مبدأ عمل الميكروفون

مثل الهواتف وسماعات الرأس ومكبرات الصوت، يعد الميكروفون محول طاقة وبعبارة أخرى، يستشعر الطاقة الصوتية (الصوت) ويترجمها إلى طاقة كهربائية مكافئة، يتم تضخيمه وإرساله إلى مكبر الصوت أو سماعة الرأس، يجب أن يخرج الصوت الذي يلتقطه محول طاقة الميكروفون من محول طاقة السماعة بدون تغييرات كبيرة.

في حين أن هناك العديد من الطرق لتحويل الصوت إلى طاقة كهربائية، سنركز على الطريقتين الأكثر شيوعًا وهي الديناميكي والمكثف، هذه هي أنواع الميكروفونات التي توجد غالبًا في استوديوهات التسجيل و والبث و وإنتاج فيديو الصور المتحركة، وعلى المسرح لتعزيز الصوت الحي، و الميكروفون هو بطبيعته البداية لمعظم أنظمة الصوت وتطبيقات التسجيل، إذا لم يتمكن الميكروفون من التقاط الصوت بوضوح ودقة، وبضوضاء منخفضة، فلن تنتج حتى أفضل الأجهزة الإلكترونية ومكبرات الصوت التي تتبعها الصوت الأمثل، لذلك من المهم الاستثمار في الميكروفونات الجيدة لزيادة إمكانات أداء النظام الصوتي.

الميكرفون الديناميكي

قد تساعدك مقارنة الميكروفونات بمكبرات الصوت على فهم طريقة عملها، تشبه الميكروفونات الديناميكية مكبرات الصوت التقليدية في كثير من النواحي، حيث أن كلاهما يحتوي على غشاء أو مخروط (Diaphragm) مع ملف صوتي (ملف طويل من الأسلاك) متصل بالقرب من القمة، حيث أن كلاهما لديه نظام مغناطيسي مع الملف في الفجوة، و الاختلاف بين الميكرفون والسماعة هو في كيفية الاستخدام.

مع مكبر الصوت، يتدفق التيار عبر ملف الاسلاك، ويتفاعل المجال المغناطيسي الناتج عن تدفق التيار عبر الملف الصوتي مع المجال المغناطيسي لمغناطيس السماعة، مما يجبر الملف والمخروط المرفق على التحرك ذهابًا وإيابًا، مما ينتج عنه إخراج الصوت.

يعمل الميكروفون الديناميكي مثل مكبر الصوت لكن في الاتجاه المعاكس، حيث يتم تحريك الغشاء عن طريق تغيير ضغط الصوت الناتج عن الأجسام الخارجية، يؤدي هذا إلى تحريك ملف الأسلاك، مما يتسبب في تدفق التيار الكهربائي حيث يتم قطع خطوط المجال المغناطيسي، لذا بدلاً من وضع الطاقة الكهربائية في الملف (كما هو الحال في مكبر الصوت)، فإنك تحصل على الطاقة منه، في الواقع تستخدم العديد من أنظمة الاتصال الداخلي مكبرات صوت صغيرة ذات أغشية خفيفة الوزن كمكبر صوت وميكروفون، وذلك ببساطة عن طريق تبديل نفس محول الطاقة من أحد طرفي مكبر الصوت إلى الطرف الآخر، مكبر الصوت لا يصنع ميكروفونًا رائعًا ولكنه جيد بما يكفي لهذا التطبيق.

تشتهر الميكروفونات الديناميكية بصلابتها وموثوقيتها حيث لا يحتاجون إلى بطاريات أو مصادر طاقة خارجية، فهي قادرة على الاستجابة السلسة والسريعة، أو متوفرة مع استجابة “مخصصة” للتطبيقات الخاصة، مستوى الإخراج مرتفع بما يكفي للعمل مباشرة في معظم مدخلات الميكروفون مع نسبة قليلة من الضوضاء، وإنهم يحتاجون إلى القليل من الصيانة الدورية ومع العناية المعقولة سوف يحافظون على أدائهم لسنوات عديدة.

الميكروفونات المكثفة

تستخدم ميكروفونات المكثف غشاء خفيف الوزن ولوحة ثابتة تعمل كجوانب متقابلة للمكثف، يؤدي ضغط الصوت ضد هذا الفيلم الرقيق من البوليمر(Polumer Diaphragm) إلى تحريكه، تعمل هذه الحركة على تغيير سعة الدائرة، مما يؤدي إلى تغيير الناتج كهربائي، (في كثير من النواحي، يعمل الميكروفون المكثف بالطريقة نفسها التي يعمل بها مكبر الصوت الكهرو ستاتيكي، على الرغم من أنه على نطاق أصغر بكثير و “في الاتجاه المعاكس).

تُفضل الميكروفونات المكثفة لاستجابتها المنتظمة للغاية للتردد والقدرة على الاستجابة بوضوح للأصوات العابرة، تسمح الكتلة المنخفضة للغشاء باستجابة عالية التردد ممتدة، بينما تضمن طبيعة التصميم أيضًا التقاطًا رائعًا منخفض التردد، الصوت الناتج طبيعي ونظيف وواضح، مع شفافية وتفاصيل ممتازة.

يتوفر حاليًا نوعان أساسيان من الميكروفونات المكثفة، يستخدم احدهما مصدر طاقة خارجيًا لتوفير جهد الاستقطاب المطلوب للدائرة الكهربائية، حيث تم تصميم هذه الميكروفونات المستقطبة خارجيًا بشكل أساسي للاستخدام الاحترافي في الاستوديو أو التطبيقات الأخرى بالغة الأهمية.

والنوع المتطور الأحدث هو ميكروفون المكثف الكهربائي المتطور، في هذه النماذج، يتم التأثير على الجهد الاستقطابي على الغشاء أو اللوحة الخلفية أثناء عملية التصنيع، وتبقى هذه الشحنة طوال عمر الميكروفون.

إن أفضل ميكروفونات المكثف الكهربائي قادرة على أداء عالي الجودة، وتستخدم على نطاق واسع في البث والتسجيل وتقوية الصوت وتتمتع الميكروفونات المكثفة بميزتين تصميميتين أخريين تجعلها الخيار المثالي (أو الوحيد) للعديد من التطبيقات: فهي تزن أقل بكثير من العناصر الديناميكية، ويمكن أن تكون أصغر بكثير، هذه الخصائص تجعلها الاختيار المنطقي للميكروفونات.

شاهد أيضاً

هيكلة أنظمة المكثفات القابلة للتحكم

للقضاء على (CFs) وتحسين أداء النظام الكهربائي؛ تم اقتراح طوبولوجيا جديدة مرنة (LCC-HVDC) مع تحليل …