با توجه به ماهيت انرژي آكوستيكي دستگاههائي كه كار تبديل را انجام مي دهند به هر ترتيب با عمل مكانيكي سر و كار دارند و سيستمهاي نوسان كننده مكانيكي مطرح مي شوند. همانطور كه اگر شخصي در موقع صحبت كردن يك صفحه كاغذ را بطور كشيده در جلوي دهان خود قرار دهد، متناسب با دامنه و فركانس انرژي صوت كاغذ به ارتعاش درمي آيد، ممبران ميكروفون بر اثر صوت ارتعاش مي نمايد، با استفاده از پديده هاي فيزيكي مانند پديده هاي القاي الكترومانيتيك، اثر پيزد الكتريك، تغييرات ظرفيت خازن و تغييرات مقاومت گردد، ذغال انرژي اكوستيكي به انرژي الكتريكي تبديل مي كند.
قبل از پيشرفت علم الكترونيك و ساختن تقويت كننده هاي مناسب معمولاً از شرايط نامناسب معمولاً از شرايط نامناسب ميكروفون استفاده مي شد، زيرا اگر بخواهيم سيگنال خروجي ميكروفون بر حسب فركانس در نوار 20 تا 20000 هرتز خطي باشد راندمان ميكروفون بسيار ناچيز خواهد بود. بطوريكه اگر سيگنال بلافاصله درون ميكروفون تقويت نشود بر اثر ضعيف بودن دامنه سيگنال نويز بسياري وارد شده و عملاً استفاده از سيگنال با كيفيت مناسب بدون استفاده از تقويت كننده امكان پذير نمي باشد.
بنابراين در محاسبه ميكروفون بدون استفاده از تقويت كننده سعي مي شود راندمان نسبتاً بالا باشد كه موجب باريك و نماصاف شدن پاسخ فركانس مي شود. مانند ميكروفون ذغالي كه داراي راندمان خوب بوده ولي پهناي نوار فركانس آن كم و ناصاف مي باشد. امروزه در بيشتر موارد از ميكروفونهاي با كيفيت خوب در امر صدابرداري در راديو و تلوزيون و استوديوها استفاده مي شود كه داراي تقويت كننده هاي اوليه الكترونيكي مي باشد.
ضمناً ميكروفونهاي با كيفيت عالي براي كارهاي دقيق اندازه گيري بدون نويز و بدون ديستورشن ساخته مي شود و در نوار فركانس 20 تا 20000 هرتز پاسخ خطي دارند كه در آزمايشگاههاي تحقيقاتي از آنها استفاده مي شود.
ميكروفونها تغييرات فشار صورت درون محيط را به تغييرات مشابهي از ولت يا جريان در داخل مدار الكتريكي كه متصل به آن است تبديل مي نمايند. كه اين جريان وارد دستگاههاي تقويت كننده شده و پس از عمليات مختلف توسط بلندگو به انرژي صوتي تبديل مي شود. حال در اين فصل به معرفي انواع مختلف ميكروفونها مي پردازيم.
ميكروفون هاي ذغالي تشكيل شده از يك مخزن ذرات ذغال، اين ذرات ذغال ممكن است به اشكال مختلف هندسي تهيه شود. روي ذرات ذغال يك شاخكي قرار دارد كه به ديافراگم يا ممبران متصل است كه اگر در مقابل اين ممبران يل ديافراگم صوت ايجاد كنيم مرتعش مي گردد. ارتعاشات حاصل در ممبران، دقيقاً همان مشخصات ارتعاشات منبع صوت را دارا مي باشد. و اين تغييرات فشار عيناً به شاخك انتقال مي يابد. تغييرات ايجاد شده در ممبران يا شاخك باعث تغيير مقدار فشردگي ذرات ذغال به يكديگر شده كه در نتيجه مقاومت الكتريكي مجموعه مخزن تغيير مي يابد. و مشاهده مي كنيم كه متناسب با همان تغييرات فشار وارده روي ممبراتن جريان I كه از مدار عبور مي كند تغيير مي يابد. يعني توانسته ايم تغييرات فشار صورت را تبديل به جريان الكتريسيته نمائيم. كه اين جريان متغيير را مي توان بصورت فشار الكتريكي از دو سر مقاومت باز دريافت كرد.
اين ساده ترين و ارزانترين ميكروفون است كه از سال 1984 تا كنون از آن استفاده مي شود. اين ميكروفون داراي بازده با راندمان زيادي است. بنابراين بدون طبقات تقويت كننده مي توان از آن استفاده نمود. ولي در شرايط حرفه اي از آن استفاده نمي شود چون از نظر پهناي باند فركانسي مطلوب نمي باشد يعني پهناي باند آن وسيع نيست و كيفيت مطلوب و خوبي را دارا نمي باشد بنابراين از آن فقط براي انتقال سخن در تلفن و در راديو فقط در ارتباطات داخلي بين افراد استفاده مي شود. در شكل زير نمونه اي از يك پهناي باند فركانسي در يك ميكروفون ذغالي با فشار ثابت ديده مي شود.
ميكروفون ذغالي از لحاظ پاسخي فركانسي Frequency Response داراي دو اشكال اساسي و مهم مي باشد.
1-عرض باند آن (پهناي باند فركانسي) محدود است به اين ترتيب كه هم از نظر فركانس هاي بالا و پايين در عبورش محدوديت دارد. پهناي باند فركانسي اين ميكروفون بين HZ300 تا HZ3500 نيز مي باشد.
2-همين عرض باند نيز خطي نيست. منظور از خطي نبودن همان تغييرات سطح دامنه باند فركانسي نيز مي باشد. همانطور كه بيانم شد از اين ميكروفون در صنعت تلفن استفاده مي شود چرا كه در اين جا، فقط هدف ما رساندن پيام مي باشد و كيفيت صدا براي ما مطرح نيست. حتي اين نوع ميكروفون در دستگاههاي خانگي نيز استفاده نمي شود.
