Принцип действия
— Динамический. «Обычные», или катушечные,
динамические микрофоны используют систему из диафрагмы (мембраны) и катушки, которая помещена в магнитном поле. От звуковых колебаний мембрана, а с ней и катушка, приходят в движение, и в катушке вырабатывается электрический сигнал. Подобные модели относительно недороги, прочны и надёжны, к тому же неплохо справляются даже с очень громкими и резкими звуками; кроме того, они компактнее и легче другого типа динамических микрофонов — ленточных (см. ниже). Их главным недостатком является слабая эффективность на высоких частотах.
—
Динамический (ленточный). Разновидность описанных выше динамических микрофонов, в которых мембрана соединена не с катушкой, а с тонкой (в несколько микрон) металлической лентой, отсюда и название. Исторически это первый тип микрофонов с динамическим принципом работы, однако вследствие ряда недостатков он постепенно утратил широкую популярность, уступив место катушечным вариантам. Такими недостатками являются прежде всего крупные размеры и большая масса, сложность и дороговизна в производстве, а также очень малое выходное сопротивление, что усложняет работу с усилителями. В то же время для ленточных моделей характерна чрезвычайно высокая точность звукопередачи по всему диапазону частот, что позволяет использовать их в студиях звукозаписи, на высококлассных концертах и т.п. Большинство современных моделей данного типа отно
...сится к профессиональным моделям, в частности, студийным (см. «Назначение»).
— Конденсаторный. Название данного типа обусловлено тем, что микрофон фактически представляет собой конденсатор, в котором роль одной из обкладок играет чувствительная мембрана (обычно выполненная из металлизированного полимера). За счёт вибрации мембраны (под действием звуковых колебаний) изменяется расстояние между обкладками и, соответственно, ёмкость конденсатора — эти колебания ёмкости и обеспечивают электрический сигнал. Конденсаторные микрофоны имеют равномерную звукопередачу по всему диапазону частот, с минимумом искажений, благодаря чему данная технология нашла широкое применение в профессиональной аудиотехнике. Стоит учитывать, что для работы такого устройства необходимо дополнительное питание — т.н. «фантомное» (стандартное напряжение — 48 В). Однако это нельзя назвать однозначным недостатком, т.к. усилители, ресиверы и другая высококлассная техника часто делается с учётом этого требования. А вот из явных недостатков можно назвать высокую цену, чувствительность к ударам и строгие требования к температуре и влажности; последнее делает конденсаторные микрофоны слабо пригодными к применению на открытом воздухе.
— Конденсаторный (ламповый). Специфическая разновидность описанных выше конденсаторных микрофонов. Используют тот же принцип звукоизвлечения (со всеми преимуществами и недостатками), однако усилительный элемент в подобных моделях, в соответствии с названием, построен на электронных лампах. Технически такой усилитель вносит в сигнал больше искажений, чем транзисторный, однако эти искажения придают звучанию характерную окраску, приятную для многих слушателей. Проще говоря, получается тот самый пресловутый «тёплый ламповый звук»; при этом достижение такого эффекта при помощи микрофона обходится дешевле, чем за счёт лампового усилителя, да и по ряду технических причин этот вариант нередко оказывается оптимальным. Практически все ламповые микрофоны имеют студийное назначение (см. выше). Главный их недостаток — высокая цена (в несколько раз больше, чем у «обычных» конденсаторных аналогов). Кроме того, подобные модели имеют свои особенности по питанию; для снабжения энергией в комплекте обычно поставляется специальный адаптер, который также отвечает за управление дополнительными функциями вроде изменения диаграммы направленности.
— Электретный. По конструкции подобные микрофоны схожи с описанными выше конденсаторными, однако их конструкция включает пластину из т.н. электрета — вещества с особыми электрическими свойствами. Это даёт ряд преимуществ: электретные микрофоны могут без особых сложностей использоваться на открытом воздухе, их можно сделать более компактными, да и в производстве такие модели дешевле; при этом качество звукопередачи может быть вполне сравнимо с конденсаторными. Как следствие, данная технология встречается в самых разных моделях — от миниатюрных петличных и простейших компьютерных до студийных (см. «Назначение»). Отметим также, что электретные микрофоны также требуют внешнего питания, однако не всегда это фантомные 48 В — для некоторых разновидностей достаточно небольшого количества энергии, которое может обеспечить компактный аккумулятор или питание по кабелю 3.5 мм mini-Jack.Частотный диапазон
Диапазон звуковых частот, нормально воспринимаемых и обрабатываемых микрофоном.
