Budowa mikrofonu

Jak działa mikrofon, wie raczej każdy. Ale co dokładnie sprawia, że to niewielkie urządzenie pozwala nagrywać i wzmacniać głos? Technologia wykorzystywana w sprzęcie tego typu zmieniała się przez lata, co doprowadziło do powstania jego kilku rodzajów i odmian.Czy wiesz, jak wygląda budowa mikrofonu? Omawiamy najważniejsze zagadnienia, takie jak przetworniki, wzory biegunowości oraz charakterystyka częstotliwościowa!

Czym jest mikrofon?

Słowo mikrofon po raz pierwszy weszło do powszechnego użycia pod koniec XVII wieku i było wtedy definiowane przez słowniki jako „instrument zwiększający głośność dźwięku”. Wtedy sprzęt miał formę trąbki przystawianej do ucha.

Pierwszy mikrofon zbliżony do sprzętu wykorzystywanego współcześnie, został skonstruowany dopiero w 1827 roku przez Charlesa Wheatstone’a. Szersze zastosowanie znalazły jednak mikrofony kwasowe, wynalezione w latach 70. XIX wieku przez Graya i Bella – miały wpływ na rozwój telefonii.

Czym jest właściwie mikrofon? Urządzenie to to tak naprawdę przetwornik, który przekształca energię akustyczną na elektryczną. Wyróżnia się kilka rodzajów mikrofonów, w zależności od ich zasady działania. Przede wszystkim dzieli się je na dynamiczne i pojemnościowe.

Mikrofony dynamiczne – budowa i zasada działania

Mikrofony dynamiczne istnieją w dwóch odmianach: z ruchomą cewką oraz tzw. wstęgą.

Mikrofon dynamiczny z ruchomą cewką posiada specjalną membranę, cewkę głosową oraz magnes, które razem tworzą generator elektryczny pobudzany dźwiękiem. W momencie gdy fale dźwiękowe docierają do membrany, powodują drżenia cewki w powstałym polu magnetycznym, co z kolei skutkuje wytworzeniem sygnału elektrycznego. Konstrukcja jest bardzo prosta, dzięki czemu modele tego typu są bardziej wytrzymałe, a także dobrze tolerują wysokie poziomy ciśnienia akustycznego.

Mikrofon wstęgowy jest zgodnie z nazwą ma wbudowaną „wstęgę”, czyli bardzo cienką, metalową folię (najczęściej z karbowanego aluminium), rozpiętą między dwoma biegunami magnesu. Fala dźwiękowa wprawia ją w wibracje, co zaburza linię pola magnetycznego i wytwarza napięcie elektryczne. W tym przypadku sygnał wyjściowy jest jednak zazwyczaj dość niski, przez co często konieczne jest zastosowanie przedwzmacniacza. Taka budowa sprawia, że sprzęt jest o wiele delikatniejszy. Jego zaletą jest za to charakterystyczne, ciepłe brzmienie, nieco w stylu vintage. Do tego takie mikrofony mają szeroką charakterystykę częstotliwościową.

Mikrofony pojemnościowe – budowa i zasada działania

Mikrofony pojemnościowe posiadają kondensator wrażliwy na dźwięk – są zbudowane z membrany (przewodzącej prąd) oraz spolaryzowanej elektrycznie tylnej płyty. Membrana drga pod wpływem fal dźwiękowych, co zmienia jej odległość względem płyty, czyli stricte pojemność kondensatora. W ten sposób pojawia się napięcie w obwodzie, tworzące sygnał elektryczny. Aby go wzmocnić, montowane są przedwzmacniacze, czyli aktywne obwody elektryczne. Z tego względu konieczne jest zasilanie dostarczone poprzez przewód mikrofonowy (tzw. zasilanie fantomowe) lub specjalna bateria.

