Mikrofón: Rozdiel medzi revíziami

Pridaných 19 017 bajtov ,  pred 4 rokmi
d
Verzia používateľa 87.197.63.105 (diskusia) bola vrátená, bola obnovená verzia od Wizzo-Bot
d (Verzia používateľa 87.197.63.105 (diskusia) bola vrátená, bola obnovená verzia od Wizzo-Bot)
[[Súbor:Microphone U87.jpg|right|thumb|Mikrofón]]
som ja :D
'''Mikrofón''' je zariadenie pre premenu [[akustika|akustického]] signálu na signál elektrický. Prvý mikrofón vynašiel tvorca [[gramofón]]u [[Emile Berliner]] [[4. marec|4. marca]] [[1877]].
 
== Dynamický mikrofón ==
[[Súbor:Tauchspulenmikrofon SK.svg|left|thumb|dynamický mikrofón]]
[[Membrána]] mikrofónu sa pohybuje v závislosti na [[zvuk|akustickom tlaku]]. Toto zároveň spôsobuje aj pohyb [[cievka|cievky]], ktorá je spojená s membránou. V cievke, ktorá sa takto pohybuje v magnetickom poli, sa vytvára [[elektrina|elektrický]] signál. Výstupné [[napätie]] sa mení v závislosti na pohybe membrány a cievky. U tohto mikrofónu pohybuje membrána cievkou v magnetickom poli permanentného [[magnet]]u, čím sa vytvára [[striedavý prúd|striedavé]] napätie respektíve prúd (ide o opačný proces ako sa odohráva v klasických [[reproduktor (elektroakustický menič)|reproduktoroch]]). Dynamické mikrofóny sú menej citlivé ako kondenzátorové mikrofóny, lepšie preto spracúvajú hlasitý [[spev]] pri živých vystúpeniach atď. Nevyžadujú [[napájanie]] a sú veľmi odolné voči mechanickému poškodeniu. (Príkladom žijúcej legendy je napríklad mikrofón Shure SM58, ktorý sa veľmi často používa pri verejných vystúpeniach). [[Smerová charakteristika]] je srdcová.{{clear}}
 
=== Páskový mikrofón ===
[[Súbor:Bändchenmikrofon SK.svg|left|thumb|páskový mikrofón]]
Tento mikrofón pracuje na rovnakom princípe ako dynamický mikrofón. Rozdiel je v tom, že [[membrána]] je nahradená tenkým [[hliník|alumíniovým]] pásikom, ktorý sa v závislosti na [[zvuk|akustickom tlaku]] pohybuje v [[magnetické pole|magnetickom poli]]. Dynamický mikrofón páskový (tzv. Ribbon). Tu je „membránou“ zvlnený pásik z veľmi tenkej hliníkovej fólie(opäť niekoľko [[mikrometer|mikrónov]]), umiestnený v permanentnom poli [[magnet]]ov. Na prevod z veľmi malej [[impedancia|impedancie]] sa používa transformátor, ktorý je kľúčovou zložkou týchto mikrofónov, podobne ako sila magnetov (dnes väčšinou [[neodým]]ové) a kvalita napnutia a zvlnenia hliníkovej fólie. Konštrukcia je jednoduchá ale je veľmi citlivý na mechanické poškodenie a nemôže sa skladovať blízko magneticky citlivých médií, pretože môže dôjsť k ich zmagnetizovaniu. Dnes prežívajú páskové mikrofóny „comeback“, napriek veľmi nízkej citlivosti, a frekvenčnému rozsahu do približne 15 kHz. Ich veľkým kladom je príjemný „teplý zvuk“. Dlhodobo sa takéto mikróny musia skladovať v zvislej polohe. Špecifické sú osmičkovou charakteristikou. {{clear}}
 
