마이크 작동 방식, 마이크 유형

마이크로폰이라고 하는 특수 전기 음향 장치는 소리 진동을 전류로 변환하는 데 사용됩니다. 이 장치의 이름은 "작다"와 "목소리"로 번역되는 두 그리스어 단어의 조합과 관련이 있습니다.

마이크는 공기 중의 음향 진동을 전기 진동으로 변환하는 장치입니다.

마이크의 작동 원리는 소리 진동(실제로 기압 변동)이 장치의 민감한 멤브레인에 영향을 미치고 이미 멤브레인의 진동이 부품에 연결된 멤브레인이기 때문에 전기 진동을 발생시키는 것입니다. 특정 마이크의 유형에 따라 전류를 생성하는 장치의 장치.

어떤 식으로든 오늘날 마이크는 과학, 기술, 예술 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 마이크는 오디오 장비, 모바일 장치, 음성 통신, 음성 녹음, 의료 진단 및 초음파 연구에 사용됩니다.그것들은 센서 역할을 하며 인간 활동의 많은 다른 영역에서 어떤 형태로든 마이크 없이는 할 수 없습니다.

마이크는 디자인이 다릅니다. 마이크의 종류에 따라 전기 진동을 발생시키는 물리적 현상이 다르기 때문입니다. 주요 원인은 다음과 같습니다. 전기 저항, 전자기 유도, 용량 변경 그리고 압전 효과... 오늘날 장치의 원리에 따라 동적, 콘덴서 및 압전의 세 가지 주요 마이크 유형을 구분할 수 있습니다. 그러나 지금까지 일부 지역에서는 카본 마이크도 사용할 수 있으며 이에 대한 검토를 시작하겠습니다.

탄소 마이크

1856년 프랑스 과학자 뒤 몽셀 흑연 전극의 접촉 면적이 약간만 변해도 전류 흐름에 대한 저항이 상당히 크게 변한다는 그의 연구를 발표했습니다.

20년 후, 미국의 발명가 에밀 베를리너 이 효과를 기반으로 세계 최초의 탄소 마이크를 만들었습니다. 이것은 1877년 3월 4일에 일어났습니다.

베를리너 마이크로폰의 작동은 전도성 접촉 면적의 변화로 인해 회로의 저항을 변경하기 위해 탄소 막대와 접촉하는 특성에 정확히 기반을 두고 있습니다.

이미 1878년 5월에 발명의 개발이 주어졌다. 데이비드 휴즈, 끝이 뾰족한 흑연 막대와 한 쌍의 탄소 컵 사이에 고정된 멤브레인을 설치했습니다.

멤브레인이 소리의 작용으로 진동하면 막대와 컵의 접촉 면적도 변하고 막대가 연결된 전기 회로의 저항도 변합니다. 결과적으로 소리의 진동 후에 회로의 전류가 변경되었습니다.

토마스 알바 에디슨 더 나아가 막대를 석탄 가루로 교체했습니다. 탄소 마이크의 가장 유명한 디자인의 저자는 앤서니 화이트 (1890). 구형 아날로그 전화기의 헤드셋에서 여전히 찾을 수 있는 것은 바로 이러한 마이크입니다.

탄소 마이크는 다음과 같이 설계되고 작동합니다. 밀봉된 캡슐에 들어 있는 탄소 분말(과립)은 두 개의 금속판 사이에 있습니다. 캡슐 한쪽에 있는 플레이트 중 하나가 멤브레인에 연결됩니다.

소리가 막에 작용하면 진동하여 탄소 먼지에 진동을 전달합니다. 먼지 입자가 진동하여 수시로 서로 접촉하는 영역을 변경합니다. 따라서 마이크의 전기 저항도 변동하여 마이크가 연결된 회로의 전류를 변경합니다.

첫 번째 마이크는 직렬로 연결되었습니다. 갈바닉 배터리로 전압 소스로.

이러한 마이크를 변압기의 1차 권선에 연결하면 멤브레인에 작용하는 소리와 함께 시간에 따라 변동하는 소리를 2차 권선에서 제거할 수 있습니다. 전압… 카본 마이크는 감도가 높기 때문에 경우에 따라 앰프 없이도 사용할 수 있습니다. 카본 마이크에는 상당한 단점이 있지만 — 상당한 비선형 왜곡 및 노이즈의 존재.

콘덴서 마이크

콘덴서 마이크로폰(소리의 영향으로 전기 용량이 변하는 원리에 기초함)은 미국 엔지니어에 의해 발명되었습니다. 에드워드 웬테 1916년플레이트 사이의 거리 변화에 따라 커패시턴스를 변경하는 커패시터의 능력은 이미 잘 알려져 있었고 그 당시에 연구되었습니다.

따라서 여기에서 콘덴서 플레이트 중 하나는 소리에 민감한 얇은 가동 막 역할을 합니다. 멤브레인은 전통적으로 가장 얇은 금 또는 니켈 층이 있는 얇은 플라스틱이 생산에 사용되기 때문에 얇기 때문에 가볍고 민감한 것으로 밝혀졌습니다. 따라서, 제2 커패시터 플레이트는 고정 고정되어야 한다.