ميكروفونهاي ديناميكي تشكيل شده از يك ممبران از جنس سبك نظير كاغذ، پلاستيك و با آلومينيوم كه يك سيم پيچ به ممبران (ديافراگم) متصل است و اين سيم پيچ مي تواند در داخل شكاف قطبين يك آهن ربا حركت نمايد. بنابراين وقتي كه فشار صوتي روي اين ممبران وارد مي آيد ممبران و در نتيجه سيم پيچ متصل به آن با همان ريتم تغييرات صوتي نوسان مي نمايند، از حركت سيم پيچ در داخل ميدان مغناطيسي يك جريان الكتريكي روي سيم پيچ القا مي گردد كه ريتم تغييرات اين جريان درست با ريتم تغييرات فشار وارده روي ممبران است.
اين ميكروفون، اولين خانواده ميكروفوني است كه بطور حرفه اي استفاده مي شود و در اين ميكروفون مغناطيس ثابت و سيم پيچ (Coil) متحرك و جرياني حدود دهم ميلي ولت ايجاد مي شود و در ميكروفون هاي حرفه اي حدود mv2/0 است.
علت اينكه اين ميكروفون ها در مصارف حرفه اي استفاده مي شود داشتن عرض باند خطي وسيعي است ولي قيمت آن بسيار گران مي باشد. اين ميكروفون ها نسبت به ميكروفون ذغالي راندمان كمتري دارد ولي داراي كيفيت بهتري است و در صنايع حرفه يا مخصوصاً در صدا و سيما بنحو احسن استفاده مي گردد و از اين ميكروفون براي ضبط گفتار استفاده مي شود. ضمناً براي زياد كردن راندمان اين نوع ميكروفون با قرار دادن سوراخ در پشت ديافراگم كه به فضاي خارج متصل باشد و با محاسبه سطح و طول سوراخ يك مقدار از انرژي صوتي را با 180 درجه اختلاف فاز به پشت ديافراگم منتقل مي نمايند اين فيدبك به حركت به ممبران كمك كرده و راندمان ميكروفون زياد مي شود.
حساسيت ولتاژ مدار باز اين ميكروفون با پيچك متحرك (سيم پيچ) تقريباً برابر با 5-10×4/2 ولت بر ميكروبار، و يا db4/92 – دسي بل مي باشد و نسبت به ميكروفون خازني كريستالي (بعداً توضيح داده مي شود) از حساسيت كمتري برخوردار مي باشد. امپدانس خروجي ميكروفون حدود 10 اهم است كه نسبت به ميكروفونهاي خازني و كريستالي خيلي ناچيز است و بوسيله ترانسفورماتور بالابرنده ولتاژ در بدنه ميكروفون عمل تطبيق امپدانس را انجام ميدهد. در ضمن ميكروفون الكتروديناميكي بدون تقويت كننده مقدماتي استفاده مي شود و مي توان با كابل نسبتاً طولاني سيگنال را از آن انتقال داد.
پاسخ فركانس اين نوع ميكروفون حدود 10 تا 14 كيلوهرتز مي باشد و در ضبط صداي گوينده و رپرتاژ و تئاتر و … از آن استفاده مي شود.
اين ميكروفونها از يك آهن رباي نعلي تشكيل يافته كه دور قطبين آن سيم پيچ قرار دارد و ممبران آن از جنس فولاد است و وقتي كه بر اثر ارتعاشات صوتي ممبران مرتعش مي گردد صفحه فولاد به دو قطب آهن ربا دور و نزديك مي شود، بنابراين ميدان مغناطيسي در دو قطب تغيير مي يابد و اين ميدان در داخل آهن ربا تغيير مي كند و روي سيم پيچها يك جريان الكتريكي القا مي گردد كه ريتم تغييرات ارتعاشات صوتي است كه روي ممبران وارد گرديده است. نوعي ديگر از اين ميكروفونها بدين صورت است كه بخشي از ممبران را كه در برابر قطبهاي آهن رباي NS دائمي است با پولكي از آهن رباي نرم مي پوشانند تا از لرزشهاي اين پولك آهني مقاومت مغناطيسي شكاف هوائي را تغيير دهد. بنابراين لرزش ممبران باعث ايجاد جرياني در سيم پيچهاي روي آهن ربا مي گردد.
راندمان اين ميكروفون ميكروفونهاي ذغالي است ولي باند فركانسي وسيع تري دارد. اين ميكروفون بعلت وزن زياد آن در حال حاضر استفاده زيادي ندارد. و همچنين وزن زياد ممبران بازدهي ميكروفون را در فركانسهاي بالا كاهش مي دهد.
بعضي از عناصر مانند بلور كوارتز، نمك راشل و دي هيدروفسفاتت آمونيم و مواد سراميكي ريخته شده از قبيل تيتانات دوباريم، داراي خاصيت پيزوالكتريك هستند. يكي از بلورها كه در مقابل حرارت پايدار و بصورت خطي كار مي نمايد. بلور كوارتز مي باشد كه در الكتروآكوستيك از آن براي ساختن ميكروفون، بلندگو و پيكاپهاي گرام استفاده مي شود. نوع بلوري كه بيشتر بكار مي رود بلور با برش X ناميده يم شود كه مانند شكل از بلور طبيعي بريده ايم شود.
ميكروفون كريستالي، ميكروفوني مي باشد كه در آن از خاصيت پيزوالكتريك بعضي از كريستالها استفاده مي شود بدين معني كه تغييرات فشار وارد بر روي اين نوع كريستال جريان متناوبي متناسب با فشار وارده در دو سر كريستال ايجاد مي كند.
دو نوع ميكروفون كريستالي وجود دارد، يكنوع از آن فشار صوت مستقيماً بر صفحه كريستال تأثير مي نمايد كه داراي بازده بسيار كم در حدود 4/0 ولت براي هر ميكروبار مي باشد و نوع دوم، فشار صوت به يك ممبران فلزي وارد مي شود و حركات ممبران بوسيله ميله اي كه در پشت آن قرار دارد به كريستال منتقل مي شود كه البته اين نوع داراي بازده بيشتري در حدود يك تا دو ميلي ولت بر ميكروبار مي باشد. از ميكروفون پيزوالكتريك تا 8 سال پيش در ضبط صوتهاي خانگي استفاده ميشد. ولي هم اكنون ديگر استفاده نمي شود زيرا عرض باند آن حدود 7 تا 8 كيلوهرتز مي باشد كه پهناي باند آن كم است.
