Конденсаторный микрофон что это такое
Конденсаторный микрофон — что это такое
Конденсаторный микрофон — уникальное устройство для записи звука. В основном используется для студийной записи. В настоящее время данное устройство получило широкое распространение и повсеместно используется в музыкальной индустрии.
Своеобразие конденсаторного микрофона
Данное устройство приобрело популярность, благодаря своим уникальным качествам, которые 
обеспечивают высокое качество звукозаписи.
Большой динамический диапазон позволяет записывать звуки самой разной частоты, не теряя качества как на высоких участках спектра, так и на низких.
Благодаря этому свойству, музыкальные инструменты, записанные с помощью такого микрофона, звучат наиболее глубоко, сохраняя всю глубину. Помимо этого, устройство обладает равномерной АЧХ, что обеспечивает амплитудный баланс на всем спектре, без потерь на каком-либо участке.
Принцип действия
Процесс звукозаписи основан на свойствах электрического конденсатора. Он состоит из двух обкладок, одна из которых создана из эластичной пленки.
Во время действия направленных звуковых волн (голоса или музыки) мягкая обкладка вибрирует, тем самым меняя емкость конденсатора. Изменение емкости конденсатора позволяет модулировать постоянный сигнал согласно изменению внешних волн.
Полученный АМ сигнал будет содержать информацию о записанном звуке в огибающей.
ВАЖНО! Для записи конденсатор должен быть заряжен, иными словами, к микрофону должно подводиться напряжение.
Обычно используется технология фантомного питания. Она заключается в том, что полезный сигнал передается по тем же каналам и каскадам, что и питающее напряжение.
Виды микрофонов
Помимо конденсаторного микрофона, также существуют устройства со схожим принципом действия. Они называются электретными микрофонами. Они бывают двух типов.
Гомоэлектретные микрофоны.
Отличие данных устройств в том, что мембранная пленка помещается в зазор конденсатора или на обкладку. В результате при воздействии звуковых волн, мембрана смещается, и напряжение с конденсатора изменяется в соответствии с частотой акустического сигнала.
Обычно в конструкцию включают предусилитель, выполненный на транзисторе, так как выходной сигнал получается слишком слабым и высока вероятность зашумления.
Гетероэлектретные микрофоны
Отличаются от гомоэлектретных тем, что мембраной является гетероэлектретная стенка. При воздействии направленных звуковых волн на ее поверхности возникают заряды разной полярности. Их регистрация осуществляется электродами, расположенными на поверхности этой пленки.
Преимущества и недостатки конденсаторных микрофонов
Плюсы
Справка. АЧХ — амплитудно-частотная характеристика, она показывает зависимость изменения амплитуды сигнала на частотном диапазоне. Данная характеристика должна быть наиболее равномерна, чтобы избежать понижения сигнала на одном участке и повышения на другом. Так как это искажает саму природу сигнала.
Какой микрофон выбрать – конденсаторный или динамический
Одна из самых больших дилемм при покупке микрофона – выбор между динамическим и емкостным устройством. На самом деле, не может быть четко указано, какое из этих решений лучше, поскольку каждое из них имеет как преимущества, так и недостатки.
Решение о покупке конденсаторного или динамического микрофона должно приниматься в зависимости от предполагаемого использования оборудования. В некоторых ситуациях, например на сцене или в неблагоприятных погодных условиях, динамический микрофон будет работать лучше, в то время как в студии звукозаписи с идеальной акустикой может быть использован потенциал конденсаторного микрофона.
Как выбрать лучшее решение для ваших нужд? В чем разница между динамическим и конденсаторным микрофоном? Мы ответим ниже.
Конденсаторный микрофон – как это работает
Основное различие между динамическими и емкостными микрофонами заключается в технологии – в том, как звуковые волны обрабатываются обоими устройствами.
Конденсаторные микрофоны состоят из подвижных обкладок и металлической сетки мембраны, загружаемой поляризованным напряжением, что формирует особый тип конденсатора. Емкость конденсатора изменяется благодаря колебаниям мембраны (под действием звуковых волн) и, таким образом, возникают электрические импульсы, которые передаются к регистратору.
Конденсаторные микрофоны характеризуются высокой чувствительностью, а потому и точностью записи даже самых тихих звуков. Их потенциал используется, в основном, в студиях звукозаписи, где в изолированных условиях вы можете записывать как громкие, так и тихие звуки. Емкостные микрофоны редко используются на сцене. Также стоит помнить, что такие устройства требуют дополнительного фантомного питания.