Чем шире этот диапазон — тем полнее сигнал, тем меньше вероятности, что слишком высокие или низкие частоты будут упущены из-за несовершенства микрофона. Однако в данном случае стоит учитывать некоторые нюансы. Прежде всего: сам по себе обширный диапазон частот ещё не гарантирует высокого качества звука — многое также зависит от типа микрофона (см. выше) и его амплитудно-частотной характеристики, не говоря уже о качестве других компонентов аудиосистемы. Кроме того, большая ширина тоже не всегда реально необходима. Например, для нормальной передачи человеческой речи достаточным считается диапазон 500 Гц – 2 кГц, что намного уже общего диапазона, воспринимаемого человеческим ухом. Этот общий диапазон, в свою очередь, составляет в среднем от 16 Гц до 22 кГц, и к тому же сужается с возрастом. Не стоит забывать и об особенностях аппаратуры, к которой подключён микрофон: навряд ли стоит специально искать модель с обширным диапазоном, если, к примеру, усилитель, к которому её планируется подключать, сильно «обрезает» частоты сверху и/или снизу.
Чувствительность
Чувствительность описывает мощность сигнала на выходе микрофона при обработке им звука определённой громкости. В данном случае под чувствительностью подразумевается соотношение напряжения на выходе к звуковому давлению на мембрану, выраженное в децибелах. Чем больше это число — тем выше чувствительность. Отметим, что как правило, величины в децибелах — отрицательные, поэтому можно сказать так: чем ближе число к нулю — тем чувствительнее микрофон. Например, модель на -38 дБ по данному параметру превосходит модель на -54 дБ.
Стоит учитывать, что сама по себе высокая чувствительность не означает высокого качества звукопередачи — она всего лишь позволяет устройству «слышать» более слабый звук. И наоборот, низкая чувствительность не является однозначным признаком плохого микрофона. Выбор же по данному параметру зависит от особенностей применения: чувствительное устройство пригодится для работы с негромкими звуками и в тех случаях, когда необходимо уловить мельчайшие нюансы происходящего, а «слабый» микрофон будет удобен при высокой громкости звука или при необходимости отфильтровывать посторонние слабые шумы. Встречаются модели с
регулировка чувствительности (а для моделей с выходом на наушники может быть предусмотрена
регулировка громкости наушников).
Звуковое давление
Максимальное звуковое давление, воспринимаемое микрофоном, при котором коэффициент гармонических колебаний не превышает 0,5% — проще говоря, наибольшая громкость звука, при которой не возникает заметных помех.
Чем выше данный показатель — тем лучше микрофон подходит для работы с громким звуком. Здесь стоит учитывать, что децибел — нелинейная величина; иными словами, увеличение громкости с 10 дБ до 20 дБ или с 20 до 40 дБ не означает её повышения в 2 раза. Поэтому при оценке удобнее всего обращаться к сравнительным таблицам уровня шума. Вот некоторые примеры: уровень в 100 дБ приблизительно соответствует мотоциклетному двигателю или шуму в вагоне метро; 110 дБ — вертолёту; 120 дБ — работе отбойного молотка; 130 дБ, сравнимые со звуком реактивного самолёта на разбеге, считаются болевым порогом для человека. При этом многие высококлассные микрофоны способны нормально работать при звуковом давлении в 140 – 150 дБ — а это уровень шума, способный нанести человеку физические повреждения.
Соотношение сигнал/шум
Параметр, описывающий соотношение между уровнем полезного сигнала и уровнем шумов, выдаваемых микрофоном. Отметим, что фактическое соотношение сигнал/шум изменяется в зависимости от звукового давления, воспринимаемого микрофоном. Поэтому в характеристиках принято указывать вариант для стандартной ситуации — при звуковом давлении в 94 дБ. Это позволяет сравнивать между собой разные модели.
В целом же данный показатель довольно наглядно характеризует качество работы той или иной модели, т.к. он учитывает практически все значимые посторонние шумы, возникающие при работе. Чем больше это соотношение — тем более чистым получается звук, тем меньше в нём искажений. Значения в 64 – 66 дБ считаются вполне приличными, а высококлассные микрофоны обеспечивают показатели в 72 дБ и выше.