در نوع دوم ميكروفون كه ارتعاشات صوت توسط ديافراگم به كريستال منتقل مي شود و اختلاف پتانسيل دريافتي در خروجي زياد مي شود ولي پهناي باند نوار فركانس نسبت به حالت اول كمتر مي باشد.
پهناي باند نوار پاسخ فركانس ميكروفون كريستالي بين 20 تا 10000 هرتز كه حدود 5 دسي بل نسبت به حساسيت متوسط تغييرات دارد. حساسيت متوسط تغييرات دارد. حساسيت متوسط ميكروفون 50 دسي بل براي يك ولت در هر ميكروبار است.
اين ميكروفون از يك نوار كه در داخل يك ميدان مغناطيسي دائم، بطور آزاد مي تواند حركت كند تشكيل شده است. طرز كار آن مثل ميكروفون الكتروديناميكي است فقط بجاي سيم پيچ از يك نوار استفاده شده است. اين ميكروفون بعلت سبكي ممبران (ديافراگم)، باند فركانس خوب و حساسيت زياد دارد و در موسيقي ميتوان از آن استفاده نمود ولي راندمان آن كم است.
بعلت اينكه در ميكروفون هاي نواري فشار صوت در دو طرف ممبران با فازهاي مختلف برخورد مي كند بنابراين اشكالي در پهناي باند فركانسي آن بوجود مي آيد. همانطور كه مي دانيم اختلاف فاز به ابعاد نوار و طول موج صدا بستگي دارد. بدين معني كه در طول موجهاي بلند ابعاد ممبران قابل صرفنظر كردن مي باشد در صورتيكه در طول موجهاي كوتاه ابعاد ممبران نسبت به طول موج قابل چشم پوشي نيم باشد. بنابراين پهناي باند فركانس بطور يكنواخت عمل نكرده و در فركانسهاي بالا دچار افت مي گردد. در اين صورت ضريب الاستيسيته را كاهش مي دهند و تا حدود 10 كيلوهرتز پهناي باند ادامه دارد البته در فركانسهاي پايين پاسخ فركانس حالت خطي را حفظ ميكند.
يك نوع ديگر ميكروفون نواري طراحي شده است كه بوسيله تغييراتي پهناي باند آن را افزايش داده اند. بدين صورت كه بوسيله قرار دادن موادي مانع ورود صدا به پشت ممبران مي شوند. در ضمن بوسيله تعبيه شوراخ فضاي پشت ممبران را به داخل متصل نموده و با فيدبك (بازگشت صدا به پشت) صدا را با اختلاف فاز لازم به فضاي پشت ممبران برگشت مي دهند. بطوريكه فشار صورت در هر دو طرف ممبران بطور هم فاز عمل مي كند. در اين حالت چون مسئله اختلاف وجود ندارد ميتوان پاسخ فركانس خطي 20 تا 20000 هرتز را از ميكروفون انتظار داشت. امپدانس اين نوع ميكروفون خيلي ناچيز است. بنابراين قراردادن ترانسفورماتور الزامي است. از اين ميكروفون قبل از ميكروفون خازني براي ضبط اركستر استفاده مي گرديد.
ميكروفون خازني، ميكروفوني است كه از يك صفحه ثابت و يك صفحه متحرك كه بعنوان دو جوشن يك خازن عمل مي كند تشكيل شده است. اگر در مدار خازن يك ولتاژ و يك مقاومت قرار دهيم خازن شارژ مي شود حال اگر ارتعاشات صوتي به صفحه متحرك (ممبران) وارد آيد فاصله دو جوشن تغيير مي نمايد، بنابراين ظرفيت خازن متغير مي شود، البته تغييرات اين ظرفيت خازن تغيير مي كند جريان در مدار تغيير مي نمايد. با عبور جريان از مقاومت در دو سر اين مقاومت يك ولتاژ الكتريكي ظاهر مي شود باين وسيله توانسته ايم تغييرات فشار صوتي را به تغييرات فشار الكتريكي تبديل نمائيم.
ميكروفون الكترواستاتيك خيلي خوب مي تواند قابل مقايسه با يك ميكروفون الكترودايناميك خيلي خوب باشد وگرنه هر الكترواستاتيكي از هر الكترودايناميكي بهتر نيست. هرگاه در عمل ضبط صدا بهترين كيفيت ممكن مورد نظر باشد، مي توان از ميكروفونهاي الكترواستاتيكي يا الكتروكاندنستور (Condenser) استفاده نمود. چون حركت ديافراگم آن با جرم بسيار كم مي تواند در برابر كوچكترين ارتعاشات پاسخ سريع (Transienty Response) بدهد. و حتي اين ميكروفون مي تواند آنقدر سريع عمل مي كند كه صداي ضربه كوچك Impulse را مانند صداي يك جرقه و يا خزيدن مار برروي برگها ر ا دريافت نمايد، و اين يكي از دلايل برتري ميكروفون الكترواستاتيك بر الكترودايناميك است.
ميكروفون الكترواستاتيك (خازني) باعث مي شود كه صداي ترجمه شده يا تبديل شده خيلي نزديك به صداي اصلي باشد ولي ميكروفون الكترودايناميك صدا را تيره مي سازد.
توصيه خيلي مهم در باره اين ميكروفونها آن است كه به دليل نازك بودن ممبران آن، نبايد در ضبط انفجارات و صداهاي شديد از ان استفاده نمود. چون اين عمل باعث كاهش حساسيت آن و يا پاره شدن ممبران آن مي گردد.
