24 Конструкция типового конденсаторного микрофона и его устройство.
Д ля электроакустических трактов высокого качества наибольшее распространение в настоящее время получил конденсаторный микрофон. Принципиально он работает следующим образом. Жестко натянутая мембрана 1 под воздействием звукового давления может колебаться относительно неподвижного электрода 2, являясь вместе с ним обкладками электрического конденсатора. Этот конденсатор включается в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока Е и активным нагрузочным сопротивлением R. При колебаниях мембраны емкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, в связи с чем в электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает падение напряжения, являющееся выходным сигналом микрофона. Выходное напряжение микрофона:
где — зазор между диафрагмой и неподвижным электродом; — внутреннее емкостное электрическое сопротивление микрофона.
Нагрузочное сопротивление должно быть большим, чтобы падение напряжения на нем не уменьшалось сильно на низких частотах, где емкостное сопротивление конденсатора очень велико и эксплуатация такого микрофона была бы невозможна из-за сравнительно небольшого сопротивления микрофонных линий и нагрузки. По этой причине почти у всех современных конденсаторных микрофонов предусмотрены конструктивно связанные с самим микрофоном усилители, имеющие малый коэффициент усиления (порядка единицы), высокое входное и низкое выходное сопротивления.
Конденсаторные микрофоны имеют самые высокие качественные показатели: широкий частотный диапазон, малую неравномерность частотной характеристики, низкие нелинейные и переходные искажения, высокую чувствительность и низкий уровень шумов.
Лучшими из них по своим качественным показателям являются конденсаторные микрофоны (рис. 5.2). Тонкая натянутая металлическая мембрана является одной из обкладок конденсатора, неподвижный массивный электрод — второй обкладкой. Они включены в цепь источника постоянного тока с нагрузочным сопротивлением R. Конденсаторный микрофон реагирует на звуковое давление. Когда звуковое давление положительно, под его действием мембрана прогибается и емкость конденсатора возрастает. В противоположной фазе мембрана становится выпуклой и емкость уменьшается. В результате изменения реактивного сопротивления в цепи напряжение на выходе изменяется пропорционально смещению мембраны.
Рисунок 5.2 Внешний вид (а) и конструкция (б) конденсаторного микрофона.
1 — пружина; 2 — капилляр для выравнивания статического давления; 3 — регулятор капилляра; 4 — мембрана; 5 — защитная сетка; 6 — задний перфорированный электрод; 7 — изолятор; 8 — выходной контакт.
1 — металлическая мембрана;
2 — неподвижный массивный электрод,
3 — металлический корпус;
5 — отверстия для выравнивания статического давления
Рисунок 5.3 Устройство конденсаторного микрофона
Электрод перфорируется для исключения влияния воздушного слоя. Предусмотрены элементы, выравнивающие статическое давление, и меры по снижению температурной зависимости.
Выражение для чувствительности имеет вид
где С0 — емкость мембрана — неподвижный электрод; с1 — результирующая гибкость; ω — круговая частота; R — сопротивление нагрузки; Uо— поляризующее напряжение.
Для повышения чувствительности микрофона в неподвижном электроде делают углубления в виде канавок (или сквозных отверстий).
Сильное натяжение мембраны, подбор воздушного зазора и канавок, а также другие конструктивные мероприятия позволили получить постоянную чувствительность в широком диапазоне частот.
Для конденсаторных микрофонов характерны также малый уровень шума и незначительная зависимость чувствительности от температуры. Они являются точными измерительными приборами, поэтому с ними надо бережно обращаться. Наиболее уязвимой частью микрофона является мембрана, изготовленная электролитическим методом, толщиной порядка 3—4 мкм (микрофон МК-6) и 2—6 мкм (микрофоны «Брюль и Кьер»).
Для экспресс-контроля чувствительности микрофонов применяют вспомогательные устройства — электростатический возбудитель, пистонфон-калибратор, шариковый и тональный калибратор и др.
