Co sprawia, że ​​jeden mikrofon jest lepszy od drugiego i jak mogę zrobić własny?

Jestem ciekawy mikrofonów i mam kilka pytań.

1. Jaki jest w nich kluczowy składnik, który sprawia, że ​​jeden jest lepszy od drugiego?
2. Co trzeba samodzielnie zbudować wysokiej jakości mikrofon? Chciałbym kupić dobry mikrofon i patrzyłem na Blue Yeti jako przykład, więc zastanawiałem się. Wiem, że jest lepszy niż mój mikrofon sklepowy, ale chcę wiedzieć, dlaczego.
3. Tylko dla kopnięć kupiłem el- tani mikrofon pojemnościowy (2,2 k Ohm, 1,5 V) do zabawy, ale nie mam pojęcia, jakie są granice. Do czego przydałby się taki mikrofon?

Pytanie o to, co czyni jeden mikrofon lepszym od drugiego, jest jak pytanie, co czyni jeden samochód lepszym od drugiego. To OGROMNY temat, dla którego mogę jedynie przedstawić ogólny zarys. Ale oto idzie:

Membrana

Oczywiście przepona jest najważniejsza (ale ledwo). Jest to część, która porusza się w odpowiedzi na dźwięk i w jakiś sposób przekształca dźwięk w sygnały elektryczne. Jest to część, która określa, czy mikrofon jest mikrofonem dynamicznym, pojemnościowym, wstążkowym lub innego typu.

Aby uzyskać dobre pasmo przenoszenia, membrana musi być bardzo lekka. Im jaśniejsze, tym lepiej. Ale im coś jest lżejsze, tym jest ono bardziej kruche. Dlatego należy podjąć kroki, aby uczynić go bardziej wytrzymałym i / lub chronić przed uszkodzeniem.

Dobra membrana jest również odporna na uszkodzenia środowiska. Głównie wilgotność, ale także dym, ekstremalne temperatury, wstrząsy itp.

Zbudowanie przepony jest bardzo trudne i wymaga specjalistycznych materiałów i maszyn. Jest to poza niemal każdym hobbystą, a nawet większością firm. Szanse są takie, że ponad 75% marek mikrofonów sprzedawanych w miejscach takich jak Guitar Center nie tworzy własnych membran - i może wynosić nawet 90%.

W domu można zrobić przeponę, ale wcale nie będzie dobrze. Miałbyś szczęście stworzyć taki, który ma „jakość telefonu”.

Czasami przepona nazywana jest „kapsułką mikrofonową”, ale czasem może to być mylące.

Mechaniczny

Nie należy lekceważyć właściwości mechanicznych mikrofonu. Mówiąc mechanicznie, mam na myśli wszystko, co nie jest przeponą ani elektrycznością. Korpus mikrofonu, grill, ustawienie membrany wewnątrz mikrofonu, a nawet zacisk mikrofonu.

Jest to przede wszystkim konstrukcja mechaniczna, która określa, czy mikrofon jest kardioidalny, dookólny czy hiperkardioidalny. Prawdopodobnie bardziej chodzi o to, że konstrukcja mechaniczna określa, ile niezamierzonego hałasu jest odrzucane. Odbywa się to poprzez umieszczenie membrany i konstrukcję grilla.

Innym ważnym zadaniem konstrukcji mechanicznej jest ograniczenie hałasu podczas obsługi - hałasu spowodowanego przez osobę trzymającą, poruszającą lub regulującą mikrofon. W naprawdę złych mikrofonach po prostu zgięcie dłoni podczas trzymania mikrofonu będzie wyraźnie słyszalne.

Konstrukcja mechaniczna pomaga również chronić mikrofon przed wiatrem, oddechem, plwociną, dymem, piwem itp.

Elektryczny

Większość mikrofonów, szczególnie mikrofonów pojemnościowych, zawiera układy elektroniczne, które wzmacniają sygnał z membrany przed jej wysłaniem. Niektóre mikrofony mają również proste przełączane filtry górnoprzepustowe, które dodatkowo redukują hałas i zakłócenia związane z wiatrem.

Oczywiście elektronika musi być niskoszumowa, a jednocześnie być w stanie poradzić sobie z dużym zakresem dynamicznym bez zniekształceń. Mimo że obwody te są zwykle bardzo proste, ich wysoką jakość można łatwiej powiedzieć niż zrobić.

Staje się to jeszcze trudniejsze w przypadku wychodzących mikrofonów USB. Stworzenie konsumenckiego mikrofonu USB nie jest zbyt trudne, ale studyjny mikrofon USB jest trudny ze względu na dodatkową elektronikę.