بعلت امپدانس زياد و راندمان كم ميكروفوني خازني دامنه سيگنال خروجي ضعيف است بطوريكه مدار تقويت كننده الكترونيكي در بدنه ميكروفون و در ميكروفونهاي يقه اي دذ بيرون آن تعبيه مي شود. معمولاً در طراحي ميكروفون خازني سعي مي شود براي نوار وسيعي از فركانس طراحي شود. براي اين منظور بايستي ضريب كشش ديافراگم را زياد نمود و جرم آنرا كم انتخاب كرد. در نتيجه ميكروفون داراي پاسخ فركانس وسيع مي شود. البته راندمان آن با زياد كردن ضريب كشش، كاهش مي يابد كه بوسيله مدار تقويت كننده الكترونيكي به اندازه كافي تقويت مي شود.
راندمان ميكروفون خازني ميكروفون ذغالي است و پاسخ فركانس در پهناي نوار 20 تا 20000 هرتز خطي است و از اين ميكروفون براي ضبط موسيقي در استوديوها و آزمايشگاههاي تحقيقاتي آكوستيك استفاده مي شود. در شكل زير نمونه اي از يك مقطع ميكروفون يك جهته خازني و نوار پاسخ فركانس ميكروفون خازني ديده مي شود.
البته امروزه ميكروفون خازني بدون منبع تغذيه نيز ساخته شده بطوريكه در فاصله دو جوشن ماده اي قرار دارد كه بطور دائم بار الكتريكي در آن وجود دارد (الكتروولت) و بر اثر فشار صوت اختلاف پتانسيل در دو جوشن آن تغيير مي كند.
برتري هاي ميكروفون الكترواستاتيك عبارتند از:
1-وسيع بودن پهناي باند Frequency Response.
2-خطي بودن پهناي باند.
3-پاسخ سريع در برابر ارتعاشات ضربه اي Impulse.
4-سطح نويز آنها خيلي پايين است. (سطح نويز يك ميكروفون ناشي از الكترونهايي است كه در اثر برخورد به يكديگر در عنصر مورد نظر (ميكروفون) ايجاد مي شود).
5-محكم بودن ديستورشن (Distortion): هرگونه تغيير ناگهاني و ناخواسته در خروجي يك دستگاه نسبت به ورودي.
1-در برابر حرارت، دود سيگار، گرد و غبار و دخانيات، رطوبت و … خراب مي شود.
2-در مقابل ضربه بسيار آسيب پذير هستند و حتماً بايد در جعبه آن را حمل كرد و درست در موقع استفاده بايد آنرا باز كرد.
3-احتياج به منبع تغذيه دارند. (جهت شارژ كردن خازن و انتقال سيگنال به اولين طبقه).
مطلب بسيار مهمي كه بايد در نظر داشت آن است كه اين نوع ميكروفون و ميكروفون الكترودايناميك، هميشه در حال كار هستند پس بايد هميشه آنها را در جعبه هاي ضد صدا قرار داد تا از استهلاك آن جلوگيري كرد.
ميكروفونهاي خازني به دو دليل احتياج به منبع تغذيه دارند:
1-خازن براي عملكرد احتياج به شارژ دارد تا تغيير فاصله بين جوشنها باعث ايجاد يك جريان متغيير و اين جريان متغير در دو سر يك مقاومت تشكيل يك ولتاژ متغيير مي دهد.
2-از آنجا كه امپدانس خروجي اين ميكروفون زياد است ولتاژ بسيار ناچيزي در خورجي را بيشتر از چند ميليمتر نمي توان منتقل كرد. پس احتياج به يك پيش تقويت كننده Pre Amplifire داريم. كه با بهترين طراحي بعد از كپسول قرار مي گيرد.
مطلبي كه بايد به آن توجه كرد آن حساسيت ميكروفونهاي الكترواستاتيك در مقايسه با ميكروفونهاي الكترودايناميك درب رابر ارتعاشات مكانيكي زياد است بنابراين در جايي كه بايد ميكروفون را حركت داد بهترين راه اين است كه از ميكروفونهاي الكترودايناميك استفاده كرد. مگر در مواقعي كه واقعاً احتياج به كيفيت خوب در صدابرداري باشد. ميكروفونهاي الكترواستاتيك گاهي اوقات در يمك محفظه از نظر مكانيكي عايق مي شوند و ارتعاشات مكانيكي به آنها منتقل نمي شود. حساسيت ميكروفونهاي خازني نسبت به وزش باد خيلي بيشتر از ميكروفونهاي الكترودايناميك است.
در استفاده از اين نوع ميكروفونها با سه بخش روبرو هستيم:
1-نوع ميكروفون كه اصلاً محدوديتي در آن وجود ندارد.
2-بخش فرستنده.
3-بخش گيرنده.
در نوع ميكروفون محدوديت وجود ندارد و هر نوع ميكروفوني مي تواند باشد ولي بايد نوع فرستنده آن خيلي كوچك باشد.
عرض باند كانال اين فرستنده در حدود 15 كيلوهرتز مي باشد و نوع مدولاسيون در آن از نوع FM (Frequency Modulationمدولاسيون فركانس با سيگنال به نويز زياد و درصد دیستورشن كم، كه در باند UHF FM كار مي كنند. به دليل عدم استفاده از كابل جهت تغذيه مدارات آن از باطري استفاده مي شود و آنتن آن فركانس كرير بوده و بهترين عمل جهت قرارگرفتن در گردن گوينده است.
گيرنده اين نوع ميكروفون ها به دو شكل مي باشد كه يك شكل آن بر روي Roc نصب مي گردد و هنگامي از آن استفاده مي شود كه در استوديو به صدا نياز داريم و درون اتاق كنترل مي باشد و شكل ديگر آن پرتابل يعني قابل حمل و نقل است كه به دليل داشتن ابعاد كوچك مي توان آنرا حمل نمود و يا جايي آويزان كرد ابعاد اين گيرنده حدود 12×C20 با ضخامنت cm3 و با وزن 300 گرم مي باشد.
آنتن گيرنده از حساسيت زيادي برخوردار است و نوع پرتابل آن بر روي بندگيرنده نصب مي گردد. آنتن آن از نوع Roc كه بر روي يك پايه درون استوديو مي باشد كه توسط كابل هاي كواكسيال (كابل شيلدار) به درون اتاق كنترل منتقل مي گردد. در شرايط پرتابل معمولاً جهت تغذيه از 2 عدد باطري 5/9 ولت استفاده مي شود و در شرايط استوديو مي توان از برق استفاده نمود.