Жидкий микрофон, или «в этом доме тебя слушают даже стены»
За долгие годы жизни, окружённые привычными вещами, мы даже не задумываемся об этом и принимаем как данность, что они должны выглядеть именно так, как выглядят для выполнения своей функции.
Однако зададимся вопросом, а могут ли привычные для нас предметы быть выполнены в несколько ином, так скажем «форм-факторе» и при этом их функция будет сохраняться?
В фильме 2008 года «На крючке» был такой интересный момент, когда компьютерная система, слишком рьяно выполняющая «защиту интересов государства» выступила против всех людей, которые могут ей помешать в этом. И в одном из моментов этого фильма, люди, когда начали подозревать, что за ними осуществляется слежка, перешли в закрытую звукозащищённую комнату. Однако, система и там умудрилась их подслушать, используя колебания водной поверхности:
С момента выхода фильма прошло более 10 лет, и в наше время, думается, мало кто будет сомневаться, что при наличии соответствующей оптики, компьютерный анализ участка изображения является сколь-нибудь существенной проблемой…
Тем не менее здесь происходит анализ изображения и это всё-таки, условно, довольно «высокие» технологии.
Но возможен ли жидкостный микрофон в чистом виде, то есть в виде некоего устройства, преобразующего звуковые колебания в модулированный (изменяющийся в соответствии со звуковыми волнами) электрический ток?
Жидкий микрофон
Как ни странно, подобный аппарат, именно в описанной реализации успешно существует и может быть легко собран любым желающим!
Также будет любопытным узнать, что одно из подобных устройств лежит в основе всех работ по микрофонной технике, и было разработано американским изобретателем Элишей Греем в 1800 годах. А если точнее, то 14 февраля 1876 года был подан патент на изобретение, содержащий описание жидкостного микрофона.
В этот же день был подан аналогичный патент, на преобразователь звука подобного же типа, от имени Александра Белла.
Оба патента были очень похожи друг на друга, что привело к большой вражде между изобретателями и этот патент считается самым дорогим в истории из-за серии последовавших за этим судов.
Тем не менее некоторые считают, что Белл своровал изобретение Грея. Но оставим это на совести самих изобретателей. Скажем только, что в дальнейшем Белл сосредоточился на работах по улучшению электромагнитного телефона и для коммерческих или иных массовых применений жидкостный преобразователь им не использовался.
Так что же представлял собой подобный преобразователь?
В истории сохранился рисунок самого Элиши Грея, где он изобразил систему следующим образом:
Как можно видеть, человек говорит в ёмкость, с дном которой соединён длинный проводник. Звуковые колебания вызывают колебания ёмкости, которые передаются проводнику, погружённому в воду. На дне ёмкости находятся второй проводник. Через всю систему в состоянии покоя и во время разговора постоянно протекает ток (ну да, подобный микрофон «шумит» из-за электролиза контактов, а что делать? На дворе 1800-е годы… 🙂 )
Как функционирует система: звуковые колебания приводят к физическому изменению местоположения проводника (проще говоря, он колеблется вверх-вниз), что, в свою очередь, вызывает резкие скачки сопротивления, и, соответственно, изменение силы протекающего электрического тока.
Как заявлял один из современников Александра Белла, после построения подобной системы и испытания её на практике, Белл с удовлетворением отметил, что система позволяет передавать вполне «членораздельную речь» (дословно, со слов Белла).
Какие микрофоны вообще бывают
В массовом сознании, особенно среди людей, которые никогда особо не интересовались этой темой, укоренилось понимание (особенно, наблюдая за звукоизлучающими динамиками), что «ну, микрофон, это, наверное, тоже что-то такое, колеблющееся в магнитном поле и вызывающее электрический ток».
Однако, как мы могли видеть выше, в качестве микрофона вполне может выступать даже иная система, в которой происходит не генерация электрического тока, а преобразование постоянно протекающего тока.
