A mikrofon - 1. rész

A cikksorozat első részében a mikrofonok általános jellemzését, típusait ismerhetitek meg.

A mikrofon nem más, mint egy jelátalakító eszköz, mely a hanghullámokat elektromos impulzusokká alakítja. Úgy is mondhatnánk, hogy a hangszórókkal ellentétes módon működik. Legyen szó bármilyen mikrofonról, egy közös vonása van mindnek - a tényleges munkavégzést a benne található membrán végzi. Ennek milyensége, anyaga igen változó, készülhet papírból, műanyagból vagy alumíniumból egyaránt. Ha a membrán hanghullámokkal érintkezik igen apró rezgéseket végez, s e vibrálásokat alakítja elektromos jellé.

A mikrofonokat két nagyobb csoportra különíthetjük el: technológia szerinti, valamint felhasználási terület szerinti csoportokra. A technológia szerinti csoportosításnál azt vesszük figyelembe, hogy milyen módszerrel történik a jelátalakítás. A leggyakrabban használtak közt szerepel a kondenzátoros, dinamikus, szalagos technológia, mi részletesen az első kettővel foglalkozunk később. A felhasználási területek szerinti csoportosítás abban nyilvánul meg, hogy az adott mikrofon milyen körülmények között kerülhet felhasználásra. Emellett szempont még az eszköz iránykarakterisztikája, frekvencia-érzékenysége illetve impedanciája. E három tulajdonságról is szót ejtünk még.

A mikrofonoknak minimális áramellátásra van szükségük működésük érdekében. Ezt az értéket millivoltban jelzik, és Mic level-ként emlegetik. Azonban ez a jel még gyenge ahhoz, hogy használható legyen a mikrofon, így ezt felerősítik. Az így kapott jelet Line-level névvel illetik, mely rendszerint 0,5-2V között feszültséggel bír. E jel előállítására több módszer létezik. Néhány mikrofonban igen apró, beépített erősítő segítségével emelik a megfelelő szintre. Előfordulhat, hogy a keverők, illetve azok a berendezések, melyekhez a mikrofon csatlakozik, saját maguk végzik el ezt a jelerősítést.

Kondenzátoros mikrofon

Nevében is jelzett az átalakítási metódus - a műveletet egy kondenzátor vagy kondenzátorként funkcionáló elem végzi. Az ilyen mikrofonok működéséhez áramellátás szükséges. A rögzített hang erősebb, teltebb a dinamikus mikrofonok által rögzítettnél, hiszen a kondenzátor igen érzékeny. Ezzel együtt nem ideális zajos, nagy hangerejű környezetben történő rögzítésre, mivel a végeredmény gyakran torzzá válhat.A kondenzátor általában két nagyon vékony és könnyű anyagú membránrétegből tevődik össze. Ha egy hanghullám rezgésbe hozza a membránrétegeket, a köztük lévő távolság ennek függvényében változni kezd. Ez a parányi mozgás elektromágneses jeleket generál, melyet az eszköz a vezetékek irányába terel, s onnan a csatlakoztatott eszközökbe jut.

1.ábra: A kondenzátoros mikrofon elvi felépítése

Dinamikus mikrofon

Igen elterjedt típus, népszerűségét jellemzői miatt vívta ki: nem igényel külön áramellátást és felhasználási lehetőségei nagyon széleskörűek. Nagy hangerejű környezetben, zajban is megállja helyét, lehetővé téve a torzításmentes rögzítést. A dinamikus mikrofonok lelke nem kondenzátor, hanem egy elektromágneses tekercs. A membrán a tekercs külvilág felőli részén helyezkedik el. Ha az eszközt hanghullám éri, a henger alakú tekercs belsejében lévő mágnesmag mikroszkópikus rezgést, mozgást végez, mely a tekercsben elektromágneses jeleket indukál, melyet a mikrofon a vezetékek felé továbbít.

1.ábra: A dinamikus mikrofon elvi felépítése

A mikrofon - 2. rész

A második részben a mikrofonok iránykarakterisztikájáról ejtünk pár szót.

Minden mikrofon rendelkezik egy speciális jellemvonással, amit irányítottságnak vagy iránykarakterisztikának neveznek. Ezzel jelzik azt, hogy egy adott eszköz mely irányokból érkező

hanghullámokra érzékeny, s melyekre nem. A legtöbb mikrofon minden irányból érkező jeleket képes érzékelni, de vannak ettől eltérő típusok is. Általánosságban három fő csoportra bonthatók:

egyirányú (unidirectional): egy irányból érkező jelekre érzékeny, kétirányú (bidirectional): két irányból érkező jelekre érzékeny, többirányú (omnidirectional): minden irányból érkező jelekre érzékeny.

