какие типы микрофонов бывают

Разновидности микрофонов и принцип их работы

Микрофоны – это устройства для преобразования акустических колебаний в электрические. Они применяются в технике, в машиностроении, при освоении космоса, на эстрадных и театральных сценах, в студиях записи звука и т.д. В зависимости от ситуации используются разные виды микрофонов.

Разновидности конструкций микрофонов

Среди микрофонов встречаются конденсаторные, электретные, угольные, оптоакустические, катушечные, ленточные, динамические, пьезоэлектрические устройства. По назначению их делят на:

Группа сценических приспособлений в свою очередь делится на беспроводные и проводные. Все они оборудованы рукояткой для удержания руками и фиксации в стойке-держателе.

Угольный

В угольных моделях в качестве рабочего состава используется порошок угля. Во время работы он способен изменять сопротивление. Это оказывает влияние на модуляцию колебаний, происходящих в цепи. Устройства являются самыми первыми в мире, имеют низкие характеристики и практически не применяются в современной жизни.

Ленточный

Микрофон ленточного вида имеет внутри тончайшую алюминиевую ленточку (примерно 2 мкм), благодаря которой запись звука проходит более точно. Устройство требует особых условий хранения. Лежащий на боку долгое время аппарат может отказать в работе. Обладает большими по сравнению с аналогами весом и размерами.

Катушечный

Схема устройства этого типа имеет мембрану, соединенную с катушкой и вставленную в магнитное поле. Звуковая волна колеблет диафрагму, катушка своими витками пересекает линии магнитного поля. В ней возникает переменная ЭДС. Такой микрофон распространен в сфере звукозаписи. Он превосходит ленточный тип более компактными размерами и высоким сопротивлением.

Динамический

Принцип действия микрофона основан на преобразовании звуковых волн в электрические с помощью применения небольшого динамика. Используется на сцене, в работе репортеров, т.к. обладает большой надежностью. Качество записи немного ниже, чем у конденсаторных аппаратов. По конструкции прибор похож на динамический громкоговоритель.

Динамические микрофоны имеют положительные стороны:

Катушечной и ленточной разновидностью динамического микрофона пользуются артисты и репортеры.

Конденсаторный

В прибор встроен конденсатор, преобразующий звуковые колебания под воздействием электрического тока. Питание, называемое фантомным, подается от отдельного источника. Электрод с мембраной изготавливаются из материала, обладающего электропроводностью. Друг от друга они отделяются изолирующим кольцом.

Детали в сборе напоминают строение конденсатора. Во время работы мембрана колеблется относительно электрода, закрепленного неподвижно. Звуковые колебания вызывают изменение емкости в корпусе и электрического тока в цепи, который является сигналом с микрофона.

Плюсы устройств конденсаторного типа:

К минусам относятся:

Эти минусы не мешают пользоваться устройствами на сцене.

Электретный

Данный тип оборудования является разновидностью конденсаторных устройств. Роль фантомного питания в нем выполняет заряд электрета, сохраняющийся более 30 лет. Для снижения потерь сигнала при записи в микрофон вставлен повторитель. Более толстая, чем у конденсаторных устройств, мембрана немного уступает в характеристиках. Конструкция позволяет получать миниатюрные изделия, применяемые в смартфонах, ноутбуках, планшетах, умных часах и в других гаджетах.

Пьезомикрофон

В этих изделиях используется пьезоэлектрический эффект. Рабочий элемент – пластина, изготовленная из искусственных кристаллов. При деформации на ее поверхностях появляются электрические заряды разной величины. Используются такие микрофоны редко, т.к. можно выбрать более качественное оборудование конденсаторного или динамического типа.

Существует много других способов записи звука, примером которых могут являться ларингофоны у летчиков, гидрофоны у подводников и иные специфичные микрофоны.

Общий принцип работы оборудования

Самое распространенное звукозаписывающее оборудование – электродинамическое. Оно отличается универсальностью, доступными ценами и надежностью. Принципом работы устройство похоже на динамик. Подключенная к катушке диафрагма размещается в поле, созданном постоянным магнитом. Под действием звука катушка начинает двигаться и вызывает ток, который преобразуется и записывается.

Конденсаторные микрофоны основаны на перемене емкости, изменяющей величину тока.