▍ Динамический микрофон
Тем не менее они тоже будут правы, так как подобного типа микрофон существует и называется «динамическим микрофоном». Его работа как раз и основана на явлении индукции, то есть перемещении проводника в магнитном поле, вызывающем электрический ток. То есть, мембрана подобного микрофона соединена с катушкой, которая колеблется в магнитном поле, источником которого являются сильные магниты, например, неодимовые.
Неоспоримым плюсом подобного типа микрофона является устойчивость к механическим повреждениям, а также к погодным условиям, однако чувствительность его оставляет желать лучшего.
▍ Конденсаторный микрофон
Гораздо более чувствительным микрофоном является конденсаторный, который может изменять свою ёмкость в зависимости от звуковых колебаний.
Обычно конденсатор представляет собой две обкладки, являющийся проводниками, между которыми проложен диэлектрик.
Микрофон с использованием эффекта конденсатора также не отличается от этого принципа и содержит две обкладки, одна из которых обычно изготавливается из эластичного материала, например, пластика, покрытого золотом, вторая обкладка которого укреплена неподвижно:
При воздействии звука на подвижную обкладку она начинает приближаться и удаляться от второй обкладки, что вызывает изменение ёмкости конденсатора. Если в этот момент конденсатор был заряжен, то изменение ёмкости приводит к изменению напряжения, и электрический ток изменяется, повторяя форму звуковой волны. Одной из подразновидностей конденсаторного микрофона является электретный микрофон.
Плюсом подобных микрофонов является высокая чувствительность, которая позволяет их использовать даже для регистрации очень тихих звуков. Минусом их является высокая стоимость и чувствительность к погодным условиям и ударам, поэтому подобные микрофоны часто используют в студиях звукозаписи и на радиостанциях (не вынося на природу).
▍ Пьезоэлектрический микрофон
Ещё одним любопытным типом микрофона является пьезоэлектрический, в котором используется одноимённый эффект, заключающийся в генерации пьезокристаллом электрического тока, пропорционально приложенной к нему силе:
Однако подобного типа микрофоны являются устаревшими, так как они очень чувствительны к условиям эксплуатации из-за хрупкого кристалла (раньше в подобного типа микрофонах в качестве пьезокристалла использовались кристаллы сегнетовой соли). Тем не менее они тоже находили своё место в дешёвой аппаратуре, а также в более качественном исполнении (когда сама пластина кристалла является мембраной, что позволяет избежать потерь качества звука при передаче колебаний) — регистрирующими шумы, в устройствах под названием «шумомеры».
▍ Угольный микрофон
Если мы ещё раз вернёмся к жидкому микрофону, который мы рассмотрели в самом начале, то, как мы уже и говорили, он по своей сути является модулирующим электрический ток (то есть изменяющим его, согласно звуковым колебаниям, причём сам он не генерирует ток). У него существует интересный аналог, который также модулирует ток, протекающий сквозь него: угольный микрофон.
Первые разработки угольного микрофона также относятся к 1800-м годам и появились на свет благодаря работам американского изобретателя Дэвида Юза:
Его микрофон представлял собой заточенный угольный стержень, соединённый с колеблющейся в такт звуку мембраной. Концы угольного стержня упирались в 2 угольные чашечки. Благодаря звуковым колебаниям — изменялась площадь контакта между стержнями и чашечками. Это, соответственно, влияло на сопротивление микрофона и ток в цепи.
Более современная версия подобного микрофона представляет собой две металлические пластины, между которыми насыпан угольный порошок, и вся эта конструкция заключена ещё в железный корпус. Колебания одной из пластин в такт звуку, — приводят к перегруппировке угольного порошка внутри, за счёт чего изменяется площадь контакта между пластинами и, соответственно, меняется сопротивление всей системы.
Благодаря тому, что угольный микрофон, по сути, также модулирует протекающий ток, он раньше был ценен тем, что практически не требует дополнительных усилителей (что позволяло избавиться от необходимости использования дорогостоящих радиодеталей) и использовать его, подключив напрямую к высокоомному наушнику или микрофону.
