Ce este o diafragmă de microfon? (Un ghid în profunzime) – Noul meu microfon

Diafragmele au o mare legătură cu sunetul. Noi „cântăm din diafragma” corpului nostru fizic și, dacă cântăm într-un microfon, interacționăm și cu o diafragmă! Fiecare microfon practic are o diafragmă, iar înțelegerea diafragmelor este crucială pentru stăpânirea microfonului.

Atunci ce este o diafragmă de microfon? O diafragmă de microfon este o membrană subțire care se mișcă în reacție la variația presiunii sonore externe. O diafragmă de microfon este o componentă cheie a traductorului în convertirea energiei acustice în energie electrică. Cele trei tipuri principale de diafragme sunt cele cu bobină mobilă, panglică și condensator.

Există multe de discutat atunci când vorbim despre diafragmele de microfon. Acest articol va intra în detaliu despre tipurile populare de diafragmă și considerațiile pe care le luăm în considerare atunci când avem de-a face cu diafragmele de microfon!

Ce este o diafragmă de microfon?

După cum am menționat, o diafragmă de microfon este o membrană subțire care se mișcă ca reacție la variația presiunii sonore (unde sonore). Diafragma este un ingredient critic în rețeta microfonului. De fapt, fără o diafragmă mobilă, un microfon nu și-ar putea face treaba ca transductor. Mișcarea de coincidență a diafragmei cu presiunea sonoră este primul pas în transformarea energiei acustice în energie electrică.

Din moment ce diafragma unui microfon este atât de subțire, o observăm ca având doar două laturi. Mișcarea diafragmei se bazează pe diferența de presiune acustică dintre cele două părți ale sale.

Diafragma microfonului face parte dintr-o unitate mai mare din cadrul microfoanelor, numită capsulă. Proiectarea capsulei este de cea mai mare importanță în performanța microfonului. Capsula este, în cele din urmă, elementul transductor din orice microfon.

Pentru o lectură aprofundată despre capsulele microfonului, consultați articolul meu Ce este o capsulă de microfon? (Plus Top 3 cele mai populare capsule).

Dispoziția capsulei și a diafragmei alcătuiește o mare parte din sunetul caracteristic al unui microfon. Răspunsul în frecvență, sensibilitatea și modelul polar sunt câteva dintre caracteristicile puternic determinate de designul capsulei și al diafragmei.

Există 3 tipuri principale de diafragme de microfon:

1. Diafragmă cu bobină mobilă (dinamică)
2. Diafragmă cu panglică (dinamică)
3. Diafragmă cu placă frontală (condensator)

Cum se mișcă o diafragmă?

Diafragmele microfoanelor sunt extrem de subțiri (unele mai puțin de 5 microni). Această subtilitate le face foarte sensibile la moleculele de aer care vibrează în imediata lor vecinătate. „Bombardamentul” moleculelor de aer care vibrează pe o diafragmă de microfon face ca aceasta să se miște. La rândul său, această mișcare mecanică de intrare și ieșire din poziția de repaus este convertită într-o tensiune electrică de curent alternativ (semnal audio).

O diafragmă de microfon se mișcă în funcție de diferența de presiune acustică dintre cele două părți ale sale. Dacă o parte este „bombardată” de molecule de aer mai mult decât cealaltă, acea parte va fi împinsă înăuntru. Dacă ambele părți sunt supuse unei cantități egale de presiune, diafragma va rămâne pe loc.

O altă modalitate de a explica mișcarea diafragmei este aceea de a privi o undă sinusoidală simplă. Într-o undă sinusoidală, avem puncte de nul, vârfuri și depresiuni.

În timp ce unda sinusoidală se deplasează prin aer, aceasta afectează moleculele de aer prin care trece. Același lucru se întâmplă pe măsură ce unda sonoră ajunge la diafragmă.

• La vârfurile sale, unda sinusoidală provoacă o compresie maximă asupra diafragmei, împingând diafragma înăuntru.
• În depresiunile sale, unda sinusoidală provoacă o rarefacție maximă pe diafragmă, trăgând diafragma în afară.
• Și în punctele de nul, unda sinusoidală nu provoacă mișcarea diafragmei.

Undele sonore se deplasează cu 343 m/s (1125 ft/s) și sunt infinit mai complexe decât o simplă undă sinusoidală. După cum vă puteți imagina, ele determină diafragma să vibreze rapid ca răspuns la variația presiunii sonore externe!