از آنجا كه ممكن است مسئله انعكاس و يا حذف سيگنال پديد آيد، بايد حتي الامكان آنتن گيرنده به فرستنده نزديك باشد. كاربرد اين نوع ميكروفون معمولاً در جاهايي مي باشد كه كابل ميكروفون مزاحم كار ما مي باشد، حال اين مسئله چه درون استوديو باشد و چه در بيرون آن.
يك نوع از ميکروفون هاي مينياتوري آن از نوع Sony_EcM5op مي باشد كه معمولاً بين 5/1 ولت تا 52 ولت كار مي كنند.
اولين دسته خانواده فرعي و جوان از ميكروفون هاي الكترواستاتيك، ميكروفون هاي الكترود هستند. ميكروفونهاي الكترود مزيتي كه بر ميكروفونهاي الكترواستاتيك دارند اين است كه خازن آنها هميشه شارژ مي باشد و احتياجي به منبع تغذيه جهت شارژ خازن ندارند و چند سالي است كه در ضبط هاي حرفه اي ساده مي توان از آنها استفاده كرد. به دليل كوچك بودن و ارزان بودن اين ميكروفونها امروزه تقريباً روي اكثر دستگاههاي آماتوري نصب مي شود و در كارهاي تصويري هنگام پنهان سازي مي توان از اين ميكروفون استفاده نمود. يك نمونه از آن را مي توان ميكروفون Sony-ECA50 نام برد.
لازم به يادآوري مي باشد كه ميكروفونهاي الكترواستاتيك ديگري وجود دارد كه هركدام به نوبه خود در جاهاي مخصوصي استفاده مي شود كه ازجمله مي توان به ميكروفون «گان» و «ميني گان» اشاره نمود كه بعد از طرح گيرايي ميكروفون ها در باره آنها به تفصيل شرح داده مي شود. البته بايد اضافه كرد كه براي تقويت سيگنال ورو.دي به ميكروفون احتياج به يك تقويت كننده مقدماتي نيز مي باشد كه تنها به يك باطري كوچك 5/1 ولت نياز مي باشد. ضمناً تقويت كننده آن يك مدار FET مي باشد.
دو استاندارد براي منابع تغذيه ميكروفونهاي استاتيك حرفه اي بكار مي رود:
1-استاندارد اول، استانداردي بنام فانتوم پاور Phontom system Power است. البته دليل اين اسم شكل مدار تغذيه مي باشد. در اين استاندارد ولتاژ مورد استفاده 48 ولت (DC) است كه ولتاژ 12 ولت (DC) نيز ساخته شده است. اين سيستم، جرياني حدود چندصد ميلي آمپر به سه روش زير براي ميكروفونهاي مدرن بوجود مي آورد:
روش اول:
در اين روش از منبع تغذيه خارجي، يعني از برق شهر استفاده مي شود. در اين نوع، منابع تغذيه داراي سلكتوري هستند كه ولتاژ ورودي آنها را تأمين مي كنند. در عمل اين منبع تغذيه يك مكعب مستطيلي است كه كف استوديو واقع مي گردد و داراي ورودي in و خروجي output است. خروجي ميكروفون را به input و از output بجاي خروجي ميكروفون استفاده مي شود. پس دذر اين روش منبع تغذيه بين ورودي و خروجي ميكروفون سري مي شود. در استوديوهاي بزرگ كه ممكن است استفاده از ميكروفونها زياد باشد اين واحدها را در اتاق كنترل مي سازند و با برق شهر آنها را با يك كليد خاموش و روشن مي كنند.
روش دوم:
در اين روش از باطري جهت تغذيه مدار استفاده مي شود كه اين روش خود دو راه دارد:
I) باطري بدنه درون بدنه ميكروفون جاي مي گيرد.
II) باطري درون محفظه اي قرار مي گيرد كه دقيقاً مثل روش اول بين ميكروفون و دستگاه ضبط قرار مي گيرد. اين محفظه يا در بيرون ميكروفون و يا متصل به آن است.
روش سوم:
در اين روش كه در استوديوهاي مدرن وجود دارد تغذيه ميكروفون ها توسط دستگاه ميكسر انجام مي گيرد كه خود تغذيه درون ميكسر است.
در استاندارد فانتوم پتانسيل منفي (يا صفر DC) از طريق شيلد كابل براي ميكروفون تأمين مي شود اما پلارتيه مثبت 48 ولت را در استاندارد فانتوم از طريق دو هادي درون كابل كه كار آنها مدولاسيون رفت و برگشت است انتقال مي دهيم. يعني 48+ ولت رفت را در روي دو سيم يكسان مي گذاريم تا نسبت به هم باز هم ولتاژ صفر داشته باشيم.
در عمل ولتاژ 48 ولت را به يكي از سرهاي ترانس مي توانيم بدهيم ولي هر آينه امكان وجود پتانسيلي بين دو سيم هست و تقارن خط را به هم مي زنيم. در واقع در يك سر كه ولتاژ DC است، در سر ديگر سيمي وجود دارد كه آماده است تا هر نوع پتانسيلي را ايجاد كند. همچنين سيستم فانتوم خود تأكيد كرده است كه بايد ولتاژ بين دو سيم صفر باشد. ولي صفر كردن ولتاژ بين اين دو به هر راهي باعث كوتاه شدن اتصال خروجي ميكروفون مي شود. براي اينكار سيستم فانتوم از دو مقاومت بسيار دقيق به مقدارهاي 8/6 كيلواهم استفاده مي شود.
از سر وسط ترانس در اين حالت استفاده نمي شود. در اغلب ميكسرها از استاندارد فانتوم 48+ ولت استفاده مي شود كه با يك تقسيم ولتاژ توسط دو مقاومت مي توان آنرا تبديل به V12 ولت كرد ولي هر V12 را به آساني نمي توان به V48 ولت تبديل كرد.