Однако среди его минусов можно перечислить такие, как: высокий уровень шумов в работе, нечувствительность к слишком высоким и слишком низким частотам (узкая полоса пропускания).
Кстати говоря, в одном из старых журналов Юный Техник, была показана конструкция, как сделать самодельный угольный микрофон. Для этого был необходим всего лишь спичечный коробок, в одну из стенок которого были закручены два шурупа, на которые был положен графитовый стержень (можно слегка прихватить его любой проволокой, но только неплотно, чтобы он мог колебаться; такая прихватка нужна только для того, чтобы он не свалился с шурупов и не лёг параллельно им):
Там описывалось, что звуковые колебания приводят к колебаниям графитового стержня в такт звуку, что позволяет, в свою очередь, слушать звук удалённо, на колонках, подключённых к проводам, идущим от шурупов (через шурупы постоянно должен течь ток).
После всего того, что мы изучили, нетрудно увидеть, что подобная самоделка представляет собой простейший угольный микрофон, подобный тому, который был разработан Дэвидом Юзом (никакой фантастики, а так хотелось. ).
▍ Оптический микрофон
Много раз в фильмах мы видели, как шпионы осуществляют прослушку некоего помещения, находясь далеко от него. В качестве способа осуществления прослушки использовался, как правило, лазерный луч невидимого глазом диапазона, например, инфракрасный.
В открытом виде, для изучения, подобных разработок автору не удалось найти, хотя подобная конструкция не является чем-то запредельным и может быть собрана буквально «на коленке». Тем не менее возможно, подобная ситуация связана с тем, что функционирующая система, выложенная в открытый доступ, с использованием невидимого луча — во многих странах будет подпадать уже под определение «технологий спецназначения», с соответствующими санкциями в адрес разработчика.
Тем не менее среди доступных для изучения удалось найти достаточно интересный эксперимент, который автор проводит в два этапа:
- на первом этапе он модулирует электрический ток в такт музыке, источником которой является смартфон. Электрический ток, в свою очередь, питает лазерную указку, наведённую на солнечную батарею, подключённую к звуковой колонке. В результате этой части эксперимента музыка передаётся по лазерному лучу и звучит из колонки,
- на втором этапе, автор эксперимента наводит лазерный луч снаружи помещения на стекло, таким образом, чтобы лазерный луч попадал на солнечную батарею, находящуюся внутри помещения. Колебания оконного стекла приводят к соответствующей модуляции лазерного излучения, падающего на солнечную батарею, что, в свою очередь, приводит к выработке модулированного электрического тока и регистрации звуковых колебаний (звук пишется на смартфон).
Omnia est tortor ligula (от лат. «всё есть микрофон»)
Как мы могли видеть выше, люди в разное время, достаточно творчески подходили к вопросу звуковых колебаний. Если попытаться перечислить все способы регистрации звука, то можно, наверное, их перечислить следующим образом:
- непосредственная регистрация (выцарапывание на восковом барабане и прочее — это мы не рассматриваем, так как уж слишком «аналоговые технологии»),
- генерация электрического тока,
- модуляция электрического тока,
- модуляция изображения и его анализ (или даже без анализа, если используется фотоэлемент с оптикой, наведённый в ту же точку, куда и лазер).
В видео ниже автор провёл очень интересный опыт, где проанализировал множество различных лампочек и нашёл одну, микролампу накаливания советского типа, которая регистрирует звуковые колебания — т.е. работает как микрофон!
Как заявил один из зрителей в комментариях после просмотра этого видео, он понял, почему на занятиях по информационной безопасности им рассказывали, почему на «режимных» предприятиях используют только лампы дневного света.
Точная причина подобного явления на данный момент неясна (читатели этой статьи тоже могут попробовать выдвинуть свою теорию, будет интересно с ней ознакомиться), однако была выдвинута версия, что подобный эффект возникает из-за того, что контур имеет собственный анодный заряд из-за разницы потенциала металлов: электроды (Cu), нить накаливания (Cr+Wa), цоколь (Zn), контакт (Pb). При воздействии на систему механических колебаний, — она начинает работать как усилитель, модулирующий электрический ток.