Budowa mikrofonów pojemnościowych sprawia, że mogą być mniejsze, a przy tym mają dużą czułość oraz optymalną charakterystykę częstotliwościową. Pewne ograniczenie stanowią jednak dodatkowe elementy układu elektronicznego, które mają określony maksymalny poziom sygnału. Oznacza to, że po przekroczeniu maksymalnego poziomu ciśnienia akustycznego sygnał będzie zniekształcony.

Chcesz nagrywać swój śpiew? Zapoznaj się z naszym poradnikiem: „Mikrofon wokalowy – sprawdź, jaki model wybrać na początek!”. A może chciałbyś zacząć prowadzić własny podcast? Zajrzyj do wpisu: „Najlepsze mikrofony do podcastów – sprawdź!”.

Kierunkowość / wzór biegunowy mikrofonu

Bardzo ważnym parametrem mikrofonów jest kierunkowość, czyli wzór biegunowy. Opisuje on czułość urządzenia na dźwięki docierające z różnych stron. Zwykle wzór przedstawia się na specjalnym wykresie. Wyróżnia się wiele charakterystyk kierunkowości, ale najczęściej spotykanymi są: wielokierunkowość, jednokierunkowość i dwukierunkowość.

Mikrofony wielokierunkowe (wszechkierunkowe)

Mikrofony wielokierunkowe (nazywane też wszechkierunkowymi) są czułe na dźwięki docierające z wielu stron. W przypadku profesjonalnego sprzętu zbierają odgłosy z całego otoczenia – pełnych 360°.

Zaletą takich mikrofonów jest naturalne brzmienie, które doskonale sprawdza się przy rejestrowaniu dźwięków o tzw. charakterze organicznym, np. gitar elektrycznych. Do tego doskonale oddają akustykę pomieszczenia, co jest ogromnym plusem, jeśli nadaje ona dźwiękowi więcej charakteru.

Pewną wadą mikrofonów wielokierunkowych jest duża podatność na sprzężenia zwrotne. Z tego powodu raczej rzadko wykorzystuje się je podczas koncertów i występów na żywo.

Mikrofony jednokierunkowe

Mikrofony jednokierunkowe są czułe przede wszystkim na dźwięki dochodzące z jednego kierunku. Typową odmianą jest charakterystyka kardioidalna, w której urządzenie zbiera dźwięk z przodu i po bokach (pod kątem 0° w osi mikrofonu). W ten sposób umieszczając sprzęt bezpośrednio przy źródle dźwięku, można znacznie ograniczyć obecność zakłóceń pochodzących z otoczenia.

Mikrofony dwukierunkowe

Mikrofony dwukierunkowe rejestrują dźwięki z dwóch przeciwnych stron. Ze względu na to, jak wygląda ich wzór biegunowy, nazywa się je potocznie ósemkami (czułość pod kątem 0° z przodu, a także pod kątem 180° z tyłu). Są najmniej czułe na dźwięki docierające z boków. Dzięki temu zdarza się, że wykorzystuje się je do nagrywania dwóch przeciwległych źródeł dźwięku, np. przy duecie wokalistów czy gitarzystów. W praktyce zazwyczaj są jednak częściej wykorzystywane w standardowy sposób.

Inne właściwości związane z mikrofonami kierunkowymi

Przy omawianiu sposobu działania mikrofonów kierunkowych warto omówić jeszcze dwie ważne właściwości, którymi są:

• koloryzacja poza osią – ustawianie mikrofonu pod różnymi kątami może skutkować zmianą charakterystyki częstotliwościowej, co widać szczególnie w paśmie wysokich częstotliwości. W ten sposób można uzyskać nienaturalne brzmienie instrumentów znajdujących się poza osią albo dziwny wpływ akustyki pomieszczenia;
• efekt zbliżeniowy (proximity) – mikrofony jednokierunkowe wyłapują więcej niskich tonów, gdy zbliża się je do źródła dźwięku, dlatego ważne jest odpowiednie ustawienie sprzętu.