교대로 음압이 얇은 판에 작용하면 얇은 판이 진동하거나 두 번째 축전기판 쪽으로 이동한 다음 멀어지게 됩니다. 이 경우 이러한 유형의 가변 커패시터의 전기 용량은 다양하고 변경됩니다. 결과적으로, 이 커패시터가 포함된 전기 회로에서, 전기 막에 떨어지는 음파의 모양을 반복하는 진동.

플레이트 사이의 작동 전기장은 외부 전압 소스(예: 배터리)에 의해 생성되거나 초기에 플레이트 중 하나에 대한 코팅으로 극성 물질을 적용하여 생성됩니다(일렉트릿 마이크는 일종의 콘덴서 마이크입니다).

소리의 커패시턴스 변화가 매우 작고 멤브레인이 거의 감지 할 수 없을 정도로 진동하기 때문에 신호가 매우 약하기 때문에 여기에서 프리 앰프를 사용해야합니다. 프리앰프 회로가 오디오 신호의 진폭을 증가시키면 이미 증폭된 신호가 라우팅됩니다. 증폭기에… 따라서 콘덴서 마이크의 첫 번째 장점은 — 매우 높은 주파수에서도 매우 민감합니다..

다이나믹 마이크

다이나믹 마이크의 탄생은 독일 과학자들의 공로 게르빈 에를라흐 그리고 월터 쇼트키… 1924년 그들은 새로운 유형의 마이크인 다이내믹 마이크를 출시했습니다. 이 마이크는 선형성 및 주파수 응답 측면에서 탄소 이전 모델을 훨씬 능가하고 원래의 전기적 매개변수에서 콘덴서 상대를 능가했습니다. 그들은 자기장에 매우 얇은(약 2미크론 두께) 알루미늄 호일의 주름진 리본을 배치했습니다.

1931년 미국 발명가들이 모델을 개선했습니다. 퇴레스 그리고 벤테… 그들은 다이나믹 마이크를 제공했습니다 인덕터로… 이 솔루션은 여전히 ​​녹음 스튜디오에 가장 적합한 솔루션으로 간주됩니다.

다이나믹 마이크는 전자기 유도 현상… 멤브레인은 영구 자기장에서 가벼운 플라스틱 튜브를 감싸는 얇은 구리선에 부착됩니다.

소리 진동이 멤브레인에 작용하고 멤브레인이 진동하여 음파의 모양을 반복하면서 그 움직임을 와이어로 전달하면 와이어가 자기장에서 움직이고 (전자기 유도 법칙에 따라) 전류가 유도됩니다. 와이어에서 소리의 모양을 반복하여 멤브레인에 떨어집니다.

플라스틱 지지대가 있는 와이어는 매우 가벼운 구조이기 때문에 매우 이동성이 뛰어나고 매우 민감하며 전자기 유도에 의해 유도되는 교류 전압이 중요합니다.

전기역학 마이크는 코일 마이크(자석의 환형 간격에 다이어프램 장착), 리본 마이크(주름진 알루미늄 호일을 코일 소재로 사용), 아이소다이나믹 등으로 세분됩니다.

고전적인 다이나믹 마이크는 신뢰할 수 있고 가청 주파수 범위에서 광범위한 진폭 감도를 가지며 제조 비용이 저렴합니다. 그러나 고주파에서 충분히 민감하지 않고 음압의 급격한 변화에 잘 반응하지 않습니다. 이것이 두 가지 주요 단점입니다.

다이내믹 리본 마이크는 폴 피스가 있는 영구 자석에 의해 자기장이 생성되고 그 사이에 구리선을 대체하는 얇은 알루미늄 스트립이 있다는 점에서 다릅니다.

테이프는 전기 전도성이 높지만 유도 전압이 작아 회로에 추가해야 함 승압 변압기… 이러한 회로에서는 변압기의 2차 권선에 의해 유용한 가청 신호가 제거됩니다.

리본 다이내믹 마이크는 기존의 다이내믹 마이크와 달리 매우 균일한 주파수 범위를 나타냅니다.

영구 자석 재료로서 마이크는 잔류 유도가 높은 경자성 합금(예: NdFeB)을 사용합니다. 본체와 링은 연자성 합금(예: 전기강 또는 퍼멀로이드)으로 만들어집니다.

압전 마이크

오디오 기술의 새로운 단어는 1925년 러시아 과학자 Rzhevkin과 Yakovlev에 의해 사용되었습니다. 그들은 소리를 전류 진동으로 변환하는 근본적으로 새로운 접근 방식인 압전 마이크를 제안했습니다. 음압의 작용은 다음에 노출됩니다. 압전 크리스탈.

소리는 막대에 연결된 막에 작용하고 막대는 압전기에 부착됩니다. 막대의 진동에 의해 피에조 크리스탈이 변형되고 단자에 전압이 나타나 입사음의 모양을 반복합니다. 이 전압은 유용한 신호로 사용됩니다.