== Kondenzátorový mikrofón ==
[[Súbor:Kondensatormikrofon SK.svg|thumb|left|kondenzátorový mikrofón]]
Tento druh mikrofónu obsahuje dve tenké kovové doštičky, ktoré navzájom tvoria [[kondenzátor (elektrotechnika)|kondenzátor]]. Napájací obvod vytvára v kondenzátore [[elektrický náboj]]. Jedna z týchto doštičiek je pevne uchytená a druhá je pohyblivá má funkciu akustickej membrány. Vzájomné približovanie a odďaľovanie týchto doštičiek spôsobuje zmenu kapacity a tým aj zmenu výstupného napätia. Hrúbka membrány je niekoľko [[mikrometer|mikrónov]] a je na nej nanesená vrstva vzácneho [[kov]]u, najčastejšie [[zlato|zlata]], podobnou metódou ako sa vyrábajú tranzistory. Zmena kapacity sa premieňa na elektrický signál buď pomocou napájania z mäkkého zdroja alebo [[predzosilňovač]]a s veľmi veľkou vstupnou [[impedancia|impednaciou]] (na toto sú veľmi vhodné [[elektrónka|elektrónky]], ktoré sa používali v prvých mikrofónoch. Dnes je jednoduchšie riešiť taký mikrofón pomocou integrovaného obvodu, resp, tranzistorov). Niekedy je mikrofón súčasť [[oscilátor]]a rozlaďovaného zmenou kapacity a v nasledujúcich obvodoch je zmena demodulovaná na nízkofrekvenčný signál. Je nutné aby vzdialenosť medzi membránou a predzosilňovačom bola čo najmenšia. Priemer membrány je zvyčajne jeden palec (čiže {{cm|2.54|m}}). Kondenzátorové mikrofóny vyžadujú napájanie. Pri vhodnej konštrukcii mikrofónnovej vložky je možné [[polarizácia|polarizačným]] napätím meniť [[smerová charakteristika|smerovú charakteristiku]] mikrofónu, čo sa využíva pri štúdiových mikrofónoch. Kondenzátorové mikrofóny sa používajú hlavne pre profesionálny štúdiový záznam a na účely merania. Pri živých vystúpeniach sa dnes používajú hlavne dynamické mikrofóny. Kondenzátorový mikrofón patrí medzi akusticky najvierohodnejšie a najcitlivejšie spomedzi rôznych princípov mikrofónov.
 
=== Elektretový mikrofón ===
[[Súbor:Electret condenser microphone capsules.jpg|right|thumb|elekretové mikrofóny]]
Elektretový mikrofón je typom kondenzátorového mikrofónu, u ktorého je elektrické pole potrebné pre funkciu, vytvárané [[elektret]]om čiže [[nevodič|nevodivou]] hmotou, ktorá je permanentne nabitá. V rytme pohybu membrány sa mení kapacita kondenzátora a tým aj napätie medzi doskami. Zmeny napätia musia byť spracované predzosilovačom s vysokou vstupnou impedanciou, (zvyčajne zabudovaný FET tranzistor, priamo v telese mikrofónu), tým pádom potrebujú aj napájanie. Vyrábajú sa pre náročné meracie účely, pre štúdiá, ale takisto aj pre nenáročné použitie napríklad v [[osobný počítač|počítačoch]], [[telefón]]och, spotrebnej elektronike atď. Samotné teleso mikrofónu nie je zvyčajne v [[prieme]]re väčšie ako 1 [[centimeter|cm]].
 
== Uhlíkový mikrofón ==
[[Súbor:Kohlenmikrofon SK.svg|left|thumb|uhlíkový mikrofón]]
Tento typ nie je ani dynamickým ani kondenzátorovým mikrofónom. Mikrofón bol používaný v starých [[telefón]]nych prístrojoch, a vďaka odolnosti proti otrasom aj v armádnych vysielačkách a telefónoch. Princíp je založený na stláčaní [[uhlík]]ových [[granula|granulí]]. Ak sú tieto stlačené ich [[odpor]] klesá a výstupné [[napätie]] rastie. Na princípe uhlíkového mikrofónu boli skonštruované aj prvé akustické zosilňovače pre [[telefónna ústredňa|telefónne ústredne]]. Takéto zosilňovače mali vysoké skreslenie a malý frekvenčný rozsah. V mikrofónoch tejto konštrukcie sa pri mechanických (aj veľmi jemných) úderoch objavuje chraštenie spôsobené trením uhlíkových zrniek o seba. V začiatkoch rozhlasového vysielania prechádzal uhlíkovým mikrofónom signál vysielača s vysokým výkonom, mikrofóny preto vyžadovali chladenie. Boli umiestňované do ťažkých statívov a do sústav [[pružina|pružín]] čo eliminovalo mechanické rázy. Nemajú žiadnu smerovú charakteristiku. {{clear}}
 
== Piezoelektrický (piezo)mikrofón ==
[[Súbor:Piezomikrofon SK.svg|left|thumb|piezo mikrofón]]
Mikrofón je založený na [[piezoelektrický jav|piezoelektrickom jave]]. [[Kryštál]]ová substancia pri svojej deformácii generuje polarizované elektrické [[napätie]]. Na tomto princípe je založený piezoelektrický mikrofón, ktorý sa používa hlavne na snímanie zvuku akustických nástrojov ([[kontrabas]], [[gitara]], [[husle]]), pretože sa plochý snímací prvok dá s výhodou upevniť na rezonančnú dosku [[hudobný nástroj|hudobného nástroja]]. [[vibrácia|Vibrácie]] dosky sa preniesli na snímací kryštál, čo generovalo napätie [[ekvivalencia|ekvivalentné]] vibráciám. Piezoelektrický mikrofón sa používal hlavne v druhej polovici 20. storočia. Nízke náklady na jeho výrobu ho predurčili ako doplnok k páskovým [[magnetofón]]om. {{clear}}
 
