ietekmē skaņas skaidrību un diapazonu.
• Lai izvairītos no troksnainiem signāliem, izmantojiet balansētus savienojumus (XLR) un kvalitatīvus kabeļus.
• Kondensatora mikrofonus aizsargājiet no mitruma un spēcīgiem triecieniem; daudziem nepieciešama phantom barošana.
• Regulāri tīriet un uzglabājiet mikrofonus, izmantojot sūklīšus vai aizsargtīklus, lai samazinātu putekļu un mitruma ietekmi.

Kopumā mikrofons ir būtisks rīks skaņas uztverei un pārveidei. Pareiza tipa, polaritātes un tehnisko parametru izvēle nodrošina labu rezultātu gan profesionālās, gan ikdienas lietošanas situācijās.

Meklēt pēc burta