2-استاندارد دوم، استاندارد T يا پارالل يا AB است. ولتاژ معمول اين استاندارد V10 ولت (DC) است. براي فرستادن V10 ولت به ميكروفون از همان سه روش استفاده مي شود. ولي تنها 1/0% از ميكسرها، تغذيه براي اين استاندارد دارند. نام چند ميز ميكسر كه داراي
Schlambger 4000 سري تغذيه فانتوم دارد
Schlambger 2000 سري تغذيه ندارد
Schtuder 48V دارد تغذيه فانتوم
در سيستم I هم احتياج به ارتباط اضافه نيست و از همان كابل 3 سيم استفاده مي شود ولي تفاوت آن با سيستم فانتوم اين است كه صفر ولت در قبل در شيلد است ولي در اينجا 10 ولت روي دو سيم است و شيلد آزاد است و هر دو سيم ما داراي پتانسيل مي باشد. در سيستم فانتوم پلاريته اي بين دو سيم نيست.
مزيتي كه سيستم فانتوم به AB دارد اين است كه چون سيم ها نسبت به هم ولتاژي ندارند به راحتي مي توان به يك Patch pannel (پَچْ پنل) ميكروفون الكترودايناميك هم وصل كرد. ولي در سيستم AB چون ولتاژي بين دو سيم هست هرگاه ميكروفون دايناميك را به آنجا وصل كنيم ولتاژ وارد ميكروفون مي شود و آنرا تبديل به بلندگو مي كند.
لازم به تذكر است كه ميكسر استلاوكس تغذيه 48 ولت و هم 12 ولت و هم 10 ولت دارد و ميكسري است كه قابل حمل و نقل است.
بادگيرها از اجناس متخلخل هستند و در ساخت آنها اين نكات مورد توجه قرار مي گيرد: در ساخت بادگيرها شكل آيروديناميكي حفظ مي شود و ملكول براي عبور از آنجا كه بايد از حفره هاي زيادي عبور كنند سرعت آنها كم شده و در نتيجه به ميكروفون آسيبي نمي رسد. در مواردي كه باد شديد است مي توان از آن استفاده كرد.
موارد استفاده از آن:
از بادگير جهت كاهش سرعت باد در مكانهاي مختلف استفاده مي كنند ولي گاهي اوقات كه نه بايد و نه تحركي هست باز هم از بادگير استفاده مي كنند كه اين عمل به دو دليل مورد استفاده قرار مي گيرد:
الف-براي جلوگيري از رسيدن رطوبت دهان و يا بزاق دهان، هنگامي كه در نزديكي سخنگو قرار دارد از بادگير استفاده مي شود.
ب-بسياري از حروف كه توسط لبها ادا مي گردد خود حركتي در ملكول ها ايجاد مي كنند كه مانند حركت هوا است مثل «پ» كه اثري در فواصل نزديك ايجاد مي كند و به آن پاپ افكت Pop – efect مي گويند. بادگير يكي از راههاي جلوگيري از آسيب رساندن اين حركت به ميكروفون است. در شكل نمونه اي از اين بادگيرها ديده مي شود.
مشخصات راستايي ميكروفونها (پولارپترن Polar pattern)
كليه ميكروفونها بر اساس نوع ساختمان، فشار صوت محيط اطراف را بطرق مختلف دريافت مي كنند. براي مثال در ميكروفون نواري، ممبران اين ميكروفون در فضا ممكن است به نحوي واقع شود كه از يك يا دو راستا صدا دريافت كند و يا ميكروفوني طرح شود كه در تمام راستاها صدا را دريافت نمايد.
چگونگي دريافت صدا از جهات مختلف يا بررسي چگونگي حساسيت ميكروفون از زواياي مختلف نسبت به منبع يا منابع صوتي را پولارپترن گويند. پولار پترن مشخصه اي است كه به ميكروفونهاي جهت دار نسبت داده مي شود، در ميكروفون جهت دار همه جهته، تفاوتي در شكل ديافراگم نيست و همه آنها داراي ديافراگم دايره اي به اندازه يك سكه هستند.
پولارپترن ميكروفونها به چهار گروه يك راستايي (دلوار يا كارديوئيد) و دو راستايي يا به صورت هشت لاتين (Birdirectional) و يا نارسائي يا تمام جهته (Omni directional) و يا فوق العاده كارديوئيد (Hgpr Cardioid) تقسيم مي شوند كه شناخت هر كدام تنها به اسم و نوع، با توجه به مشخصاتي كه كارخانه ها در كاتالوگهاي مربوط به هر ميكروفون بيان مي كنند بستگي دارد و هيچ بستگي به نوع شكل و قيافه ميكروفونها ندارد.
ميكروفونهاي تمام جهته را Omni directional گويند علامت اختصاري آن، شبيه كره است. همان طور كه از اسم اين نوع ميكروفونها مشخص است، اين ميكروفونها قادرند اصوات صوتي و يا منابع صوتي را كه در اطراف خود مي باشند به وضوح دريافت دارند و هيچ نقطه كوري در اطراف آن وجود نداشته و اصوات به طور يكنواخت از اطراف ميكروفون، ممبران آنرا به ارتعاش وامي دارند. هرچه ابعاد ميكروفون كوچكتر باشد خطاي يك جهته شدن در فركانسهاي بالا را كمتر دارد چون ابعاد ميكروفون كمتر تشكيل سايه مي دهند. چرا كه در فركانسهاي بالا به علت كوچك بودن طول موج ابعاد ميكروفون مي تواند توليد سايه اكوستيكي بنمايد. همان طور كه بيان شد تمايل به زاويه دار شدن در فركانسهاي بالا نكته اي كه بايد در انجام كار به آن توجه كرد چون هرگاه بخواهيم صداي دو نفر را با هم و به يك صورت و يا يك شفافيت داشته باشيم، در صورت شرايط مناسب بايد ميكروفون را دور از اشخاص طوري قرار دهيم كه زاويه آن هر دو شخص را در خود جا دهد.از اين ميكروفون در مواقعي استفاده مي شود كه احتياج به جهت خاصي در برابر منبع و يا منابع صوتي نداشته باشيم و بخواهيم صداي كل يك محوطه را داشته باشيم مانند يك ورزشگاه، كه در اين حالت توانسته ايم شخصيت واقعي يك محل را حفظ نماييم.