== Charakteristika mikrofónu ==
* '''frekvenčný rozsah''', pre ktorý sú mikrofóny určené. Udáva sa v [[hertz|Hz]]. Pre kvalitný záznam sa požaduje rozsah 40 Hz – 15 kHz. Uhlíkový mikrofón: 300 Hz – 3 kHz, dynamický mikrofón: 20 Hz – 20 kHz, kondenzátorový mikrofón: 10 Hz – 20 kHz.
* '''smerová charakteristika''' závislosť citlivosti mikrofónu od uhla medzi [[os]]ou mikrofónu a smerom, z ktorého pôsobí zdroj zvuku. Vyjadruje sa priestorovým [[graf]]om.
* '''frekvenčná charakteristika''' je závislosť citlivosti mikrofónu na frekvencii. Vyjadruje sa graficky.
* '''citlivosť mikrofónu''' je minimálny akustický tlak ktorý je mikrofón schopný zachytiť aby vyvolal požadovanú odozvu. Udáva sa v mV/Pa pre danú frekvenciu. Čím je citlivosť nižšia, tým musí byť mikrofón bližšie k zdroju zvuku. Citlivosť nie je rozhodujúcim činiteľom, pokiaľ neklesne pod 0.8 mV/Pa pri vnútornom odpore mikrofónu 200 Ohm. Vtedy je ešte stále zachovaný odstup signál – [[Elektronický šum|šum]] 45 dB, čo je hranica poznateľnosti.
* '''šum mikrofónu''' Ak je ekvivalentná hladina [[Elektronický šum|šumu]] mikrofónu nižšia ako hladina šumu štúdia (akustický tlak 3,6.10<small>-2</small> Pa) potom mikrofón vyhovuje.
* '''výstupná impedancia'''. Podľa druhu je viac-menej závislá na frekvencii. Veľkosť impedancie je dôležitá pre pripojenie mikrofónu ku zosilňovaču (impedančné prispôsobenie).
* '''činiteľ smerovosti''' Každý typ mikrofónu sa vyznačuje tým, že jeho výstupné napätie závisí tiež na smere, z ktorého na mikrofón dopadá zvuková vlna. Všesmernú citlivosť majú iba mikrofóny s všesmerovou smerovou charakteristikou, ale aj pre ne to platí len pre stredné a nízke frekvencie. Pri vyšších frekvenciách sa mení na srdcovú až osmičkovú v prípade, že vlnová dĺžka sa približuje s rozmerom mikrofónu. Mikrofóny so srdcovou resp. osmičkovou charakteristikou zdôrazňujú zvukové vlny prichádzajúce zo smeru najväčšej citlivosti mikrofónu a potláčajú zvuk z ostatných smerov. Činiteľ smerovosti sa dá matematicky vyjadriť ako pomer druhej mocniny výstupného napätia ku druhej mocnine výstupného napätia rovnakého mikrofónu umiestneného v dokonale difúznom akustickom poli za predpokladu rovnakého akustického tlaku a vlny dopadajúcej v osi mikrofónu. Mikrofón s dokonale všesmernou charakteristikou má koeficient smerovosti = 1. Odmocnina činiteľa smerovosti je tzv. činiteľ vzdialenosti, ktorý udáva koľkokrát je možné vzdialiť smerový mikrofón od akustického zdroja oproti mikrofónu s všesmernou charakteristikou pri zachovaní rovnakého pomeru priameho a rušivého signálu.
 
=== Smerová charakteristika ===
Smerová charakteristika je priestorová citlivosť mikrofónu. V závislosti od konštrukcie a typu mikrofónu môže tento prijímať [[zvuk]] z rôznych smerov v rôznej [[intenzita|intenzite]]. Mikrofóny sa navrhujú so smerovými charakteristikami podľa ich predpokladaného použitia. Smerová charakteristika je frekvenčne závislá – prejavuje sa spravidla pri vysokých tónoch, zatiaľ čo hlboké ostávajú nepoznamenané.
 