Важные характеристики и их описание

В характеристику звукозаписывающего оборудования входят:

Чувствительность – характеристика уровня звука, записываемого устройством. Чем меньшим количеством децибел он обозначается, тем микрофон более чувствительный.

Частота – уровень шума, достаточный для записи устройством. Для трели или грохота барабана требуется от 30 до 15000 Гц, для человеческого голоса – 80-15000 Гц.

Питание микрофона осуществляется с помощью встроенного аккумулятора или поступает по кабелю

Уровень давления звука – показатель наибольшей громкости, выдерживаемой аппаратом. Чаще всего он равен 100-130 Дб.

Уровень шума или сигнала – это параметр, значение которого для оборудования среднего класса – 64-66 Дб. Профессиональные микрофоны характеризуются показателем более 72 Дб.

Сопротивление, или импеданс – характеристика, которая описывает возможности подключения аппарата. Цифровые данные отмечаются на профессиональных образцах.

Радиус действия указывается для беспроводных экземпляров техники. Для проводных обозначают длину кабеля. Чем цифры больше, тем удобнее пользоваться микрофоном, можно перемещаться на более длинные расстояния.

Оборудование подключается к разным интерфейсам с помощью специальных разъемов. Наиболее часто встречаются: mini-XLR и XLR, Jack и mini-Jack, USB, TA4F или Lighting/30-pin.

Материал для изготовления корпуса чаще представляет собой разные сорта пластика или стали. Пластик – более дешевый и легкий, но прочность его мала. Металл более прочный, но тяжелый и дорогой.

При выборе микрофонов нужно внимательно рассматривать все характеристики и приобретать технику, которая отвечала бы поставленным перед нею задачам.

Источник

15 видов микрофонов и для чего они нужны? Добавлено: Ноя 11, 2019

Выбирая микрофон, вы столкнетесь с огромным многообразием типов, характеристик и моделей, которые легко введут в заблуждение. В одном лишь разделе «Микрофоны» на djshop.by собраны 15 подкатегорий! И если смысл вокальных и студийных микрофонов можно понять интуитивно, то с многими другими товарами возникают вопросы. Что за пограничный слой? Что измеряют измерительные микрофоны? И чем репортерский отличается от вещательного?

Чтобы помочь разобраться, мы собрали классификацию видов микрофонов с небольшой характеристикой каждого из них.

Вокальные микрофоны

Вокальные микрофоны (они же концертные) практически всегда имеют ручной форм-фактор: рукоять с капсюлем, защищенным сеткой ветрозащиты. Бывают динамические, конденсаторные и ленточные, но подавляющее большинство – первого типа. При выборе вокального микрофона важно учитывать диаграмму направленности (кардиоидная, супер-, гипер-кардиоидная и всенаправленная). У каждой из них есть определенная зона захвата звука что определяет расположение микрофона относительно источника сигнала.

Студийные микрофоны

Студийный микрофон предназначен для профессиональной звукозаписи. Основные ситуации использования – запись вокала и инструментов. Главным отличием студийных микрофонов является большая диафрагма. Благодаря этому захватывается более широкий частотный диапазон и создается яркая звуковая картина. Как и вокальные, студийные микрофоны бывают конденсаторные, ленточные (разновидность конденсаторных) и динамические. Эти названия определяют, как звук преобразуется в электрический сигнал. Диаграмма направленности студийных микрофонов наиболее разнообразна. Выбор стоит скорее между моделями с фиксированной диаграммой и переключаемой.

Подробнее о студийных микрофонах в гиде «Как выбрать студийный микрофон?»

Инструментальные микрофоны

Предназначены для студийной записи инструментов и съема их звука в живых исполнениях. Для разных групп инструментов (духовые, ударные, струнные и пр.) предусмотрены отдельные виды микрофонов, но также распространены и универсальные модели. В большинстве своем такие микрофоны предусматривают держатель, позволяющий удобно закрепить его в оптимальном положении и не повредить покрытие или сам инструмент. Инструментальные микрофоны также бывают динамические, конденсаторные и ленточные (по типу преобразования сигнала). Ленточные микрофоны требуют к себе особо бережного отношения, а конденсаторные дополнительного источника фантомного питания (обычно, +48В). Среди диаграмм направленности инструментальных микрофонов выделяют: всенаправленые, гиперкардиоидные, двунаправленые, кардиоидные, суперкардиоидные. Ее тип зависит от вида инструмента, а точнее – откуда исходит зву (комбоусилитель, розетка акустической гитары, раструб и т.д.).