Динамический микрофон – как это работает
Динамические микрофоны – в отличие от емкостных моделей, они просты в сборке, а значит, и дешевы. Они состоят из тонкой и в то же время гибкой мембраны и связанной с ней катушки, расположенной в сильном магнитном поле, создаваемом магнитом.
Вибрации воздуха, создаваемые акустическими волнами, перемещают диафрагму и катушку, и, таким образом, на выводах катушки генерируется напряжение и, следовательно, ток с частотой, соответствующей частоте вибрации звуковых волн.
Динамические микрофоны не так чувствительны, как емкостные модели, но они гораздо более устойчивы как к механическим повреждениям и к неблагоприятным погодным условиям. Благодаря этим преимуществам вы можете использовать их на сцене независимо от того, состоится ли концерт в закрытом помещении или на улице.
Конденсаторный микрофон и динамический – разница
Различная конструкция емкостных и динамических микрофонов и способ обработки звуковых волн влияют на свойства обоих решений. Обычно считается, что конденсаторные микрофоны лучше динамических устройств, в первую очередь, из-за более высокой чувствительности и, следовательно, точности записи даже мельчайших деталей.
Будет ли это преимуществом и желательной особенностью в каждом случае? Не обязательно! Конденсаторные микрофоны менее способны противостоять высокому акустическому давлению и реже используются во время концертов.
Чтобы облегчить решение о покупке микрофона, ниже мы представляем наиболее важные особенности и различия между динамическими и емкостными устройствами.
Динамические микрофоны
Конденсаторные микрофоны
Что нужно учесть при покупке микрофона
Конденсаторный микрофон или динамический микрофон? Вы должны ответить на этот вопрос самостоятельно. Но, независимо от того, какую модель вы ищете, стоит учитывать такие параметры, как:
Конденсатор и динамический микрофон – характеристика направленности
Есть ещё один важный параметр микрофонов, который определяет пространство, с которого он собирает звук. О чём мы говорим? Конечно, о характеристики направленности.
Микрофоны, предлагаемые производителями, могут иметь следующие характеристики:
Как выбрать микрофон
Назначение микрофона известно каждому – он применяется для преобразования акустических колебаний воздуха в электрические сигналы или, проще говоря, для записи звука.
Миниатюрные микрофоны мы используем ежедневно, порой даже не обращая на это внимания – они встроены в сотовые телефоны, в датчики звука, в домофоны и т.д. А вот микрофон как отдельное устройство в повседневной жизни применяется не так уж и часто.
Большинство людей испытывают потребность в отдельном микрофоне, только когда собираются поговорить с кем-нибудь по сети с помощью стационарного компьютера.
Ведь встроенными микрофонами, в отличие от ноутбуков и планшетов, обычные ПК не комплектуются.
Остальная область применения микрофонов больше связана с профессиональной деятельностью:
— конечно же, вокальные микрофоны, которыми пользуются деятели эстрады – кто в детстве не изображал поп-звезду, напевая в кулак, держащий воображаемый микрофон?
— отдельные микрофоны используются при снятии видеосюжетов – например от треска и шума ветра, неизбежного при съемке смартфоном на улице, легко избавиться, используя отдельный микрофон в «подушке» ветрозащиты.
— для записи интервью, студийных передач и ток-шоу используются микрофоны на прищепках, цепляемые к одежде участников передачи;
— если вы любите смотреть видеозаписи концертов, то наверняка замечали микрофоны, направленные на тот или иной музыкальный инструмент – это именно они отвечают за то, чтобы звук концерта достиг ваших ушей с минимумом искажений;
— студийные микрофоны используются, как понятно из названия, в студиях. Именно с их помощью создается львиная доля звукозаписей различных исполнителей и групп.
— видеоконференции в современном мире стремительно вытесняют обычные совещания – на них также часто используются отдельные микрофоны, ведь возможности встроенного в веб-камеру не всегда достаточно.
Характеристики микрофонов
Область применения, пожалуй, первое, на что надо обратить внимание при выборе микрофона. К счастью, производитель обычно не делает секрета из области применения микрофона.
Казалось бы, чего проще – нужен, к примеру, микрофон для записи звука ударной установки – бери модель с областью применения «для музыкальных инструментов» и всё получится.