Többirányú (omnidirectional)

Leginkább környezeti zajok, hangok rögzítésére ideális, hiszen a hang bárhonnan érkezik, az mindenkor rögzítésre kerül. Mozgó forrásból származó hangok esetében is megfelelő lehet. Minimális hátránya, hogy a rögzített hang egységgé alakul, fókuszálatlan formában, így a más-más irányból érkező hangokat nem lehet elválasztani egymástól.

Kardiodid v. egyirányú (unidirectional)

A mikrofon érzékelőjének síkbeli metszete szív alakot formál, innen ered az elnevezés is. Az ilyen mikrofonok elsősorban a szemből érkező hanghullámokra érzékenyek, míg a oldalirányokból érkezőkre kevésbé. E típusnak létezik egy második változata, a hiperkardiodid, mely szinte teljesen érzéketlen az oldalról, valamint hátulról érkező hanghullámokra. Főként olyan környezetben ideális, ahol a környezeti zajok kiszűrése elsődleges szempont.

Kétirányú (bidirectional)

Az ilyen mikrofonok érzékelőjének metszete egy nyolcas számjegyre hasonlító alakot mutat. Ebből adódóan két különbözű irányból érkező hangokra érzékeny. Az ilyen mikrofonok leginkább emberi beszéd rögzítésére használhatók.

1. ábra - Többirányú 2. ábra - Kétirányú

3. ábra - Egyirányú (kardiodid) 4. ábra - Egyirányú (hiperkardiodid)

A mikrofon - 3. rész

Sorozatunk utolsó részében a mikrofonok impedanciáját és frekvencia-érzékenységét elemezzük ki.

Impedancia

Mint minden elektronikus eszköz, úgy a mikrofon is rendelkezik e tulajdonsággal, melyet ellenállásként is emlegethetünk. Az ellenállást a fizikában tanultak szerint értelmezzük és ennek megfelelően is jelöljük a görög ábécé nagy omega betűjével vagy Z betűvel.

A mikrofonok impedanciáját sokszor figyelmen kívül hagyják, mivel ez valóban nem kritikus érték az eszközzel kapcsolatban, azonban érdemes vetni rá egy pillantást. Általánosságban véve elmondhatjuk, hogy az alacsony impedancia előnyösebb, mint egy magasabb értékű. A mikrofonok jelentős hányada XLR-csatlakozókkal illeszkedik más eszközökhöz, mivel e csatlakozó rendelkezik a legkisebb ellenállással. Sok esetben azonban átalakítók beiktatására lehet szükség (pl. 1/4" jack-csatlakozó), melyek némileg rontják az impedancia mértékét. Ezek alapján három csoportba sorolhatjuk a mikrofonokat:

alacsony (600 Ohm-nál kisebb), közepes (600-10000 Ohm között), és magas (10000 Ohm felett) impedanciájú.

A nagy ellenállású eszközök drágábbak, és különösen ügyelni kell a kábel hosszúságára. Ez rendszerint 5-10 méter közötti hosszt jelent, ettől eltérő esetben már jelveszteség léphet föl, főként a magasabb frekvencia-tartományokban. Mivel nem csak a mikrofon rendelkezik saját ellenállással, hanem a célberendezés is, így érdemes ezekhez igazítani a használt mikrofont. Ha mikrofonunk alacsony impedanciájú, közel azonos vagy magasabb értéket képviselő berendezéshez csatlakoztassuk. Amennyiben mikrofonunk magasabb ellenállású, jelveszteség, jelgyengeség léphet föl.

Frekvencia-érzékenység

E tulajdonság arról árulkodik, hogy az adott mikrofon milyen frekvenciájú hanghullámok érzékelésére alkalmas. A frekvencia-érzékenységet a mikrofonok technikai tulajdonságlapján szerepeltetik, intervallumokkal kifejezve (pl. 45 Hz-19 kHz). E technikai útmutatók rendszerint tartalmaznak egy érzékenységi görbét is, melyről leolvasható, hogy milyen tartományokban milyen érzékenységgel bír mikrofonunk. A grafikon a frekvencia és decibel függvényében ábrázolja az értékeket. Mikrofonunk akkor a legideálisabb, ha ez a görbe viszonylag "lapos", mivel így nem tapasztalható elnyomás vagy erősödés bizonyos frekvencia-tartományokban. Vannak viszont olyan szituációk, melyeknél előnyös a frekvenciaerősítés vagy elnyomás, hiszen ha pl. dobokat énekmikrofonnal rögzítünk, a mély hangok kevésbé lesznek dominánsak.