حساسيت اين ميكروفونها بدليل مكانيزم آنها در برابر حركت دست كم است. همچنين حساسيت اين ميكروفونها در برابر حركت سريع ملكولهاي هوا در جلوي ديافراگم است و بهترين نوع ميكروفون نسبت به جريان شديد باد و يا حركت شديد ميكروفون است. ولي از آنجايي كه اين ميكروفونها به نويز حساس هستند حداقل استفاده مي شود.
از ميكروفون هايي كه داراي چنين حالتي هستند مي توان سنايز MD211U و MD21N و نوي من U87، KN83، Akgc414 را نام برد.
ميكروفون هاي يك جهته، ميكروفونهايي هستند كه فقط ارتعاشاتي را كه از يك جهت، يعني جهت مقابل به ميكروفون وارد مي شود مي تواند به طور واضح عكس العمل نشان دهد و اين عكس العمل در مقابل زواياي ديگر به وضوح نيست و خارج بودن منبع را از زواياي ميكروفون نشان مي دهد. و از اين جهت به آن كارديوئيد گفته مي شود كه پترن آن شبيه قلب مي باشد. كه علامت اختصاري آن چنين است.
اگر منبع صوتي در زاويه صفر درجه قرار گيرد يعني منبع دقيقاً روبروي ميكروفون باشد صداي منبع بخوبي دريافت مي شود و هنگامي كه به زاويه 180 درجه مي رسيم به نقاط كورميكروفون خواهيم رسيد كه اين نقاط، نقاط كور ميكروفون نيستند ولي چيزي در حدود 20 دسي بل ورودي را تضعيف مي كنند.
اين نوع ميكروفون يكي از پركاربردترين ميكروفون ها در شرايط حرفه اي است چرا كه با اين ميكروفون مي توان منبع صوتي خواسته شده رات مورد توجه قرار دهيم و منبع ناخواسته را در نقاط كور ميكروفون قرار دهيم. مورد استفاده اين ميكروفون وقتي است كه منبع يا جهت خاصي مورد نظر جهت ضبط صوت مي باشد و احتياج به صداهاي ديگري كه اطراف ما ناخواسته است، نداريم. از اين ميكروفون جهت ضبط كنسرت و رپرتاژ و تئاتر و نمايشنامه كه احتياج به صداهاي پشت صحنه نداريم، استفاده مي كنيم.
ميكروفونهايي كه داراي اين نوع پترن هستند عبارتند از سنايزر MD414 و نوي من U87، Axc414.
ميكروفونهاي دوجهته، ميكروفونهايي هستند كه قادرند ارتعاشات صوتي را از دو جهت مخالف دريافت نمايند. كه به آنها فيگور اف ايت Figure of eight يعني به صورت هشت لاتين 8 مي تو.انند اصوات را دريافت كنند. نماي زاويه با پترن اين ميكروفون به صورت شكل روبروست.
فرقي كه اين ميكروفون با بقيه خانواده هاي گفته شده دارد، اين است كه در حالت هاي قبل ميكروفون طوري در جلوي منبع صوتي قرار مي گرفت كه ديافراگم درست موازي با منبع صوتي بود و خط عمود بر اين ميكروفونها (بر ممبران آنها) هم جهت با محور yها است.اما در اين نوع ميكروفون، ديارفاگم از دو جهت با هواي بيرون و اطراف در ارتباط هستند و ديافراگم خود موازي با محور yها است و خط عمود بر آن موازي با محور xها است بنابراين ميكروفونهاي قبلي به طور افقي در هوا قرار مي يگرند.
ولي در اين نوع ميكروفون ها به طور عمودي در جلوي منبع صوتي قرار مي گيرند. از اين ميكروفون زماني استفاده مي گردد كه دو منبع همگن و هم شرايط داشته باشيم و اين دو مقابل همديگر واقع شدهد باشند مثلاً دو نفر كه در مقابل هم ديالوگ مي گويند و يا در مورد اركستر كه دو ساز در مقابل هم نشسته اند بجاي دو ميكروفون مي توان از يك ميكروفون Bidirectional استفاده نمود.
ميكروفونهايي كه داراي اين نوع پترن هستند هبارت است از: نوي من N.M.U87 و AKGC 414. البته ميكروفونهاي نواري از اين نوع ميكروفونها مي باشند.
به علت اينكه ميكروفونهاي كارديوئيد براي استفاده داراي زاوية بازي هستند مي توان از اين ميكروفونها در مكانهاي مناسب استفاده نمود. مثلاً در جاهاي كه دو منبع صداي نزديك به هم كه داراي دامنه شديد داشته باشيم و بخواهيم از دو ميكروفون كارديوئيد استفاده كنيم و از احتمال نشت صدا از يك منبع روي ميكروفون منبع كناري وجود دارد.
فرم نصب اين نوع ميكروفونها بطوري است كه يك طرف آن (يعني سمت كوچكتر آن) به سمت سالن و سمت بزرگترل آن به طرف اركستر در سالنهاي اركستر مي باشد و براي نشان دادن شخصيت واقعي اكوستيكي سالن مي توان با نزديكتر گرفتن ميكروفون نسبت بهد اركستر و دور كردن آن نسبت به سالن، صداي اركستر را بهتر گرفت. ضمناً بايد اضافه نمود قسمت زائد آن بايد بطرف فصل مشترك ديوار و سقف قرار يگرد تا شرايط آكوستيكي سالن بهتر نشان داده شود.
ميكروفونهايي كه داريا اين نوع پترن هستند عبارت است از ميكروفونهاي الكتروديناميك و الكترواستاتيك. (بخصوص خازني) از يان ميكروفون بيشتر در جاهايي استفاده مي شود كه سطح نويز آن كم است چون كم خطرتر و قابل كنترل است.
حال در اين قسمت به دو ميكروفون معروف بحث خواهيم كرد كه داراي پترن مختلفي هستند. يكي از آنها ميكروفون گان (Tele Gun) و ديگري ميكروفون ميني گان (Mini Gun) مي باشد.