USB/Мобильные микрофоны

Такие микрофоны сразу преобразуют аудиосигнал в цифровой. Основные преимущества: мобильность, простота использования и подключения. Чтобы получить запись с USB микрофона достаточно подключить его к компьютеру и воспользоваться софтом. Такой тип микрофонов чаще всего используется для создания подкастов, влогов, стримов, интервью и записи закадрового голоса. Многие начинающие блогеры, мечтающие о собственной студии начинают с мобильного микрофона, да и продолжают работать именно с ними. Большинство USB микрофонов конденсаторные и имеют переключаемую диаграмму направленности. Но их звук несколько хуже, чем у студийных.

Подробнее о USB-микрофонах читайте здесь.

Радиомикрофоны

Радиомикрофон (он же беспроводной микрофон) не нуждается в кабеле для подключения к другому звуковому оборудованию. Микрофоны такого типа обеспечивают свободу передвижения по сцене для артиста, ведущего, диктора или музыканта-инструменталиста. Любая беспроводная система состоит из трех основных компонентов: самого микрофона, передатчика (трансмиттера) и приемника (ресивера).

Передатчик может быть встроен в корпус микрофона или выполненным отдельно устройством, которое крепится к ремню. Передатчик преобразует звук в радиосигнал и передает его на приемник. Приемник преобразует радиосигнал обратно в звуковой сигнал для передачи на микшер или другое устройство. По типу конструкции, беспроводные микрофоны бывают ручными, петличными или головными. Тип микрофона определяется задачей, стоящей перед исполнителем.

Головные микрофоны

Как следует из названия, такие микрофоны фиксируются на голове спикера. Они легкие и позволяют достигнуть оптимального расположение капсюля относительно источника сигнала. Как правило, это узконаправленные устройства, воспринимающие звук с максимально близкого расстояния и не снимающие посторонние шумы и звуки. Поэтому головные микрофоны широко используются актерами, спикерами, инструкторами, комментаторами и гидами в профессиональной деятельности. Могут фиксироваться на одном ухе или иметь затылочную дужку и крепиться на оба уха одновременно. Второй вариант гарантирует более надежную фиксацию, а легкий металлический каркас не будет приносить дискомфорт даже при длительном использовании.

Петличные микрофоны

Петличные микрофоны (петлички) – микрофоны с минимальными габаритами, которые созданы быть незаметными. Они легко прячутся под одеждой или крепятся в петлице (отсюда и название). Петличные микрофоны совместимы с большинством видов цифрового оборудования: видео- и фотокамерами, смартфонами и планшетами.

Для видеосъемки

Микрофоны для видеосъемки используются в ситуациях, когда в камере отсутствует микрофон или он недостаточно мощный. Как правило, имеют вытянутый цилиндрический корпус, что дало им альтернативное название «микрофон-пушка». Но современные компактные модели могут быть любой другой формы.

Накамерные микрофоны крепятся через специальный держатель или «холодный башмак». Помимо накамерных микрофонов используются выносные микрофоны, они крепятся на телескопический кронштейн или стойку. Иногда для записи звука к видео используют аудиорекордеры, которые, как и микрофоны, крепят на камеру.

Стерео микрофоны

Стерео микрофоны используются для записи объемной звуковой картины и снимают звук максимально подробно, со всеми шумами и помехами. В микрофонах такого типа используются 2 отдельных капсюля для записи 2/4 звуковых дорожек. Эти капсюли направляются в стороны или к центру относительно корпуса. Это создает более естественное звучание записи, похожее на то, как слышат наши уши.

Вещательные микрофоны

Вещательные микрофоны используются в радио-шоу, подкастах и других трансляциях. По характеристикам они максимально близки к студийным микрофонам (конденсаторные, с большой диафрагмой и требуют фантомного питания). Но отличает их прочность, наличие специального крепежа для стойки-пантографа и фиксированная диаграмма направленности.