Diafragmele microfoanelor sunt proiectate să se miște în concordanță cu variația presiunii sonore, astfel încât să poată produce un semnal audio care să fie o reprezentare exactă a sunetului care se întâmplă în jurul microfonului.

Relații între microfon, difuzor și diafragme toracice

Comparațiile sunt uneori utile în explicarea lucrurilor. Probabil că suntem cu toții familiarizați cu diafragma unui difuzor și, mai mult ca sigur, avem diafragme toracice în corpul nostru. Diafragma microfonului este similară cu aceste două diafragme! Dați-mi voie să vă explic.

Diafragma difuzorului

Diafragma difuzorului, ca și cea a microfonului, sunt transductoare. Microfoanele convertesc energia undelor mecanice (sunetul) în energie electrică (semnalul audio). Difuzoarele, invers, convertesc energia electrică (semnal audio) în energie de undă mecanică (sunet).

Difuzoarele funcționează pe principiul inducției electromagnetice, același principiu care guvernează microfoanele dinamice (despre care vom discuta mai târziu în acest articol). Un semnal audio sub forma unei tensiuni de curent alternativ este trimis către difuzor. Acest semnal călătorește printr-o bobină conductoare staționară de sârmă care înconjoară un magnet. Electricitatea care circulă prin firul conductor face ca magnetul să se miște prin principiul inducției electromagnetice. Deoarece semnalul audio este de curent alternativ, magnetul se mișcă înainte și înapoi. Acest magnet este atașat la o diafragmă.

Diafragma unui difuzor se mișcă împreună cu magnetul de care este atașat. Pe măsură ce diafragma vibrează, aceasta împinge și trage aerul în jurul ei, proiectând undele sonore prin spațiu.

Un microfon dinamic funcționează în mod opus unui difuzor. Dacă ar fi să cablăm un difuzor în sens invers, diafragma ar fi, în esență, o diafragmă de microfon! Deși, din moment ce diafragmele difuzoarelor sunt de obicei mai groase, mai late și mai grele decât diafragmele microfoanelor profesionale, acestea nu ar fi nici pe departe la fel de sensibile. Acest lucru ar avea ca rezultat un sunet înăbușit.

Pentru a afla cum să cablați un difuzor astfel încât să devină un microfon, consultați articolul meu Cum să transformați un difuzor într-un microfon în 2 pași simpli.

Diafragma toracică

Diafragma toracică este o foaie subțire de mușchi scheletic la om și la alte mamifere.

În cazul acestei diafragme biologice, mușchiul diafragmei în sine este cel care se contractă și se dilată. Diafragma toracică joacă un rol primordial în respirație. Pe măsură ce mușchiul diafragmei se contractă, acesta ajută la atragerea aerului în plămâni. Pe măsură ce diafragma se relaxează, împinge aerul în afara plămânilor.

Respirația are loc într-un ritm mult mai lent decât vibrațiile aerului. Cu toate acestea, ideea diafragmei care mișcă aerul este aceeași.

Să recapitulăm rapid cele trei diafragme menționate:

• Diafragma toracică se contractă și se dilată, mișcând aerul în și din plămâni.
• Diafragma difuzorului este atașată unui magnet și se mișcă în funcție de o tensiune alternativă aplicată prin inducție electromagnetică.
• Diafragma microfonului se mișcă în funcție de variația presiunii sonore din jurul ei.

Principiul acustic: Presiunea față de gradientul de presiune

Deși nu este o caracteristică a diafragmei în sine, merită menționat designul capsulei și modul în care aceasta modifică modul în care sunetul interacționează cu diafragma.

Există două tipuri de bază de modele polare:

1. Omnidirecțional – care funcționează pe principiul presiunii.
2. Bidirecțional – care funcționează pe principiul presiune-gradient.

Designul unei capsule își poate expune diafragma pe baza oricăruia dintre aceste principii sau a unei combinații a acestora. Combinațiile dau naștere modelelor polare de tip cardioid.

Principiul presiunii

Principiul presiunii are o parte a diafragmei deschisă la presiunea sonoră externă. Cealaltă parte este închisă la o presiune fixă.