Увы, не факт – вполне может оказаться, что выбранная модель предназначается записи звука бас-гитары и имеет максимальную частоту в 1000 Гц – звуки малых барабанов и тарелок ударной установки этот микрофон просто «не услышит». Хотя это может быть качественная дорогая модель с маркировкой «для музыкальных инструментов». Поэтому выбрать по одной только области применения не получится.
Тип микрофона обусловлен его конструкцией и принципом работы.
Конденсаторный микрофон в своей основе содержит конденсатор, одна из пластин которого прогибается под действием колебаний воздуха. Таким образом, емкость конденсатора меняется в соответствии со звуковым давлением и частотой воздействующего на микрофон звука.
Бытует мнение, что конденсаторные микрофоны – самые качественные, самые чувствительные и имеют самый широкий частотный диапазон. Это не совсем так – среди конденсаторных микрофонов есть модели разного качества, чувствительность их может быть небольшой, и частотный диапазон также может быть смещен вверх или вниз.
Другое дело, что конструкция конденсаторного микрофона – по сравнению с другими типами – обеспечивает минимум искажений записываемого звука. Поэтому конденсаторные микрофоны часто используются в качестве студийных и специализированных музыкальных – там, где требуется чистый и неискаженный звук.
Есть у конденсаторных микрофонов и недостатки:
— они стоят дороже моделей других типов;
— требуется подбирать предусилитель по характеристикам микрофона, микрофонный предусилитель стандартной звуковой карты, к примеру, не подойдет почти наверняка;
— требуется наличие фантомного питания.
На последнем пункте следует остановиться подробнее – фантомное питание является отличительной особенностью конденсаторных микрофонов. Фантомное питание нужно для создания разности потенциалов на конденсаторе – для этого на одну из пластин подается напряжение (обычно +48 В).
Фантомным оно называется, так как электрического тока (движения электрических зарядов) в цепи и питания, как такового, нет, но без этого напряжения микрофон работать не будет. Если вы желаете купить именно конденсаторный микрофон, обратите внимание на требование фантомного питания в характеристиках.
Если конденсаторный микрофон не требует фантомного питания, это может означать следующее:
— Это не конденсаторный, а электретный микрофон, и производитель даже не то чтобы врет, скорее, немного лукавит – электретные микрофоны являются разновидностью конденсаторных;
— Предусилитель с фантомным питанием входит в конструкцию микрофона, получающего питание от разъема (например, USB-микрофоны). Производитель уже подобрал подходящий предусилитель, и не нужно ломать голову над согласованием уровней. Для применения в связке с компьютером использование такого микрофона может стать оптимальным решением.
— Фантомное питание в нем создается с помощью батарейки (например, беспроводные конденсаторные микрофоны). Как и в предыдущем случае, здесь многое зависит от реализации схемы фантомного питания и от качества комплектующих. Как минимум, должен быть индикатор работы схемы фантомного питания, иначе может случиться ситуация, когда не будет понятно, чем вызвано падение качества звука – поломкой микрофона или разрядом батареи.
Отличие состоит в том, что вторая пластина электретного микрофона выполнена из электрета – материала, способного долгое время сохранять поверхностный заряд.
Такой микрофон фантомного питания не требует, но уровень выходного сигнала у него очень низок и практически все электретные микрофоны комплектуются простейшим усилителем на полевом транзисторе. Поэтому электретному микрофону не нужно фантомное питание для поляризации пластины, но нужно питание 1-9 В для встроенного усилителя.
На микрофонных входах, предназначенных для электретных микрофонов (например, на большинстве простых звуковых карт) питание идет через разъем по среднему контакту jack 3,5. Из-за количества контактов на разъеме (3) электретные микрофоны порой ошибочно считают стереофоническими и пытаются подключать к линейному стереовходу. Разумеется, при таком подключении микрофон не работает.
Простая, надежная и недорогая конструкция электретных микрофонов вместе с высокой чувствительностью привели к тому, что основная масса современных недорогих микрофонов относится именно к этому типу. В то же время из-за низкого качества комплектующих многих бюджетных моделей термин «электретный» часто ассоциируется у потребителя с плохой чувствительностью и зашумленным звуком низкого качества.
Многие электретные микрофоны прекрасно справляются со своими задачами – общение по сети, запись голоса для видеоблогов и подкастов им вполне можно поручить. Но для профессиональной деятельности лучше выбрать из «чистых» конденсаторных или динамических микрофонов.
В результате этих движений в катушке возникает электрический ток, который затем усиливается до нужного уровня.