Репортерские микрофоны

Репортерские микрофоны с длинной рукояткой используются при записи новостей и интервью. Обычные динамические вокальные микрофоны для таких целей использовать не всегда возможно. Сложные погодные условия, шумная обстановка загрязняют сигнал и приводят к снижению разборчивости речи и проблемам при монтаже. Как правило, имеют вспенаправленную диаграмму для удобства записи интервью.

Микрофоны пограничного слоя

Граничный слой – поверхность, от которой отражается или резонирует сигнал. Такие микрофоны устанавливаются на/в столы, стойки, бас-бочки и пр. Предназначены для усиления голоса во время переговоров и выступлений. Аккуратная и незаметная форма сочетается с достаточно четкой передачей звука. Большинство имеет конденсаторный капсюль и высокую чувствительность. Микрофоны пограничного слоя могут быть поверхностными и врезными.

Подвесные микрофоны

Подвесные микрофоны актуальны, когда установка на стойку невозможна или не подходит под ситуацию. Подвесные – это, как правило, конденсаторные микрофоны с кардиоидной диаграммой направленностью. Сфера использования: озвучивание театральных постановок, запись оркестров, хора и фоновых шумов.

Гусиная шея

Название вида микрофона (Gooseneck) происходит от гибкого держателя, на котором крепится капсюль. Обычно они используются для больших конференций, лекций и религиозных учреждений. Они четко передают речь и устраняют посторонние звуки (кашель, шуршание бумаг и прочие). Гусиные шеи врезаются в стол или имеют специальную подставку, оснащенную кнопкой выключения или мьютирования. Большинство микрофонов на гусиной шее требуют фантомного питания.

Измерительные микрофоны

Применяются для проведения акустических измерений. Как правило, ими меряют амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) установленного оборудования (мониторов, акустики и пр.). Как правило, измерительные микрофоны имеют конденсаторный капсюль и требуют внешнего источника питания. Они очень требовательны в обращении и хранении, а также периодически требуют калибровки (процесса настройки микрофона, для получения корректных результатов измерения).

Источник

Как выбрать микрофон

Назначение микрофона известно каждому – он применяется для преобразования акустических колебаний воздуха в электрические сигналы или, проще говоря, для записи звука.

Миниатюрные микрофоны мы используем ежедневно, порой даже не обращая на это внимания – они встроены в сотовые телефоны, в датчики звука, в домофоны и т.д. А вот микрофон как отдельное устройство в повседневной жизни применяется не так уж и часто.

Большинство людей испытывают потребность в отдельном микрофоне, только когда собираются поговорить с кем-нибудь по сети с помощью стационарного компьютера.

Ведь встроенными микрофонами, в отличие от ноутбуков и планшетов, обычные ПК не комплектуются.

Остальная область применения микрофонов больше связана с профессиональной деятельностью:

— конечно же, вокальные микрофоны, которыми пользуются деятели эстрады – кто в детстве не изображал поп-звезду, напевая в кулак, держащий воображаемый микрофон?

— отдельные микрофоны используются при снятии видеосюжетов – например от треска и шума ветра, неизбежного при съемке смартфоном на улице, легко избавиться, используя отдельный микрофон в «подушке» ветрозащиты.

— для записи интервью, студийных передач и ток-шоу используются микрофоны на прищепках, цепляемые к одежде участников передачи;

— если вы любите смотреть видеозаписи концертов, то наверняка замечали микрофоны, направленные на тот или иной музыкальный инструмент – это именно они отвечают за то, чтобы звук концерта достиг ваших ушей с минимумом искажений;

— студийные микрофоны используются, как понятно из названия, в студиях. Именно с их помощью создается львиная доля звукозаписей различных исполнителей и групп.

— видеоконференции в современном мире стремительно вытесняют обычные совещания – на них также часто используются отдельные микрофоны, ведь возможности встроенного в веб-камеру не всегда достаточно.

Характеристики микрофонов

Область применения, пожалуй, первое, на что надо обратить внимание при выборе микрофона. К счастью, производитель обычно не делает секрета из области применения микрофона.

Казалось бы, чего проще – нужен, к примеру, микрофон для записи звука ударной установки – бери модель с областью применения «для музыкальных инструментов» и всё получится.