Știm că mișcarea diafragmei se datorează diferenței de presiune dintre partea sa din față și cea din spate. Deoarece doar o singură parte a diafragmei este expusă la vibrațiile sonore, diafragma va reacționa destul de bine în mod egal la sunete din toate direcțiile. De aici și modelul polar omnidirecțional!

Pentru mai multe informații despre modelul polar omnidirecțional, consultați articolul meu Ce este un microfon omnidirecțional? (Polar Pattern + Exemple de microfoane).

Principiul gradientului de presiune

Principiul gradientului de presiune are ambele părți ale diafragmei deschise la presiunea externă a sunetului.

Undele sonore care vin direct din fața diafragmei lovesc mai întâi partea din față și ceva mai târziu partea din spate. Această diferență de fază determină o mică diferență de presiune, ceea ce face ca diafragma să se miște. Undele sonore care vin direct din spatele diafragmei funcționează în mod opus.

Undele sonore care vin direct dinspre partea laterală a diafragmei lovesc simultan atât partea din față cât și cea din spate, nu provoacă nicio diferență de presiune și, prin urmare, nicio mișcare a diafragmei!

Astfel, principiul gradientului de presiune produce un model polar bidirecțional sau „figura-8”. Microfonul este sensibil la sunetul care vine din față și din spate, în timp ce respinge sunetul din lateral.

Pentru mai multe informații despre modelul polar bidirecțional, consultați articolul meu Ce este un microfon bidirecțional/Figură-8? (Cu exemple de microfoane).

Combinarea presiunii & Gradient de presiune

De multe ori, capsulele sunt proiectate într-un mod care combină aceste două principii.

Cel mai popular model polar de microfon este modelul cardioid. Acesta este practic un raport 1:1 între principiile de presiune și de gradient de presiune.

Prin restricționarea căii sunetului care ajunge în partea din spate a diafragmei, producătorii accesează în mod inteligent combinații ale celor două principii. Manipularea cantității de vibrație a aerului pe fiecare parte a diafragmei are ca rezultat o varietate de modele polare!

Pentru a afla mai multe despre modelul polar cardioid și despre toate celelalte modele polare ale microfoanelor, consultați articolele mele Ce este un microfon cardioid? (Model polar + exemple de microfoane) și Ghidul complet al modelelor polare ale microfoanelor, respectiv.

Fața diafragmei: Top-Address Versus Side-Address

Un alt aspect care trebuie menționat în legătură cu diafragmele și capsulele lor este modul de adresare a acestora. Cu alte cuvinte, în ce direcții sunt îndreptate diafragmele microfonului?

Cele mai comune două tipuri de adresare sunt adresa de sus și adresa laterală.

Adresaj de sus

Shure este prezentat în următoarele articole din My New Microphone:
– Topul celor mai bune mărci de microfoane pe care ar trebui să le cunoașteți și să le folosiți
– Topul celor mai bune mărci de căști/căști din lume
– Topul celor mai bune mărci de căști din lume

Microfoanele cu adresare de sus au diafragmele „orientate” spre partea superioară a microfonului. De obicei, microfonul va arăta ca și cum ar fi îndreptat în direcția în care este cel mai sensibil.

În mod obișnuit, microfoanele cu adresare de sus sunt limitate la modele polare de tip omnidirecțional și cardioid, deoarece este practic imposibil ca ambele părți ale diafragmei să fie expuse în mod egal la presiunea sonoră.

Exemple comune de microfoane cu adresare de sus sunt Shure SM57 și SM58, precum și Neumann KM 184 (cu linkuri pentru a verifica prețurile acestora pe Amazon).

Side-Address

Neumann este prezentat în următoarele articole My New Microphone:
– Topul celor mai bune mărci de microfoane pe care ar trebui să le cunoașteți și să le folosiți
– Topul celor mai bune mărci de monitoare de studio pe care ar trebui să le cunoașteți și să le folosiți

Microfoanele cu adresare laterală sunt proiectate cu diafragmele orientate „în lateral”.” „Partea din față” și „spatele” diafragmei sunt îndreptate spre părțile laterale ale microfoanelor, ceea ce face ca microfonul să fie cel mai sensibil la sunetul din direcțiile laterale.

Cu microfoanele cu adresare laterală, toate modelele polare sunt relativ ușor de realizat. Această configurație permite, de asemenea, ca două diafragme să fie proiectate spate în spate pentru a crea un microfon variabil cu mai multe modele.