Динамический микрофон более устойчив к перегрузкам, чем конденсаторный, это позволяет использовать его для записи громких звуков. Также динамический микрофон, в силу меньшей чувствительности, менее подвержен восприятию посторонних шумов.
Недостатками динамических микрофонов являются узкий частотный диапазон и менее «чистый» звук – возникающее при протекании тока в катушке собственное магнитное поле демпфирует колебания мембраны и записываемый звук искажается. Кроме того, конструкция динамического микрофона не допускает создания миниатюрных моделей – диаметр мембраны редко бывает менее 2 см диаметром.
Надежность, невосприимчивость к посторонним шумам и пик АЧХ в диапазоне частот человеческого голоса предопределяют сферу применения динамических микрофонов. В основном они применяются в качестве вокальных, т.е., для записи голоса, в том числе на открытых площадках, концертах и т.д.
Направленность микрофона определяется его конструкцией и показывает, с какой стороны от микрофона звук воспринимается лучше, с какой – хуже. Направленность микрофона тесно связана с его областью применения.
Микрофон с круговой направленностью одинаково хорошо воспринимает сигнал со всех сторон вокруг него.
Такой микрофон будет хорош для конференций.
Микрофон с кардиоидной (однонаправленной) направленностью практически не воспринимает звук, идущий сзади.
Такой микрофон может быть удобен как вокальный, для общения по сети и записи отдельных музыкальных инструментов.
Микрофоны с суперкадиоидной (узконаправленной) направленностью имеют спереди зону чувствительности уже, чем у микрофонов с кардиоидной направленностью, зато она у них протяженнее – в ней они могут улавливать звуки на большом расстоянии.
Также у таких микрофонов есть небольшая зона чувствительности сзади. Используются они для интервью, для видеосъемки и в качестве вокальных.
Микрофоны с направленностью «восьмеркой» (двунаправленные) одинаково хорошо воспринимают звуки спереди и сзади, а звуки по бокам микрофоном не улавливаются.
Такие модели используются для студийных интервью, для видеозаписи с закадровым голосом и т.д.
Единого стандарта на распайку микрофонных разъемов типа jack не существует, разъемы стереофонического динамического микрофона, электретного или конденсаторного монофонического с фантомным питанием могут выглядеть абсолютно одинаково, но иметь различное назначение контактов. Неправильное подключение в лучшем случае приведет к неправильной работе оборудования, в худшем – к его поломке.
Для разъемов типа USB (microUSB) или Lightning такой проблемы возникнуть не может, но микрофоны с таким разъемом, как правило, можно подключить только к компьютеру и для работы они требуют установки соответствующего драйвера.
Подключить такой микрофон к плееру, усилителю или микшеру, скорее всего, не получится, даже если на устройстве и есть ответный разъем.
Разъемы XLR используются на профессиональном оборудовании.
Такой разъем, как правило, находится на самом микрофоне, и кабель к нему нужно докупать отдельно.
Варианты выбора микрофонов
Если вам нужен недорогой микрофон для общения по Skype, выбирайте среди моделей с областью применения «общение по сети».
Если вас не устраивает качество звука с микрофона, встроенного в камеру, воспользуйтесь специализированным накамерным микрофоном для видеосъемки.
Если вам нужен ручной микрофон для выступлений на эстраде, выбирайте среди вокальных динамических микрофонов с кардиоидной направленностью или суперкардиоидной направленностью.
Для записи музыкальных инструментов в любом частотном диапазоне от бас-гитар до тарелок выбирайте среди конденсаторных микрофонов с минимальной частотой 40 Гц и ниже.
Для качественной записи звука на конференции вам потребуется всенаправленный настольный микрофон с высокой чувствительностью.
Для «прицельной» записи звука с источника на приличном расстоянии нужен микрофон с высокой чувствительностью и суперкардиоидной направленностью.
Описание конденсаторного микрофона
При организации домашней студии надо выбирать хороший микрофон. Конденсаторный микрофон выделяется большим динамическим диапазоном частот и равномерной АЧХ, что позволяет сохранять амплитудный баланс на всем спектре.
Конденсаторный микрофон – это одна из разновидностей аудиоаппаратуры.
Для чего применяется микрофон
Сфера применения микрофонов достаточно обширна. В продаже есть недорогие модели для записи вокала в домашних условиях. При этом существуют и профессиональные аналоги, адаптированные под студии звукозаписи или сценическую эксплуатацию.
Принцип работы конденсаторного микрофона
Англичане дали конденсаторным микрофонам название capacitor microphones, что значит «емкостные микрофоны». Принцип их работы основан на простом физическом законе, который знаком людям со школьных времен.