Увы, не факт – вполне может оказаться, что выбранная модель предназначается записи звука бас-гитары и имеет максимальную частоту в 1000 Гц – звуки малых барабанов и тарелок ударной установки этот микрофон просто «не услышит». Хотя это может быть качественная дорогая модель с маркировкой «для музыкальных инструментов». Поэтому выбрать по одной только области применения не получится.

Тип микрофона обусловлен его конструкцией и принципом работы.

Конденсаторный микрофон в своей основе содержит конденсатор, одна из пластин которого прогибается под действием колебаний воздуха. Таким образом, емкость конденсатора меняется в соответствии со звуковым давлением и частотой воздействующего на микрофон звука.

Бытует мнение, что конденсаторные микрофоны – самые качественные, самые чувствительные и имеют самый широкий частотный диапазон. Это не совсем так – среди конденсаторных микрофонов есть модели разного качества, чувствительность их может быть небольшой, и частотный диапазон также может быть смещен вверх или вниз.

Другое дело, что конструкция конденсаторного микрофона – по сравнению с другими типами – обеспечивает минимум искажений записываемого звука. Поэтому конденсаторные микрофоны часто используются в качестве студийных и специализированных музыкальных – там, где требуется чистый и неискаженный звук.

Есть у конденсаторных микрофонов и недостатки:

— они стоят дороже моделей других типов;

— требуется подбирать предусилитель по характеристикам микрофона, микрофонный предусилитель стандартной звуковой карты, к примеру, не подойдет почти наверняка;

— требуется наличие фантомного питания.

На последнем пункте следует остановиться подробнее – фантомное питание является отличительной особенностью конденсаторных микрофонов. Фантомное питание нужно для создания разности потенциалов на конденсаторе – для этого на одну из пластин подается напряжение (обычно +48 В).

Фантомным оно называется, так как электрического тока (движения электрических зарядов) в цепи и питания, как такового, нет, но без этого напряжения микрофон работать не будет. Если вы желаете купить именно конденсаторный микрофон, обратите внимание на требование фантомного питания в характеристиках.

Если конденсаторный микрофон не требует фантомного питания, это может означать следующее:

— Это не конденсаторный, а электретный микрофон, и производитель даже не то чтобы врет, скорее, немного лукавит – электретные микрофоны являются разновидностью конденсаторных;

— Предусилитель с фантомным питанием входит в конструкцию микрофона, получающего питание от разъема (например, USB-микрофоны). Производитель уже подобрал подходящий предусилитель, и не нужно ломать голову над согласованием уровней. Для применения в связке с компьютером использование такого микрофона может стать оптимальным решением.

— Фантомное питание в нем создается с помощью батарейки (например, беспроводные конденсаторные микрофоны). Как и в предыдущем случае, здесь многое зависит от реализации схемы фантомного питания и от качества комплектующих. Как минимум, должен быть индикатор работы схемы фантомного питания, иначе может случиться ситуация, когда не будет понятно, чем вызвано падение качества звука – поломкой микрофона или разрядом батареи.

Отличие состоит в том, что вторая пластина электретного микрофона выполнена из электрета – материала, способного долгое время сохранять поверхностный заряд.

Такой микрофон фантомного питания не требует, но уровень выходного сигнала у него очень низок и практически все электретные микрофоны комплектуются простейшим усилителем на полевом транзисторе. Поэтому электретному микрофону не нужно фантомное питание для поляризации пластины, но нужно питание 1-9 В для встроенного усилителя.

На микрофонных входах, предназначенных для электретных микрофонов (например, на большинстве простых звуковых карт) питание идет через разъем по среднему контакту jack 3,5. Из-за количества контактов на разъеме (3) электретные микрофоны порой ошибочно считают стереофоническими и пытаются подключать к линейному стереовходу. Разумеется, при таком подключении микрофон не работает.

Простая, надежная и недорогая конструкция электретных микрофонов вместе с высокой чувствительностью привели к тому, что основная масса современных недорогих микрофонов относится именно к этому типу. В то же время из-за низкого качества комплектующих многих бюджетных моделей термин «электретный» часто ассоциируется у потребителя с плохой чувствительностью и зашумленным звуком низкого качества.