Exemple comune de microfoane cu adresă laterală sunt Neumann U87, Rode NT1-A și AKG C414 (cu linkuri pentru a verifica prețurile acestora pe Amazon). U87 și C414 sunt microfoane cu mai multe frecvențe.

Diafragma cu bobină mobilă

Diafragma cu bobină mobilă este de fapt formată din două părți separate: diafragma propriu-zisă și bobina mobilă. Cu toate acestea, din moment ce sunt atașate una de cealaltă, este util să ne gândim la ele ca la o singură piesă în mișcare. Diafragmele cu bobină mobilă se regăsesc în microfoanele dinamice cu bobină mobilă.

Combina diafragmă/bobină conductivă vibrează ca reacție la undele sonore externe. Diafragma este responsabilă pentru a fi suficient de sensibilă pentru a capta variația presiunii aerului între cele două părți ale sale. Bobina conductoare este responsabilă de conversia acestei vibrații într-un semnal audio. Diafragma cu bobină mobilă și capsula acționează ca un traductor pe principiul inducției electromagnetice.

Diafragmele cu bobină mobilă sunt aproape toate de formă circulară și sunt întinse strâns în jurul unui inel staționar din capsula microfonului. Tensiunea este un factor crucial în ceea ce privește sensibilitatea diafragmei la undele sonore primite.

Într-un design tipic, bobina are aproximativ jumătate din diametrul diafragmei. Conexiunea dintre aceste două elemente creează o mică adâncitură sau ondulație în diafragmă. Prin urmare, diafragma nu este perfect plană. Diafragma poate avea, de asemenea, mici fante de frunze decupate în ea și ondulări suplimentare pentru a-i îmbunătăți performanțele prin remedierea problemelor inerente ale diafragmei și ale structurii capsulei.

Material

„Bobina mobilă” (denumită adesea bobina vocală) este de obicei realizată din sârmă subțire de cupru înfășurată într-o formă cilindrică goală. Există magneți de fiecare parte a bobinei mobile pentru a permite o inducție electromagnetică maximă.

Diafragma în sine nu trebuie să fie deloc conducătoare de electricitate. Materialul tipic folosit pentru realizarea diafragmei este o peliculă de poliester (Mylar este un nume de marcă comun). Această peliculă de poliester (foaie de plastic) este suficient de subțire și de rezistentă pentru a acționa ca un material eficient pentru diafragmă!

Așa că bobina este atașată de diafragmă și, prin urmare, se mișcă odată cu ea. Această greutate adăugată face câteva lucruri în ceea ce privește caracteristicile generale ale diafragmei. Greutatea și forma sau microfoanele dinamice cu bobină mobilă dau naștere, în general, la următoarele trăsături:

• Sensibilitate diminuată în domeniul frecvențelor înalte.
• O frecvență de rezonanță în domeniul audibil al auzului uman.
• Un răspuns tranzitoriu mai lent decât diafragmele cu condensator și cu panglică.

Pentru mai multe informații despre microfoanele dinamice cu bobină mobilă, consultați articolele mele What Is A Microphone Voice Coil? și Moving-Coil Dynamic Microphones: The In-Depth Guide.

Diafragma panglică

Diafragma panglică este poate cel mai interesant tip de diafragmă. Diafragmele tip panglică sunt diafragme lungi, subțiri, dreptunghiulare, care sunt atașate de capsula/bafta lor doar de o parte și de alta a lungimii lor. Ele sunt cel mai adesea ondulate în loc să fie perfect plate și sunt supuse unei tensiuni relativ scăzute în comparație cu diafragmele cu bobină mobilă și cu condensator.

Microfoanele cu panglică sunt, de asemenea, considerate dinamice. La fel ca și microfoanele cu bobină mobilă, microfoanele ribbon funcționează pe principiul electromagnetismului. Cu toate acestea, în loc să aibă o diafragmă separată și o piesă conductoare fuzionate împreună, ribbon-ul acționează sunt aceste două elemente simultan. Panglica se deplasează ca reacție la diferența de presiune acustică dintre partea sa din spate și cea din față. Magneții sunt plasați în jurul perimetrului panglicii, astfel încât, pe măsură ce diafragma se mișcă, inducția electromagnetică generează un semnal audio!

