Mikrofon

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Mikrofon

Mikrofon (engl. Microphone) je mehanoelektrični pretvarač koji pretvara zvuk u električni signal. Mikrofoni imaju više primjena, primjerice u telefonima, snimačima, radijskim i televizijskim studijima, računalima, VoIP tehnologiji, itd.

Vrste mikrofona[uredi VE | uredi]

Riječ mikrofon potječe od engleske riječi microphone (koja pak potječe od dvije grčke riječi - mikros što znači mali, i phone što znači zvuk). Kao izumitelj prvog mikrofona spominje se Emile Berliner, dok je prvi kvalitetniji mikrofon izumio Alexander Graham Bell.

Ugljeni mikrofon[uredi VE | uredi]

Ugljeni mikrofon

Thomas Alva Edison je u ožujku 1877. godine patentirao prvi ugljeni mikrofon, a taj je do pojave elektronskih cijevi bio jedina naprava koja je pretvarala zvuk u električni signal. Koristio se u telekomunikacijama od samih početaka pa sve do osamdesetih godina prošloga stoljeća. Prednosti su mu bile jednostavnost, niska cijena, mehanička otpornost i visoka razina izlaznog signala. Međutim, relativno velika nelinearna izobličenja i visok šum onemogućili su mu širu primjenu.

Način rada ugljenog mikrofona zasniva se na pojavi promjene električnog otpora zrnaca grafita smještenih u kućište mikrofona. Uslijed promjenljivog zvučnog tlaka ispred memebrane mikrofona dolazi do promjene električnog otpora ugljenog mikrofona i svojevrsne “modulacije” istosmjerne električne struje ovisno o amplitudi zvučnog tlaka. Izmjenična komponenta struje na drugom kraju strujnoga kruga uzrokovala je titranje membrane u elektromagnetnoj slušalici koja je na taj način pretvarala električni signal u zvuk.

Dinamički mikrofon[uredi VE | uredi]

Dinamički mikrofon

Dinamički mikrofon radi na principu elektromagnetske indukcije gdje zvučni valovi na pogodan način uzrokuju gibanje titrajne zavojnice ili trake. Otporan je na vlagu, mehanički izdržljiv, zadovoljavajućih prijenosnih karakteristika i relativno jeftin.

Izvede li se kao dinamički mikrofon s titrajnom zavojnicom ima zadovoljavajući izlazni napon za neposredan priključak na predpojačalo.

Izvede li se, međutim, kao dinamički mikrofon s trakom, izlazni se napon redovito povećava na odgovarajućem mikrofonskom transformatoru sa svrhom postizavanja što boljega odnosa signala i šuma.

Kondenzatorski mikrofon[uredi VE | uredi]

Unutrašnjost kondenzatorskog mikrofona

Kondenzatorski, odnosno elektrostatski mikrofon izrađuje se na način da je membrana mikrofona jedna od ploča električnog kondenzatora izvedenog u obliku kapsule.

Kondenzator može biti spojen na dva načina: ako je spojen u istosmjerni električni strujni krug, tada se titranjem membrane mijenja kapacitet kondenzatora u električnom strujnom krugu i stvara odgovarajuća izmjenična struju, odnosno izmjenični pad napona na otporniku vrlo velikoga otpora. Ako se pak kondenzator spaja u krug oscilatora dovoljno visoke frekvencije, tada se titranjem membrane mijenja frekvencija oscilatora, te se nakon frekvencijske demodulacije postiže odgovarajući tonski signal.

Kondenzatorski mikrofoni proizvode se u širokom spektru namjena, od relativno jeftinih komercijalnih mikrofona pa sve do profesionalnih mikrofona namijenjenih studijskim snimanjima. Jedini im je nedostatak potreba za posebnim izvorom napajanja, no taj nedostatak nadoknađuju svojom kvalitetom. Kondenzatorski mikrofoni izvode se i s dvije membrane koje ostvaruju različite usmjerne karakteristike.

Kristalni mikrofon[uredi VE | uredi]

Kristalni ili piezoelektrični mikrofon koristi svojstva nekih kristala da pod povećanim tlakom stvaraju električni napon. Robustni su i jeftini, no relativno visoka nelinearna izobličenja i karakterističan frekvencijski odziv ograničili su njihovu uporabu samo na neka područja.

Karakteristike mikrofona[uredi VE | uredi]

Usmjerna karakteristika mikrofona[uredi VE | uredi]

Usmjerna karakteristika pokazuje osjetljivost mikrofona u ovisnosti od smjera dolaska zvuka gledano u horizontalnoj ravnini. Razne usmjerne karakteristike postižu se različitim mehaničkim izvedbama mikrofona (zaslonima, apsorpcijskim materijalima itd.) te izvedbom mikrofona s dvije, električki spojene membrane.