Но и это ещё не всё, в следующем видео, тем же автором был протестирован ряд разных радиоэлементов, которые также проявили свои микрофонные свойства (среди них даже трансформатор!):
Таким образом, как можно видеть по тестам выше, изменение физических параметров в результате воздействия приводит к модуляции электрического тока, которые могут быть зарегистрированы (копилка фобий: +1).
Подытоживая этот рассказ, хочется сказать, что существует большое количество способов фиксации звука. Но на настоящее время — всё-таки видится одним из наиболее перспективных способов регистрации звуковых колебаний, способ с использованием анализа изображения (кроме того, это просто даже интересно). Например, оптика хорошего качества, с возможностью приближения — наведена на оконное стекло, таким образом, чтобы на оконном стекле были видны малейшие пылинки, царапины и т. д.
Как показал эксперимент с лазерным лучом, звуковые колебания, возникающие в воздушной среде внутри помещения, так или иначе, передаются стеклу и вызывают его колебания, соответственно, будет в такт звуку «дрожать» картинка, которую показывает оптика. Применяя соответствующий компьютерный анализ изображения или даже без него (теоретически, можно даже попробовать использовать датчик компьютерной мыши + самописное ПО) — чтобы считать эти колебания и перевести в звук.
Либо же (в теории) можно проделать то же самое, используя камеру (подойдёт практически любая: вебка, смартфон и т.д.) со снятым инфракрасным фильтром, с надетой на неё соответствующей оптикой (тоже пропускающей инфракрасное излучение; в теории можно попробовать взять от CO2-лазера, хотя не факт, что именно такая поможет, скорее всего — потребуется спец.оптика по заказу) и используя инфракрасный лазер.
Также заинтересовавшиеся могут попробовать провести свои собственные эксперименты с жидким микрофоном, наверняка это будет весьма занятно, а также интересно всем (узнать о результатах опытов). По крайней мере, простота жидкого микрофона и успешная его работа у основоположников, позволяет в должной мере надеяться на успешный исход собственных опытов. Или же, может быть, вы изобретёте свой способ регистрации звука?
Скажем самописное ПО, анализирующее параметры клиентского компьютера и находящее закономерности, те, что изменяются во времени, похожие на звуковые волны: скажем, катушки индуктивности, трансформаторы, конденсаторы и т.д. — оказывающие воздействие (даже мизерное) на соответствующую подсистему компьютера, параметры которой меняются в соответствии со звуковой волной и могут быть найдены путём анализа. Весь компьютер — один сплошной микрофон. Даже без микрофона… 😉
Как устроен конденсаторный микрофон
Микрофон любого типа – это преобразователь акустических колебаний в воздушной среде в электрические колебания.
В состав микрофона входят: чувствительный элемент, согласующий элемент, электрические соединители, усилители и блоки питания, если они являются неотъемлемыми частями микрофона и указаны в технической документации на микрофон.
Принцип действия
Основу конденсаторного или емкостного микрофона составляет капсюль, который видно сквозь металлическую защитную сетку. Внутри капсюля содержится неподвижная пластина и подвижная мембрана, которые под действием электрического заряда образуют емкость. При вибрации мембраны от воздействия воздушных колебаний, изменяется расстояние с пластиной и, соответственно, емкость, что и приводит к появлению сигнала. Для усиления этого сигнала встраивается усилитель – транзисторный или ламповый.
Преимущества
Так как мембрану возможно сделать сверхтонкой, она будет иметь исключительно легкий вес, минимальную инертность и воспринимать любые частоты в очень широком по сравнению с другими микрофонами диапазоне.
Неоспоримыми преимуществами являются:
- высокая частотная характеристика;
- сверхбыстрая реакция на процессы и высокая чувствительность;
- способность воспринимать звук с разных сторон;
- качество и легкость.