Material

Diafragmele panglicii trebuie să fie conductoare și extrem de subțiri (de obicei, mai puțin de 5 microni). Aluminiul este foarte bun pentru a îndeplini aceste două nevoi. Folia de aluminiu ondulată alcătuiește multe dintre diafragmele microfoanelor cu panglică de pe piață. Unii producători utilizează polimeri din plastic mai puternici ca bază a panglicii și îi acoperă cu aluminiu conductiv. Alteori, veți găsi folie de aluminiu acoperită cu un strat subțire de aur. Stratul de aur ajută la prevenirea oxidării panglicii, în timp ce aurul în sine este un conductor mai bun al aluminiului (doar că nu la fel de puternic).

Fragilitate

O diafragmă de panglică este fragilă. Rafalele de vânt și mișcarea aerului asociată cu tobele și chiar cu plosivele vocale au potențialul de a întinde diafragma, provocând daune permanente. Puterea fantomă, dacă este trimisă prin cabluri sau conexiuni proaste, are, de asemenea, potențialul de a sufla sau de a întinde diafragma. Pentru a adăuga la listă, traumele fizice (căderi de microfon) au, de asemenea, o mare probabilitate de a deteriora diafragma panglicii. Este de la sine înțeles că trebuie să fiți precauți atunci când manipulați și înregistrați cu microfoane cu panglică. Vestea bună este că, de multe ori, reparația necesită doar o „re-ribonduire” a microfonului. Vestea proastă este că prețul unei reparații poate depăși 350 de dolari.

Prin natura lor, microfoanele cu panglică sunt configurate ca fiind cu adresare laterală și au modele polare bidirecționale. Din cauza tiparului bidirecțional (figura-8), ele prezintă, de asemenea, cele mai mari cantități de efect de proximitate.

Pentru o lectură în profunzime despre efectul de proximitate al microfonului, consultați articolul meu In-Depth Guide To Microphone Proximity Effect.

Caracteristicile unei diafragme cu panglică conferă microfoanelor cu panglică următoarele calități (în general):

• Tensiunea scăzută a diafragmei produce o frecvență de rezonanță cu mult sub domeniul audibil al auzului uman.
• Subțirimea diafragmei oferă un răspuns tranzitoriu precis.
• Forma generală și principiul transductorului oferă o atenuare blândă și naturală a frecvențelor înalte.

Pentru mai multe informații despre microfoanele dinamice cu panglică, consultați articolul meu Microfoane dinamice cu panglică: The In-Depth Guide.

Diafragma condensatorului (condensator)

Cel mai simplu este să explicăm diafragma unui microfon cu condensator împreună cu designul complet al capsulei sale.

Capsulele condensatoare sunt practic condensatoare (condensator era termenul pentru condensator). Există două plăci paralele distanțate una de cealaltă sub forma unui condensator. În cazul unui microfon cu condensator, aceste două plăci paralele sunt:

1. O placă spate solidă staționară.
2. O placă frontală mobilă, cunoscută sub numele de diafragmă!

Capacitoarele sunt concepute pentru a menține o sarcină (Q) atunci când sunt alimentate cu o tensiune. Tensiunea continuă este cel mai adesea furnizată prin alimentarea fantomă (în cazul microfoanelor cu condensator adevărat) sau este menținută permanent în materialul electret din plăci (în cazul microfoanelor cu condensator electret). Încărcătura (Q), într-o construcție ideală, rămâne constantă.

Semnalul audio (tensiunea de curent alternativ) de ieșire a condensatorului se măsoară cu formula V = Q / C

Din moment ce (Q) este constantă, semnalul audio (V) este invers proporțional cu capacitatea (C). Să discutăm așadar despre capacitate.

Capacitatea este capacitatea condensatorului de a stoca o sarcină electrică. Capacitatea capsulelor condensatoare depinde de suprafața plăcilor, de izolatorul dintre plăci (aer) și de distanța dintre plăci. Dintre acești trei factori de influență, distanța dintre plăci este singura variabilă!

Pe măsură ce diafragma condensatorului vibrează, distanța dintre cele două plăci se modifică, rezultând o tensiune alternativă variabilă (semnal audio)!

Material

Placa din spate a unui condensator adevărat este de obicei realizată din aliaje metalice solide, cum ar fi alama. Placa diafragmei este adesea realizată fie din mylar sablat cu aur, fie din folie de aluminiu excepțional de subțire.