براي شناسايي پترن ميكروفونها نشانه هايي روي آنها رسم كنند كه در روي ميكروفون هاي نويمان مي توان بوسيله كليد اين پترن را تغيير داد. ضمناً از اين ميكروفون در استوديوهاي راديويي و تلوزيوني استفاده مي شود.
از اين ميكروفون هم در كار فيلم و هم در كار ويدئو در شرايط صدابرداري سر صحنه استفاده مي شود. منظور آنست كه در هنگام ضبط فيلم ها و سريال ها در همان لحظات، صدايي كه از هنرپيشه ها ادا مي شود، همزمان با ضبط تصاوير، ضبط گردد. علت استفاده از اين ميكروفون در صدابرداري سر صحنه آنست كه اين ميكروفون داراي زاويه (پولاپترن با زاوية بسته) مي باشد كه مي توان با هدف گرفتن به دهان شخص هنرپيشه، سخنان وي را ضبط كرد. همچنين از ورود نويزها به ميكروفون جلوگيري مي كند.
اين ميكروفون بنام تله ميكروفون و يا ميكروفون تفنگي (گان) است كه شكل آن به صورت زير مي باشد و داراي لوله ايست به طول 75 سانتي متر، كه در يك سمت آن نيز مشبك است.
بهترين نوع ميكروفون از نوع خازني مي باشد. البته نوعي دياناميكي وجود دارد كه در جاهاي كم نويز استفاده مي شود. البته نوع خازني آن به دليل آنكه نسبت به وزش باد و هر ارتعاش مكانيكي حساسيت زيادي دارد بنابراين آنها را روي يك پايه الاستيك (لرزه گير) وصل مي كنند تا با دنياي خارج ارتباط نداشته باشد. بنابراين آنها را روي يك پايه الاستيك (لرزه گير) وصل مي كنند تا با دنياي خارح ارتباط نداشته باشد. بنابراين ميكروفون روي لرزه گير و خود لرزه گير نيز مي تواند برروي بومس وار شو.د كه بوم دستي در روي پايه در استوديوها كه قابل حمل و نقل مي باشد، قرار مي گيرد. متعلقات يك ميكروفون عبارت است از:
الف-لرزه گير، ب-پايه دستي، ج-بادگير.
گاهي از مواقع در صدابرداري سر صحنه مجاز هستيم كه ميكروفون را داخل كادر داشته باشيم و گاهي اوقات نيز هنگامي كه دوربين تصاوير درشت Closeup را مي گيرد ما هم مي توانيم ميكروفون را به سوژه يا منبع نزديك كنيم بطوريكه ميكروفون ديده نشود و صداي قابل قبولي را ضبط نماييم. اما بعضي از اوقات دوربين در حال گرفتن تصاوير بزرگ Long مي باشد و ميكروفون نيز نبايد در داخل كادر قرار گيرد. حال اگر ميكروفون را از سوژه دورنگه داريم، دورنگه داشتن آن يعنمي كاهش قابليت قبول بودن صدا، بنابراين دور بودن آن 2 مطلب را بوجود مي آورد: 1-نويز زياد مي شود، 2-نسبت پس آوايي مكان به سيگنال زياد مي شود و وضوح يا درك مطلب كم مي شود.
براي از بين بردن اين معايب، مي توان از ميكروفون مخفي استفاده كرد كه خود ميكروفون مخفي نيز داراي يك سري معايب مي باشد كه:
الف-دست و پاگيري ايجاد مي كند چرا كه اين عمل در تمام صحنه ها براي ما ضروري نمي باشد.
ب-پرسپكتيو صدا را بر هم مي زند. بنابراين بايد از ميكروفوني استفاده كنيم (در صدابرداري سر صحنه) كه معايب گفته شده را نيز براي ما حل كند كه بهترين ميكروفون، ميكروفون گان مي باشد.
اين ميكروفون شكل استتار ندارد و مي توان روي بوم دستي خارج از كادر قرار گيرد و مسئله نسبي پرسپكتيو را هم حل نمايد.
بنابراين اگر گروهي در شرايط تصويري خارج از استوديو بخواهند صدابرداري كنند، لازم است اين ميكروفون را همراه داشته باشند.
زاويه پترن اين ميكروفون حدود 50 است كه در زاويه 110 تا 120 نقطه كور اين ميكروفون است.
مكانيزم كار اين ميكروفون طوري است كه عمل تغيير فاز را (phase change) براي صداهايي كه از اطراف به آن مي رسد انجام مي دهد. اين عمل نيز توسط لولة اين ميكروفون صورت مي گيرد چرا كه لوله مي تواند صدا را هم از جلو و هم از كناره هاي جانبي بگيرد و وارد لوله كند. صداهايي كه از جلو وارد يم شوند هيچ اختلاف فازي ايجاد نمي نمايند و صدا همان طور مي ماند. ولي در مورد صداهايي كه از كناره ها مي رسند اختلاف فازي براي صداها ايجاد مي كند كه اثر يكديگر را خنثي مي نمايند. (البته صداهاي جانبي از شبكه كناري وارد مي شود كه كارخانه جهت اين اختلاف فاز، مقدار شبكه ها را محاسبه نموده است) و صدا فقط از جلو مي رسد.
ميكروفون هايي كه داراي چنين پترني مي باشند عبارت است از:
NK816P – NK816T – AKG – CK9
ميكروفون ميني گال (Mini-Gun)
ميكروفون گان در صدابرداري سر صحنه استفاده مي شود چون اين ميكروفون در جاهايي كه دوربين زياد بسته نيست و نويز هم كم است دردسر دارد يعني با كوچكترين انحراف از نظر تمركز، صدا به اصطلاح out مي گردد (به دليل زاويه كم آن مي باشد) از ميكروفون ديگري به نام ميني گان كه كوچكتر از گان مي باشد استفاده مي كنيم چرا كه اين ميكروفون زاويه اش بازتر است. زاويه آن حدود 75 مي باشد. و ديگر آنكه سبك تر مي باشد.
از جمله اين ميكروفون ها MKH-416 – AKG-CK8 مي باشند.