Многие электретные микрофоны прекрасно справляются со своими задачами – общение по сети, запись голоса для видеоблогов и подкастов им вполне можно поручить. Но для профессиональной деятельности лучше выбрать из «чистых» конденсаторных или динамических микрофонов.

В результате этих движений в катушке возникает электрический ток, который затем усиливается до нужного уровня.

Динамический микрофон более устойчив к перегрузкам, чем конденсаторный, это позволяет использовать его для записи громких звуков. Также динамический микрофон, в силу меньшей чувствительности, менее подвержен восприятию посторонних шумов.

Недостатками динамических микрофонов являются узкий частотный диапазон и менее «чистый» звук – возникающее при протекании тока в катушке собственное магнитное поле демпфирует колебания мембраны и записываемый звук искажается. Кроме того, конструкция динамического микрофона не допускает создания миниатюрных моделей – диаметр мембраны редко бывает менее 2 см диаметром.

Надежность, невосприимчивость к посторонним шумам и пик АЧХ в диапазоне частот человеческого голоса предопределяют сферу применения динамических микрофонов. В основном они применяются в качестве вокальных, т.е., для записи голоса, в том числе на открытых площадках, концертах и т.д.

Направленность микрофона определяется его конструкцией и показывает, с какой стороны от микрофона звук воспринимается лучше, с какой – хуже. Направленность микрофона тесно связана с его областью применения.

Микрофон с круговой направленностью одинаково хорошо воспринимает сигнал со всех сторон вокруг него.

Такой микрофон будет хорош для конференций.

Микрофон с кардиоидной (однонаправленной) направленностью практически не воспринимает звук, идущий сзади.

Такой микрофон может быть удобен как вокальный, для общения по сети и записи отдельных музыкальных инструментов.

Микрофоны с суперкадиоидной (узконаправленной) направленностью имеют спереди зону чувствительности уже, чем у микрофонов с кардиоидной направленностью, зато она у них протяженнее – в ней они могут улавливать звуки на большом расстоянии.

Также у таких микрофонов есть небольшая зона чувствительности сзади. Используются они для интервью, для видеосъемки и в качестве вокальных.

Микрофоны с направленностью «восьмеркой» (двунаправленные) одинаково хорошо воспринимают звуки спереди и сзади, а звуки по бокам микрофоном не улавливаются.

Такие модели используются для студийных интервью, для видеозаписи с закадровым голосом и т.д.

Единого стандарта на распайку микрофонных разъемов типа jack не существует, разъемы стереофонического динамического микрофона, электретного или конденсаторного монофонического с фантомным питанием могут выглядеть абсолютно одинаково, но иметь различное назначение контактов. Неправильное подключение в лучшем случае приведет к неправильной работе оборудования, в худшем – к его поломке.

Для разъемов типа USB (microUSB) или Lightning такой проблемы возникнуть не может, но микрофоны с таким разъемом, как правило, можно подключить только к компьютеру и для работы они требуют установки соответствующего драйвера.

Подключить такой микрофон к плееру, усилителю или микшеру, скорее всего, не получится, даже если на устройстве и есть ответный разъем.

Разъемы XLR используются на профессиональном оборудовании.

Такой разъем, как правило, находится на самом микрофоне, и кабель к нему нужно докупать отдельно.

Варианты выбора микрофонов

Если вам нужен недорогой микрофон для общения по Skype, выбирайте среди моделей с областью применения «общение по сети».

Если вас не устраивает качество звука с микрофона, встроенного в камеру, воспользуйтесь специализированным накамерным микрофоном для видеосъемки.

Если вам нужен ручной микрофон для выступлений на эстраде, выбирайте среди вокальных динамических микрофонов с кардиоидной направленностью или суперкардиоидной направленностью.

Для записи музыкальных инструментов в любом частотном диапазоне от бас-гитар до тарелок выбирайте среди конденсаторных микрофонов с минимальной частотой 40 Гц и ниже.

Для качественной записи звука на конференции вам потребуется всенаправленный настольный микрофон с высокой чувствительностью.

Для «прицельной» записи звука с источника на приличном расстоянии нужен микрофон с высокой чувствительностью и суперкардиоидной направленностью.

Источник