Condensatoarele cu electret sunt de obicei realizate din același material, doar că au un strat de electret peste una dintre plăci. „Back electrets” sunt cele mai eficiente și au un strat subțire de material electret pe plăcile lor din spate. Materialele electret pot fi orice material dielectric, inclusiv plastic sau ceară.

O diferențiere obișnuită a microfoanelor cu condensator este în funcție de mărimea diafragmei. Există practic două tabere: condensatoare cu diafragmă mică și condensatoare cu diafragmă mare. Să le discutăm pe amândouă mai detaliat.

Condensatoare cu diafragmă mică

Diafragmele condensatoarelor mici au de obicei un diametru mai mic de 2,5 cm, deși aceasta este doar o generalizare.

Condensatoarele cu diafragmă mică (SDC) sunt de obicei construite într-un design de „microfon creion”, ceea ce înseamnă că sunt microfoane cu adresare de sus. Din acest motiv, de obicei nu veți găsi microfoane bidirecționale sau multidirecționale cu diafragmă mică.

O diafragmă mai mică înseamnă de obicei o masă mai mică. Acest lucru se traduce printr-o acuratețe crescută a răspunsului tranzitoriu și un răspuns extins la frecvențe înalte. Deoarece diafragma este mai mică, capsula poate fi, de asemenea, proiectată mai mică, permițând un răspuns polar mai consistent.

Consecințele diafragmelor mici sunt indici de sensibilitate mai mici și, prin urmare, rapoarte semnal-zgomot mai slabe. Semnalul de ieșire al capsulei de condensator este proporțional cu distanța dintre diafragmă și placa posterioară. Diafragmele mai mici nu se deplasează pe o distanță la fel de mare ca diafragmele mari (pentru a vizualiza acest lucru, îmi place să mă gândesc la trambuline mici și mari). Deoarece sensibilitatea este mai mică, zgomotul propriu al electronicii microfonului este mai pronunțat în SDC decât în LDC cu semnale de același nivel.

Condensatoare cu diafragmă mare

Diafragmele condensatoarelor mai mari au de obicei 1 inch sau mai mult în diametru, deși aceasta este doar o generalizare.

Condensatoarele cu diafragmă mare (LDC) sunt de obicei construite ca microfoane cu adresare laterală. Acest lucru permite proiectarea oricărui model polar în capsula microfonului. Este chiar posibil să se creeze microfoane cu mai multe diagrame prin proiectarea unei capsule cu mai multe diafragme.

Dimensiunea mai mare a diafragmei înseamnă o masă mai mare. LDC-urile au frecvențe de rezonanță joase, creând de obicei o amplificare a basului în gama de frecvențe joase. Dimensiunea mai mare a diafragmei înseamnă, de asemenea, că deplasarea acesteia atunci când este supusă undelor sonore este mai mare decât cea a omologilor SDC. O gamă mai mare de deplasare a diafragmei înseamnă un semnal audio mai puternic, astfel încât LDC-urile sunt mai sensibile decât SDC-urile. O ieșire mai puternică atunci când este supusă aceluiași nivel de presiune sonoră conferă condensatoarelor cu diafragmă mare un raport semnal-zgomot mai bun.

Un dezavantaj al microfoanelor LDC și al microfoanelor cu adresare laterală este că grilele lor mari permit ca lungimile de undă scurte să ricoșeze în interiorul carcasei grilajului. Dacă nu sunt amortizate corespunzător, aceste frecvențe vor crea un răspuns neregulat al frecvenței high-end.

Există și alte dezavantaje ale diafragmelor mari. Dimensiunea și masa LDC-urilor le fac mai puțin receptive la frecvențele high-end. Deplasarea mai mare care crește sensibilitatea împiedică de fapt precizia răspunsului tranzitoriu al diafragmei mari. În cele din urmă, capsulele trebuie să fie mai mari pentru a găzdui diafragme mai mari. LDC-urile au tendința de a avea mai puțină consistență în modelele lor polare de-a lungul răspunsurilor lor de frecvență, în comparație cu SDC-urile.

O altă notă interesantă despre LDC este că unele diafragme sunt terminate la margine, în timp ce altele sunt terminate la centru. Edge-terminated înseamnă că semnalul audio este preluat de la marginea capsulei și astfel diafragma este dintr-o bucată întreagă. Diafragmele cu terminație centrală au electrozii în centrul diafragmei. În teorie, diafragmele cu terminație centrală au mai puține frecvențe de rezonanță, ceea ce înseamnă că răspunsurile lor în frecvență sunt mai puțin neregulate. Deși modelele cu terminație centrală sunt un pic mai complexe.