Преимущественно межповерочный интервал для средств измерений данной группы составляет один год. Это обусловлено высокой чувствительностью к перепадам температур и влажности, а также механическими воздействиями в процессе эксплуатации. Поверка конденсаторного микрофона осуществляется на специализированном оборудовании.
Ввиду высококачественного захвата звука и исключительных характеристик, используются конденсаторные микрофоны используются в звукозаписывающих студиях с идеальной акустикой, на телевидении и в радиостудиях, где необходимы звукозаписи самого высокого качества и возможно применить весь потенциал возможностей.
Конденсаторные микрофоны — начало работы
Использование конденсаторных микрофонов в домашней студии. Вещи, которые необходимо знать
Сегодня на рынке мы видим сотни моделей конденсаторных микрофонов. Благодаря этому все больше и больше музыкантов получают доступ к высококачественным средствам звукозаписи. Это отлично, но такое обилие предложений на рынке порой вводит новичков в замешательство. В этой статье мы расскажем о нескольких важных моментах, которые необходимо знать, чтобы сделать правильный выбор и как можно более эффективно потратить свои средства.
До появления на рынке дешевых конденсаторных микрофонов китайского и восточно-европейского производства только очень немногие домашние музыкальные студии имели доступ к чему-либо кроме динамических или очень дешевых электретных микрофонов просто по той причине, что «приличные» конденсаторные микрофоны были «неприлично» дорогими. Теперь же это может позволить себе практически каждый желающий.
Дело в том, что не смотря на то, что профессионалы звукозаписи получили информацию о том, как правильно ухаживать за конденсаторными микрофонами и как их более эффективно использовать, но часто это очень общие рекомендации. Данная короткая статья берет на себя смелость заполнить некоторые из этих информационных пробелов и помочь новым покупателям получить больше от своих инвестиций.
Как работает конденсаторный микрофон?
Сердцем подавляющего большинства конденсаторных микрофонов является очень тонкая, тоньше человеческого волоса, пластиковая металлизированная мембрана (диафрагма) Для металлизации используется напыление золота. Под конденсаторными микрофонами я подразумеваю как «истинные» микрофоны с поляризацией постоянным напряжением, так и модели, использующие для поляризации электрет. Диафрагма закреплена перед задней пластиной из металла, таким образом мембрана и металлическая пластина образуют обычный конденсатор, то есть устройство, позволяющее накапливать и сохранять электрический заряд.
Количество заряда, которое может накопить конденсатор, прямо пропорционально расстоянию между двумя его пластинами. Таким образом, работа большинства конденсаторных микрофонов основывается на тех незначительные изменениях в накопленном заряде, которые возникают, когда диафрагма перемещается относительно задней пластины в ответ на проходящие звуковые волны. Накопленный заряд может генерироваться несколькими различными способами: либо с использованием относительно высокого напряжения поляризации постоянным напряжением, кторое часто получают, преобразуя определенным образом напряжение фантомного питания, или используя так называемый электрет — специальную полимерную пленку, обладающую способность длительное время сохранять электрический заряд. Пленка закрепляется на задней панели микрофона (конструкция «задний электрет»).
В обоих случаях жизненно необходимо обеспечить условия, чтобы предотвратить «утечку» накопленного заряда, поэтому входной каскад усилителя микрофона должен иметь очень высокое входной сопротивление (импеданс). Таким образом все конденсаторные микрофоны в своей конструкции меют специальный входной каскад усиления, расположенный в непосредственной близости к капсюлю. Такой усилитель может быть собран на полупроводниковых элементах, либо на электронных лампах. Основная задача этого каскада — обеспечить очень высокое сопротивление со стороны подключения микрофонного капсюля и достаточно низкое выходное сопротивление для подключения соединительного кабеля.
Независимо от того, как генерируется заряд, оба типа конденсаторных микрофонов, очевидно, требуют источника питания для внутреннего усилителя. Обычно питание осуществляется от источника от фантомного питания, но некоторые микрофоны могут работать от внутренней батареи, а некоторые микрофоны питаются от отдельного сетевого блока питания.