Конденсатор представляет собой 2 металлических элемента, закрепленных на небольшом расстоянии друг от друга. Чем ближе находятся эти пластины, тем выше показатель емкости.
Капсюль конденсатора в микрофоне выполнен по идентичной схеме. В ее конструкции предусмотрена тонкая мембрана (диафрагма), которая размещается у самой пластины.
Деталь производится из токопроводящих материалов, включая:
При столкновении с диафрагмой микрофона звуковая волна совершает колебания относительно металлических пластин, меняя расстояние между ними.
Устройство конденсаторного микрофона.
Поэтому принцип действия конденсаторных приборов построен на конвертации звуковой энергии в электрическую.
Однако потенциала одной системы конденсатора недостаточно для раскачки звукового сигнала до требуемого уровня громкости. Показатель напряжения капсюля достаточно высокий, а тока – низкий. Поэтому в конструкции микрофона используется специальный «конвертор импеданса», представляющий собой передаточную схему. Деталь усиливает интенсивность тока и делает выходной сигнал максимально мощным.
Небольшая масса диафрагмы обеспечивает точный и детальный захват звукового сигнала.
В зависимости от направленности микрофоны бывают:
Разновидности микрофонов
Кроме конденсаторных устройств, на рынке доступны разновидности с практически идентичным принципом действия.
Они разделены на такие группы:
Гетероэлектретные
В качестве мембраны используется гетероэлектретная стенка, которая формирует заряды разной полярности под влиянием направленных волн. Затем сигнал регистрируется электродами, размещенными на этой пленке.
Гетероэлектретный конденсаторный микрофон является простым устройством.
Гомоэлектретные
Представители этой группы отличаются размещением мембранной пленки. Она находится на обкладке или в зазоре конденсатора. Под воздействием волны пленка смещается, а напряжение конденсаторного элемента изменяется с учетом частоты звукового сигнала.
Гомоэлектретный микрофон преобразует акустические колебания в электрические.
По умолчанию в конструкции записывающего устройства имеется предусилитель, закрепленный на транзисторе.
Его задачи заключаются в усилении выходного сигнала и подавлении шумов.
Преимущества и недостатки
Из основных достоинств конденсаторных микрофонов следует выделить:
Преимуществом конденсаторных микрофонов является расширенный спектр частот.
К негативным характеристикам микрофонов конденсаторного типа относят:
Чем конденсаторный микрофон отличается от динамического
Различия между конденсаторными и динамическими микрофонами заключаются в их конструкции и способе обработки акустических волн. Первые пользуются популярностью из-за повышенной чувствительности и точности при записи звука. Такие устройства фиксируют все детали улавливаемого сигнала. При этом они выполнены из легких и хрупких материалов, которые уязвимы к повреждениям. Также микрофон не может противостоять негативным факторам, таким как повышенная влажность воздуха или температурные скачки.
Различия между конденсаторными и динамическими микрофонами заключаются в их конструкции.
Динамические модели менее восприимчивы к шумам и эху, нормально переносят высокое давление и могут записывать громкий звук. Такие свойства позволяют использовать их для записи гитарных и басовых усилителей.
Приборы поставляются в ударопрочных корпусах, которые выдерживают механическое воздействие и менее подвергаются повреждениям.
Производители конденсаторных микрофонов
Среди популярных производителей микрофонов выделяют такие бренды:
AKG – австрийский производитель аудиотехники.
Как правильно выбрать микрофон
При покупке устройства учитывают следующие критерии:
Подключение и настройка микрофона
Выполнить подключение и настройку устройства несложно, но для получения высокого качества записи следует учесть ряд особенностей.
Для начала определяют типы акустических систем. Они бывают активными и пассивными.
Это делают путем визуального осмотра колонок. Если на их корпусе имеется кнопка включения, значит, модель оснащается встроенными усилителями. Пассивные системы работают от внешних усилителей.
Для настройки оборудования используется микшерный пульт или специальный преамп. Перед включением сигнала на пульте следует убедиться, что ползунки громкости находятся на минимальном уровне. В отдельных моделях пультов предусмотрена кнопка включения фантомного питания. Она необходима при включении недорогих конденсаторных приборов.
Настройка по частотам выполняется с помощью соответствующих фейдеров на микшерном пульте.
А как Вы считаете, какие плюсы и минусы у конденсаторных микрофонов? Ждем Ваши комментарии!