Să recapitulăm generalitățile dintre condensatoarele cu diafragmă mică (SDC) versus condensatoarele cu diafragmă mare (LDC):

• SDC-urile sunt mai puțin sensibile decât LDC-urile
• SDC-urile au un raport semnal/zgomot mai prost decât LDC-urile
• SDC-urile au răspunsuri mai puternice la frecvențe înalte decât LDC-urile
• SDC-urile au răspunsuri mai slabe la frecvențe joase.frecvențe mai slabe decât LDC-urile
• SDC-urile au răspunsuri tranzitorii mai precise decât LDC-urile
• SDC-urile au modele polare mai consistente decât LDC-urile

Pentru o prezentare detaliată a diferențelor dintre SDC-uri și LDC-uri, consultați articolul meu Large-Diaphragm Vs. Small-Diaphragm Condenser Microphones.

Caracteristicile generale ale unei diafragme de condensator conferă microfoanelor cu condensator următoarele calități:

• Greutatea redusă a diafragmei oferă un răspuns luminos la frecvențele superioare.
• Tensiunea și subtilitatea diafragmei oferă un răspuns precis la tranzitorii.
• Forma generală și principiul transductorului oferă o atenuare blândă și naturală a frecvențelor înalte.

Factorii de performanță ai diafragmei

Să discutăm principalii factori care afectează performanța unei diafragme:

• Masa diafragmei
• Forma și dimensiunea diafragmei
• Tensiunea diafragmei
• Materialul diafragmei
• Materialul diafragmei
• Conductivitatea. a diafragmei

Masa diafragmei

Masa diafragmei joacă un rol important în determinarea frecvenței și a răspunsurilor tranzitorii. Ambele sunt caracteristici critice ale unui microfon.

Toate celelalte fiind egale, cu cât o diafragmă este mai grea, cu atât frecvența sa de rezonanță este mai mică. Frecvențele rezonante oferă o creștere a răspunsului în frecvență al unei diafragme. Diafragmele mai grele suferă, de asemenea, de o lipsă de claritate în frecvențele înalte. Acest lucru se datorează inerției și dificultății pe care o întâmpină undele sonore de înaltă frecvență în depășirea inerției.

Inerția crescută care vine odată cu masele mai mari afectează, de asemenea, răspunsul tranzitoriu al diafragmei. Cu cât diafragma este mai grea, cu atât se va opune mai mult mișcării. Această rezistență împotriva undelor sonore externe înrăutățește acuratețea răspunsului tranzitoriu al microfonului.

Forma și dimensiunea diafragmei

Forma și dimensiunea diafragmei influențează răspunsul în frecvență și sensibilitatea microfonului.

Majoritatea diafragmelor de microfon sunt de formă circulară. Acest lucru este valabil pentru practic toate diafragmele cu bobină mobilă și condensator. Diafragmele de panglică au forma unor benzi lungi de panglică.

În cazul diafragmelor circulare, diametrul se referă la frecvențe de rezonanță specifice. Aceste frecvențe de rezonanță au o lungime de undă egală cu multiplii și fracțiuni din lungimea diametrului. Cel mai simplu este să vizualizăm aceste frecvențe de rezonanță de-a lungul diametrului diafragmei ca și cum am vizualiza undele staționare într-o încăpere. Lungimile de undă care se încadrează în limitele de diametru ale perimetrului diafragmei vor interfera fie constructiv, fie distructiv cu ele însele. Interferența constructivă și distructivă afectează pozitiv și, respectiv, negativ sensibilitatea specifică frecvenței.

Dimensiunea diafragmei circulare ajută, de asemenea, la determinarea sensibilității microfonului. Toate celelalte fiind egale, cu cât diafragma este mai mare, cu atât mai multă distanță poate fi deplasată din poziția de repaus (gândiți-vă la o trambulină mică față de una mare). Cu cât deplasarea diafragmei este mai mare, cu atât mai mult semnal audio va ieși din capsulă!

Forma diafragmei panglicii este cea a unui dreptunghi lung și subțire, mai degrabă decât a unui cerc. Această bandă a diafragmei este, de asemenea, ondulată și se află sub o tensiune mult mai mică decât omologii săi circulari.