Слева, на рис.1 вы видите внутреннюю конструкцию обычного бюджетного конденсаторного микрофона с большой диафрагмой и с «истинным» конденсаторным капсюлем «Groove Tubes MD1b». В верхней части находится капсюль с позолоченной пластиковой диафрагмой. Под капсюлем расположен резиновое амортизирующее крепление для защиты капсюля от шума и вибраций. В средней части находится печатная плата с согласующим входным усилителем, а выходной балансирующий трансформатор и гнездовые соединения находятся внутри металлического модуля внизу.
О фантомном питании
Подавляющее большинство конденсаторных микрофонов требуют для своей работы внешний источник питания. Чаще всего напряжение питания берется от источника фантомного питаня 48 вольт при очень низком потребляемом токе. Некоторые микрофоны могут работать с напряжением фантомного питания в диапазоне от 9 до 52 вольт. Фантомное питание полностью безопасно и обеспечивается всеми более-менее серьезными микшерными пультами, микрофонными предусилителями и компьютерными звуковыми интерфейсами. А также некоторыми портативными аудиорекордерами.
Нужно сказать, что Фантомное Питание — это не то же самое, что напряжение питания, подаваемое на 3.5 мм разъемы типа «миниджек» портативных рекордеров, звуковых карт или видеокамер. Напряжение такого источника питания намного ниже по сравнению с истинным фантомным питанием и подходит разве что для разых видов дешевых электретных микрофонов, к которым относятся многие накамерные, компьютерные и петличные микрофоны.
Причина того, что фантомное питание называется так, как оно называется, заключается в том, что питающее напряжение постоянного тока передается по тому же симметричному кабелю, по которому передается выходной аудиосигнал микрофона, это означает, что он как бы «невидим», вроде призрака или «фантома». Фактически положительное напряжение 48 вольт приложено к обоим сигнальным проводам, а отрицательный провод питания подключен к экрану кабеля.
В результате фантомное питание работает только в случае использования правильно распаянного симметричного микрофонного кабеля. Например, вы не можете использовать фантомное питание с переходником XLR — миниджек для питания конденсаторного микрофона, при желании подключить его к одному из входов мобильного рекордера, рассчитанного на электретные микрофоны.
Немало случаев, когда покупатели возвращают в магазины купленные ранее конденсаторные микрофоны, мотивируя возврат тем, что микрофон не работает, тогда как проблема в том, что они неправильно подключили питание микрофона. Некоторое пользователи ошибочно полагают, что без фантомного питания микрофон будет просто работать хуже или тише, на самом деле без фантомного питания вы не получите вообще никакого сигнала от такого микрофона. Для конденсаторных микрофонов фантомное питание не является дополнительным, оно просто жизненно необходимо.
Подключение конденсаторного микрофона
Как для микрофона так и для предусилителя будет лучше, если вы соедините их друг с другом до момента включения фантомного питания. Также желательно откоючить фантом перед разъединением кабелей. Что еще более важно — необходимо следить за тем, чтобы канальные фэйдеры или контрольные регуляторы громкости были выведены в ноль при включении или выключении фантомного питания, так как громкие удары и щелчки, которые часто возникают в момент включения фантома, могут повредить ваши громкоговорители или даже ваши уши.
Большинство профессионалов всегда будут включать и выключать микрофоны «на горячую», в то время как фантомное питание уже включено. С качественным, правильно сделанными кабелями и хорошими разъемами я никогда не сталкивался с проблемами по этому поводу. Тем не менее, есть мнение, что такие действия могут повредить электронные компоненты внутри микрофона и предусилителя или привести к увеличению уровня шума. Таким образом, самая безопасная практика такова: сначала установите фэйдеры в ноль (или включите режим MUTE, а потом уже включайте фантомное питание.