Usmjerna karakteristika može biti:

  • kružna, gdje mikrofon ima jednaku osjetljivost sa svih strana (0 to 360°),
  • kardioidna, gdje je osjetljivost mikrofona s prednje strane nešto veća u odnosu na stražnju,
  • hiperkardioidna, gdje je osjetljivost sa stražnje strane još više umanjena,
  • u obliku "osmice" gdje je osjetljivost mikrofona jednaka s prednje i stražnje strane, ali je umanjena s bočnih strana.

Nelinearna izobličenja[uredi VE | uredi]

Podatak o visini ukupnih nelinearnih izobličenja (THD, total harmonic distortion) daje se uz podatak o maksimalnom zvučnom tlaku koji je karakterističan za takvo nelinearno izbličenje. Na primjer, podatak: "142 dB SPL ("sound pressure level")  THD < 0.5%" odnosi se na zvučni tlak od 142 dB iznad praga čujnosti pri čemu će ukupna nelinearna izobličenja biti manja od 0,5%.

Dinamički opseg mikrofona[uredi VE | uredi]

Dinamički opseg mikrofona daje podatak o razlici maksimalnoga zvučnoga tlaka i praga šuma te na izvjestan način govori znatno manje o mikrofonu u odnosu na podatak o maksimalnom tlaku za određenu razinu nelinearnih izobličenja i o razini unutarnjeg šuma mikrofona izraženoj u decibelima u odnosu na prag čujnosti.

Osjetljivost mikrofona[uredi VE | uredi]

Osjetljivost mikrofona govori o izlaznom naponu mikrofona u odnosu na odgovarajući zvučni tlak ispred mikrofona, a na određenoj udaljensti ispred mikrofona (1 m). Mikrofon s većom osjetljivosti imat će veći izlazni napon za isti zvučni tlak te će se moći priključiti na pojačalo s manjim pojačanjem. Izražava se u mV/Pa (milivolta/pascalu) pri frekvenciji zvučnog vala od 1 kHz. Nešto stariji način je izražavanje osjetljivosti u dB, a u odnosu na referentnu osjetljivost od 1V/Pa. Osjetljivost mikrofona od -60 dB je u tom smislu veća od osjetljivosti mikrofona od -70 dB.

Impedancija mikrofona[uredi VE | uredi]

Dinamički mikrofoni s unutarnjom impedancijom manjom od 600 Ohma smatraju se mikrofonima s malom unutarnjom (izlaznom) impedancijom, od 600 do otprilike 10.000 Ohma mikrofonima sa srednjom impedancijom, a mikrofone s impedancijom većom od 10.000 Ohma smatramo mikrofonima s visokom unutarnjom impedancijom.

Mikrofoni s niskom izlaznom impedancijom koriste se u uvjetima gdje su spojni vodovi između mikrofona i ulaznog stupnja pojačala relativno vrlo dugi. U tom slučaju koristi se redovito simetrični priključak mikrofona na pojačalo. Mikrofoni s visokom izlaznom impedancijom priključuju se na pojačalo znatno kraćim vodovima (nekoliko metara) i tada se redovito koristi asimetričan priključak mikrofona na pojačalo.

Prijenosni frekvencijski opseg[uredi VE | uredi]

Prijenosni frekvencijski opseg se u kvalitetnijih mikrofona prikazuje grafički, odgovarajućom prijenosnom amplitudnom frekvencijskom karakteristikom u području od 20 Hz do 20 kHz, a za zvuk koji dolazi s prednje strane mikrofona. Frekvencijski opseg jeftinijih mikrofona može se dati i kao podatak: "30 Hz–16 kHz ±3 dB", gdje proizvođač garantira da amplitudna frekvencijska karakteristika u području od 30 Hz do 16 kHz ne odstupa više od ±3 dB od neke srednje vrijednosti amplitude.

Literatura[uredi VE | uredi]

  • Ederhof, Andreas: Das Mikrofonbuch, München: Carstensen, 2006. ISBN 3-910098-28-2
  • Görne, Thomas: Mikrofone in Theorie und Praxis. Aachen: Elektor, 1994. ISBN 3-928051-76-8
  • Heil, B.: The Microphone: A Short Ilustrated History, u: QST - NEWINGTON; 90, 6; 50-52
  • Jelaković, Tihomil / Vujnović, Momir: Mikrofoni, Zagreb: Školska knjiga, 1996.
  • Schneider, Martin: Mikrofone, u: Weinzierl, Stefan (izd.): Handbuch der Audiotechnik, Berlin: Springer Verlag, 2008. ISBN 978-3-540-34300-4

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]

Sestrinski projekti[uredi VE | uredi]

Commons-logo.svg U Wikimedijinu spremniku nalazi se još gradiva na temu: Mikrofoni

Mrežna sjedišta[uredi VE | uredi]