Forma non-circulară combinată cu ondularea face ca microfoanele cu panglică să aibă foarte puține frecvențe de rezonanță. Iar acele frecvențe care rezonează, o fac în mod slab. Acest lucru face ca răspunsul în frecvență să fie mai lin!

Tensiunea diafragmei

Tensiunea diafragmei afectează răspunsul în frecvență și sensibilitatea unui microfon.

Cea mai bună analogie pentru a ajuta la explicarea tensiunii microfonului este o tobă. Atunci când se acordează o tobă snare, creșterea tensiunii din capătul tobei (membrana) crește frecvențele fundamentale și de rezonanță ale tobei. Același lucru este valabil și în cazul membranei diafragmei unui microfon (deși nu le lovim pe acestea cu bețe de tobă)!

În rest, creșterea tensiunii crește frecvențele de rezonanță ale unei diafragme. Tensiunea în cazul diafragmelor circulare produce, de obicei, o frecvență de rezonanță în gama de frecvențe joase sau sub-joase. Diafragmele tip panglică sunt de obicei supuse unei tensiuni atât de mici încât frecvența lor fundamentală de rezonanță este sub domeniul audibil al auzului uman!

Tensiunea diafragmei afectează, de asemenea, sensibilitatea unui microfon. Cu cât o diafragmă este trasă mai strâns, cu atât va avea o deplasare mai mică la un anumit nivel de presiune sonoră.

Materialul diafragmei

Materialul diafragmei joacă un rol critic în determinarea răspunsului general al diafragmei la sunet.

Diafragmele trebuie să fie subțiri, mobile și, de cele mai multe ori, conductoare. Materialul utilizat la fabricarea diafragmelor trebuie să aibă o rezistență ridicată la tracțiune și să poată reacționa cu precizie la variația presiunii sonore. Acest lucru reduce numărul de opțiuni viabile pentru materialul diafragmei.

Filmul de poliester (Mylar este un nume de marcă comun) este un material eficient. Deși Mylar nu este conductiv, este suficient de rezistent și flexibil pentru a excela ca material pentru diafragmă. Diafragmele cu bobină mobilă sunt adesea realizate exclusiv din folie de poliester, deoarece nu este necesar ca acestea să fie conductoare. Diafragmele microfoanelor cu condensator sunt adesea realizate din folie de poliester acoperită cu aur pentru a adăuga un element conductiv la acest material.

Foața de aluminiu este un alt material frecvent utilizat în construcția diafragmelor. Aluminiul este atât puternic, cât și conductiv și apare cel mai des în diafragma panglicii.

Conductivitatea diafragmei

Ca o notă suplimentară privind materialul diafragmei, conductivitatea este de o importanță critică pentru funcționalitatea unui microfon. Conductivitatea diafragmei/capsulei este direct proporțională cu eficacitatea microfonului ca transductor.

Aluminiul, aurul și cuprul sunt cele mai comune trei materiale conductoare folosite în diafragmele microfonului.

Diafragmele cu bobină mobilă nu trebuie să fie conductoare. Cu toate acestea, bobina atașată trebuie să fie. Cuprul este materialul utilizat în acest caz.

Diafragmele de bandă sunt de obicei realizate din folie de aluminiu. Ele vor avea cel puțin un strat de aluminiu sau aur dacă nu sunt realizate din folie de aluminiu.

Diafragmele condensatoare sunt de obicei realizate din folie de poliester cu aur sau material electret așezat deasupra din motive de conductivitate.

Întrebări conexe

Microfoanele USB au același tip de diafragme ca și microfoanele XLR? Da. Nu există o „diafragmă specială pentru microfoane USB”. Capsulele și diafragmele microfoanelor USB sunt construite la fel ca cele din microfoanele XLR. Modelele obișnuite de diafragmă/capsulă USB sunt cele de tip bobină mobilă, ribbon și condensator. Diafragma nu are nimic de-a face cu conversia semnalului audio în date digitale.

Un microfon are nevoie de o diafragmă? Toate microfoanele practice au nevoie de diafragme pentru a acționa eficient ca transductoare. Cu toate acestea, există microfoane experimentale concepute fără diafragme. Microfonul cu laser proiectează un laser printr-un jet de fum expus. Un senzor laser detectează variațiile din fum și emite un semnal audio.

.