Konsystencja

Konsekwentne wykonywanie powyższych czynności jest bardzo ważne dla producenta mikrofonu. Gdy masz już drogi sprzęt produkcyjny, stosunkowo łatwo jest zrobić wysokiej jakości mikrofon. Jednak wykonanie dwóch mikrofonów wysokiej jakości, które pasują do siebie pod względem poziomu wyjściowego, odpowiedzi częstotliwościowej, odpowiedzi przejściowej itp. Jest trudne.

Jest to bardzo ważne, jeśli potrzebujesz pary mikrofonów do nagrywania stereo. Jeśli lewy mikrofon ma nieco inną charakterystykę częstotliwościową niż prawy mikrofon, nagranie będzie dziwnie brzmiało. Prawie każda firma produkująca mikrofony sprzedaje „dopasowane pary” mikrofonów, w których przechodzą przez zestaw mikrofonów i znajdują dwie, które są ściśle dopasowane. Inne firmy nawet nie będą się tym przejmować, ponieważ ciężko jest im zrobić 2 takie same.

Budowanie wysokiej jakości mikrofonu w domu

Jest to bardzo trudne, ale zależy od tego, ile chcesz sam zrobić. Wykonanie go od zera jest prawie niemożliwe, ponieważ wymaga umiejętności i sprzętu rzadko spotykanego u jednej osoby (osadzanie z fazy gazowej, elektronika, obróbka metali, wtrysk tworzyw sztucznych i / lub gumy itp.).

Możesz wziąć jedno z tych zadań i odbudować istniejący mikrofon za pomocą tego zadania. Na przykład możesz wziąć tani chiński mikrofon i przebudować lub przeprojektować w nim elektronikę. Lub zdobądź metalową tokarkę i frezarkę i przeprojektuj korpus istniejącego mikrofonu.

Z pewnością możliwe jest, po dokładnych badaniach i planowaniu, zabranie mikrofonu o wartości 75 USD i sprawienie, aby działał jak mikrofon o wartości 500 USD.

Ale nie zawracaj sobie głowy tworzeniem własnych membran, jeśli jakość dźwięku jest Twoim celem. Z całą pewnością spraw, abyś tylko uczył się różnych rzeczy, ale nie oczekuj, że zabrzmi to dobrze.

El-Cheapo Capsule Mic Capsule

Nie są one zbyt przydatne, jeśli chodzi o profesjonalny dźwięk. Po prostu nie ma jakości, jeśli chodzi o hałas, pasmo przenoszenia, zakres dynamiczny itp. Profesjonalne skraplacze mają membranę o średnicy od 0,5 do 1,0 cala, aby były wrażliwe i miały lepszą charakterystykę częstotliwościową. Te tanie są zwykle mniejsze niż 0,25 cala, a być może 0,10 cala.

Tablice mikrofonowe

Jednym z pojawiających się obecnie obszarów badań nad mikrofonami jest wykorzystanie układów mikrofonów. Tutaj wiele mikrofonów el-cheapo jest używanych i łączonych w użyteczne sposoby. Zwykle tablice mikrofonowe są używane do tworzenia mikrofonu kierunkowego do telekonferencji i podobnych zastosowań. Jest to obszar, w którym ktoś w domu może łatwiej grać i być może wymyślić coś, co działa lepiej niż to, co jest dostępne na rynku.

Pytanie 1

Przypomina mi się kilka rzeczy:

• Zakres dynamiczny - zakres od najniższego do najwyższego poziomu SPL, z którym może sobie poradzić mikrofon. Na przykład szeleszczenie liści będzie wymagało dobrej wydajności na niskim poziomie, a mikowanie bębna basowego wymagać będzie dobrej wydajności na wysokim poziomie (tj. Bez zniekształceń).
• Pasmo przenoszenia - płaskość w całym paśmie (np. 20 Hz - 20 kHz) jest zwykle pożądana, ale można ją zaprojektować np. W celu uzyskania lepszej odpowiedzi basów.
• Stosunek sygnału do szumu (SNR) i szum własny - stosunek sygnału do szumu to stosunek sygnału odniesienia do szumu wytwarzanego przez mikrofon bez dźwięku (szum własny). Tak więc wysoki SNR jest dobry, a niski szum własny jest dobry. Mikrofony pojemnościowe są na ogół bardzo czułe, łatwiej uzyskać dobrą wydajność SNR, a zatem dobre dla dźwięku o niskim poziomie.
• Kierunkowość - jak kąt dźwięku wpływa na odpowiedź. Różne typy mikrofonów mają różne wzory. Ma na to wpływ zarówno rodzaj elementu (dynamiczny, skraplacz, wstążka itp.), Jak i konstrukcja obudowy:

Tutaj wzorce odpowiedzi kierunkowej (znane jako wzorce biegunowe ) dla typowego kardioida (po lewej) i mikrofonu strzelby (po prawej)

Zazwyczaj są one podawane w 2D, ale dla tych, którzy są dla nich nowi, może być łatwiej zrozumieć, jeśli możemy zobaczyć reprezentację 3D - oto ten sam wzór kardioidalny w 3D:

Z nich widać, że np. Jeśli potrzebujesz odbierać dźwięk tylko z określonego kierunku, strzelba jest dobrym mikrofonem do użycia.

• Impedancja - jak łatwo dopasować mikrofon do różnego rodzaju sprzętu, a także jak wrażliwy może być na hałas (np. Mikrofony piezoelektryczne, często stosowane w instrumentach akustycznych, są bardzo wrażliwe na wibracje) Na przykład mikrofon o niskiej impedancji będzie lepszy do użytku z długimi kablami (unikaj podnoszenia szumu)
• Trwałość - jak łatwo można uszkodzić mikrofon. Mikrofony wstęgowe IIRC są dość delikatne i należy się z nimi obchodzić ostrożnie. Profesjonalne elementy skraplacza są również dość łatwe do uszkodzenia. Mniej kruche typy obejmują dynamiczne (ruchoma cewka) i węgiel.
• Cena - podobnie jak w przypadku wielu innych elementów audio, nie zawsze jest to podyktowane wydajnością. Tania kapsuła elektretowa (~ 1 £), gdy jest właściwie nastawiona, może mieć znacznie lepszą odpowiedź częstotliwościową niż np. Stary mikrofon pojemnościowy z zaworem, który może być setkami. Tutaj (od Elliott Sound Products) jest dyskusja i przykład użycia taniej kapsuły elektretowej (często złośliwej, ale zwykle wynika to raczej z kiepskiej konstrukcji niż z samej kapsuły) do stworzenia mikrofonu testowego o wydajności porównywalnej do profesjonalnych modeli.
  Aby uzyskać jeszcze bardziej szczegółową i doskonałą dyskusję, tezaporównuje to mikrofon testowy zbudowany z ~ 1 £ elektretowej kapsułki (całkowity koszt około 15 £) z konfiguracją mikrofonu pro ~ 500 £. Tani mikrofon przewyższa lub odpowiada mikrofonowi pro w większości obszarów. Na przykład tutaj jest poziom szumów dla obu mikrofonów:

Q2

Jeśli chcesz zaprojektować samą kapsułę, zbudowanie wysokiej jakości mikrofonu będzie dość trudne, biorąc pod uwagę delikatną i skomplikowaną naturę wielu typów. Prawdopodobnie wybrałbym coś w rodzaju dużego kondensatora lub mikrofonu elektretowego - powinieneś być w stanie zdobyć odpowiedni materiał filmowy, lub możesz dostać mylar i zastosować do niego stały ładunek za pomocą źródła HV (patrz głośniki elektrostatyczne dla pomysłów)
Następnie sprawdź kilka schematów obwodu przedwzmacniacza, który jest niezbędny w mikrofonach pojemnościowych (ze względu na ich wysoką impedancję).
Nie oczekuj, że wyniki będą świetne, ale jeśli wykonasz wystarczająco dużo badań i nie spiesz się, nigdy nie wiesz. Z pewnością będzie to fajny projekt edukacyjny.

Jeśli chcesz wziąć istniejącą kapsułę i zbudować wokół niej mikrofon, znacznie łatwiej będzie osiągnąć dobre wyniki. Z pewnością jest to możliwe przy użyciu łatwo dostępnych komponentów i narzędzi. Uważne przeczytanie powyższej pracy byłoby doskonałym miejscem na rozpoczęcie.

Pytanie 3

W przypadku trzeciego pytania trudno powiedzieć, nie widząc specyfikacji / arkusza danych, ale prawdopodobnie będzie on przydatny jako mikrofon ogólnego zastosowania do mowy / muzyki (nie na bardzo wysokich poziomach)
. Jakość powinna być odpowiednia dla każdego użytkownika, ale prawdopodobnie nie spełniają standardów „pro audio” (chociaż patrz uwaga powyżej dotycząca ceny, nic nie jest pewne)

Strona Wiki na temat mikrofonów to dobre, bardzo dobre wprowadzenie do wielu różnych typów - warte przeczytania.