Charakterystyka częstotliwościowa mikrofonu

Ważnym zagadnieniem jest także wspomniana już wielokrotnie charakterystyka częstotliwościowa. Określenie to oznacza zmiany w poziomie sygnału wyjściowego albo czułość mikrofonu dla poszczególnych częstotliwości w zakresie jego działania. Parametr podaje się w formie zakresu, np. od 20 do 20000 Hz.

Ponieważ charakterystykę częstotliwościową przedstawia się zwykle w formie graficznej, w postaci wykresu (relatywna amplituda dla każdej częstotliwości), wyróżnia się dwie kategorie: płaską oraz ukształtowaną charakterystykę częstotliwościową.

Mikrofony reagujące na wszystkie częstotliwości w jednakowy sposób zalicza się do tej pierwszej kategorii – wykres jest płaski. Mają zwykle szeroki zakres częstotliwości, przez co są wykorzystywane do rejestracji dźwięków w ich „surowej” formie, bez podkoloryzowania. Zazwyczaj z ich pomocą nagrywa się instrumenty akustyczne, np. gitary czy fortepiany. Dobrze sprawdzają się też w sytuacji, gdy mikrofon stawia się daleko od źródła dźwięku.

Mikrofony reagujące na konkretne częstotliwości, to przedstawiciele drugiej kategorii – wykres jest zróżnicowany, z wierzchołkami i dolinami. Rozwiązanie to ma oczywiście swoje zastosowanie.

Sprzęt tego typu celowo wzmacnia określone zakresy częstotliwości, dla podkreślenia charakterystyki danego dźwięku, np. w mikrofonach wokalowych często wzmacnia się pasmo 2-10 kHz. Podobnie jest z mikrofonami basowymi, które mają rozszerzone pasmo niskich częstotliwości, a zarazem podcięty środek.

Przy tym warto mieć na względzie, że mimo tego, że w teorii mikrofony dynamiczne i pojemnościowe mogą mieć podobną charakterystykę częstotliwościową, mogą brzmieć zupełnie inaczej. Ogromne znaczenie ma bowiem charakterystyka transjentowa – przez swoją budowę mikrofony pojemnościowe i wstęgowe bardziej naturalnie rejestrują brzmienia, ponieważ ich membrana/wstęga szybciej reaguje, co zwiększa czułość urządzenia.

Jak niedrogo zdobyć mikrofon?

Tworzysz własne studio, w którym chcesz nagrywać grę na instrumencie i/lub własny wokal? A może chcesz zacząć tworzyć podcast? Dobry mikrofon ma ogromny wpływ na jakość dźwięku, dlatego koniecznie wybierz markowy model. Niestety, taki sprzęt jest dość kosztowny. Jeśli nie dysponujesz akurat gotówką albo jeszcze nie wiesz, jaki mikrofon najlepiej spełni Twoje oczekiwania, wybierz niezobowiązujące, tanie rozwiązanie – wynajem!

Vibe.pl jest ogólnopolską, internetową wypożyczalnią sprzętu. W naszej ofercie dostępne są także różnorodne instrumenty i wyposażenie muzyczne oraz nagłośnieniowe, w tym duży katalog mikrofonów.

Przejrzyj dostępne produkty i wybierz interesujący Cię model. By go wynająć, wypełnij krótki formularz. Wszystkie formalności dopełnisz zdalnie. Sprzęt zostanie wysłany kurierem pod podany przez Ciebie adres albo przygotowany do odbioru we wskazanym partnerskim sklepie muzycznym. Wystarczy, że będziesz opłacać niewysoki miesięczny abonament.

Po upływie minimalnego okresu najmu, masz prawo w każdej chwili wymienić lub oddać produkt. Jeśli Ci się spodoba, przedłużysz umowę albo do wykupisz – spłacając jego wartość w ratach lub w ramach jednej wpłaty.

Zapraszamy do zapoznania się z naszą pełną ofertą mikrofonów!