Прежде чем закончить с темой фантомного питания, стоит упомянуть еще одну вещь. Некоторое оборудование, особенно портативные устройства, обеспечивают фантомное напряжение питания ниже стандартного уровня 48 В. Как уже упоминалось, некоторые микрофоны будут работать на более низких напряжениях, за счет увеличения тока питания и, возможно, сужения динамического диапазона (то есть максимального уровня звука, который они могут обрабатывать без искажений), в то время как другие не будут работать вообще. Спецификация, которая поставляется вместе с микрофоном, сообщит вам, какой диапазон напряжения питания фантомного питания применим для данной модели микрофона.
Уход за конденсаторными микрофонами
Некоторые производители микрофонов утверждают, что их продукция настолько надежная, что ею можно забивать гвозди. И это на самом деле может быть правдой, но я бы не советовал использовать микрофоны в качестве молотка. Особенно в случае конденсаторного микрофона, так как его капсюль — это очень сложное и деликатное устройство. Хотя современные модели более надежны, чем те, которые изготовлялись в прошлом, но имейте в виду, что конденсаторные микрофоны очень плохо переносят падения и удары.
При установке микрофона на стойку лучше всего ослабить фиксатор крепления на стойке или рычаге стрелы так, чтобы он мог свободно вращаться. Затем, крепко удерживая микрофон, поверните стойку или рычаг стрелы так, чтобы ввинтить его в резьбу адаптера подставки микрофона.
Хотя может показаться более простым установить микрофон на стойку, просто повернув зажим микрофона вокруг стационарной подставки для микрофона, это увеличивает риск выброса микрофона, а также не сработает, если к микрофонах уже подключен кабель. Лучшим способом является ослабление затягивающей гайки на рычаге стрелы, а затем поворот рычага стрелы, удерживая микрофон неподвижным.
Влияние влаги и пыли
Я уже объяснял, что конденсаторный микрофон работает за счет измерения крошечных изменений накопленной энергии в конденсаторе, которым является микрофонный капсюль. Любое электрически проводящее загрязнение попадающее на диафрагму, способствует паразитному стеканию накопленной энергии и таким образом нарушает работу микрофона — как правило, это приводит к снижению мощности, увеличению шума и фона.
Ни в коем случае не следует использовать спреи для очистки контактов, они могут дрейфовать на диафрагму микрофона, принося ему непоправимый пред. Частицы дыма, пыль и другое загрязнение воздуха могут также оседать на диафрагме и вызывать проблемы. Несмотря на то, что, теоретически, диафрагмы могут быть очищены, это очень сложный и, следовательно, дорогостоящий процесс. Это не то, что вы должны когда-либо делать у себя дома!
Несомненно, самая распространенная проблема с конденсаторными микрофонами возникает из-за колебаний влажности воздуха, хотя, к счастью, это обычно является лишь временной проблемой. Теплый влажный воздух будет конденсироваться на холодном металле, а вода достаточно проводящая, чтобы способствовать стеканию зарядов с мембраны. Это часто случается, если вы приносите холодный микрофон в теплую студию или вокалист работает очень близко к микрофону.
Влага от дхания певца может конденсироваться на диафрагме и вызывать неприятные потрескивания и шипящие шумы. Правильно расположенный поп-фильтр в большинстве случаев позволяет этого избежать. При смете температуры следует подождать когда конденсаторный микрофон нагреется до комнатной температуры перед использованием.
Если вы подозреваете, что у вас проблемы с конденсатом, единственное решение — позволить микрофону высохнуть на полке над радиатором или в вентиляционном шкафу. У профессиональных студий вряд ли будут проблемы с конденсатом, вызванные самой студийной средой, «гаражные» и «подвальные» студии с большей вероятностью столкнутся с этой проблемой, поэтому убедитесь, что они должным образом отапливаются и храните ваши микрофоны в достаточно теплых и сухих условиях.
2 comments
У меня в микрофоне почему то конденсатор с маркировкой 5V так подойдет ли мне 48 V которое есть у меня на микшере. Вопрос просто жизнено важный,так как ответа на просторах интернета я не нашел.
Подойдет. В компьютере у нас куча конденсаторов на 10 вольт, а в сети у нас 220…