<gallery heights="80px">
Image:Polar pattern omnidirectional.png|<center>všesmerová</center>
Image:Polar pattern subcardioid.png|<center>subsrdcová</center>
Image:Polar pattern cardioid.png|<center>srdcová</center>
Image:Polar pattern supercardioid.png|<center>superkardioidná</center>
Image:Polar pattern hypercardioid.png|<center>hyperkardioidná</center>
Image:Polar pattern figure eight.png|<center>osmičková</center>
Image:Polar pattern directional.png|<center>smerová</center>
</gallery>
 
* '''všesmerová''' (omnidirekcional) alebo guľová charakteristika je taká, pri ktorej mikrofón prijíma zvuk rovnako kvalitne zo všetkých strán. Dá sa dosiahnuť najjednoduchšie a je typická pre elektretové mikrofóny.
* '''srdcová''' (kardioidná) charakteristika potlačuje príjem zvuku „zozadu“ mikrofónu. Typická charakteristika pre spevácke dynamické mikrofóny, potláča spätnú väzbu.
* '''hyperkardioidná''' charakteristika je viac smerová charakteristika ako charakteristika kardioidná.
* '''osmičková''' (bidirectional) charakteristika je taká, pri ktorej prijíma mikrofón zvuk iba zozadu a spredu.
* '''smerová''' charakteristika predstavuje oslabený príjem zvuku zozadu a zo strán. Prijíma sa len zvuk spredu.
* '''úzko smerová''' charakteristika reprezentuje výrazne oslabený príjem zvuku zozadu, čo sa obyčajne z fyzikálnych dôvodov dosiahne dĺžkou mikrofónu až 1 meter. Je charakteristická pre filmové štáby, ktoré držia mikrofóny vo výške nad hranicou hornej hranice obrazu. Úzko smerová charakteristika mikrofónu sa dosahuje na úkor frekvenčnej charakteristiky, ktorá je zatlačená len do akustického spektra.
 
=== Frekvenčná charakteristika ===
[[Súbor:Oktava319vsshuresm58.png|right|thumb|300px|Frekvenčné charakteristiky mikrofónov<br />Hore Oktava 319 (štúdiový), dole Shure SM58 (spevácky)]]
Frekvenčná charakteristika mikrofónu je závislosť citlivosti od frekvencie. Vyjadruje sa graficky. Fyzikálnym ideálom by bol mikrofón, ktorý by akustický podnet premenil vždy na ekvivalentný elektrický signál bez ohľadu na jeho frekvenciu. Tak tomu však nie je. Dosiahnutie vyrovnanej charakteristiky aspoň vo počuteľné oblasti vyžaduje nákladné opatrenia, napríklad veľmi malé rozmery mikrofónu. Z nedostatku sa však časom stala cnosť a frekvenčné nevyrovnanosti jednotlivých výrobkov začali byť využívané tak, aby pomohli zvýrazniť alebo potlačiť niektoré charakteristické zvukové odtiene snímaných objektov. Napr. všetky mikrofóny okrem všesmerových pracujú ako prevodníky gradientu tlaku, s približovaním k zdroju signálu zosiľnujú hlboké frekvencie – tzv.'' 'proximity efekt'''. Toho využívajú niektorí speváci na dosiahnutie teplej farby zvuku v niektorých pasážach spevu približovaním a odďaľovaním mikrofónu.
 
Pre špeciálne účely sa vyrábajú mikrofóny s potlačenou časťou frekvenčnej charakteristiky (napr. pre reportážne snímanie reči alebo pre komunikačné zariadenia pracujúce v hlučnom prostredí), v niektorých prípadoch sú vybavené aj prepínateľnými korekciami priamo vo vlastnom telese mikrofónu, alebo majú zdôrazniť určitú časť spektra potrebnú ku snímaniu zvuku špecifických hudobných nástrojov.
 
== Príslušenstvo ==
* ochrana proti [[vietor|vetru]] a mechanickým vplyvom – obvykle vo forme zvukovo priedušného návleku ([[molitan]], [[tkanina]])
* pavúk – využíva sa hlavne u kondenzátorových mikrofónov. Telo mikrofónu je zachytené v [[guma|gumou]] (alebo pružinami) odpruženej sústave, ktorá ho oddeľuje od mechanických otrasov.
* windshield- všeobecne používaný názov pre penovú ochranu mikrofónu voči vetru. Hlavne ho používajú televízne štáby na reportážnych mikrofónoch, a takisto jeho "chlpatá" obdoba sa používa na úzko smerových mikrofónoch.
* pop filter – využíva sa v štúdiách. Je to sitko z priedušnej tkaniny tlmiace (rozptyľujúce) väčší objemu vzduchu (napr. výdych) aby sa nepreniesol ako rázová vlna na mikrofón.
 
== Pripojenie ==
{| class="wikitable"
|
|align="center"|[[Súbor:Xlr-connectors.jpg|120px]]
|align="center"|[[Súbor:Aud Jack.jpg|120px]]
|align="center"|[[Súbor:Klinkenstecker.jpg|120px]]
|align="center"|[[Súbor:Tuchel.jpg|120px]]
|-
!norma
|align= "left"|XLR – Cannon konektor,<br />trojpólový + signálová zem
|align= "left"|NAB<br /> {{mm|6.35|m}} jack,<br />trojpólový
|align= "left"|NAB<br /> {{mm|3.5|m}} jack,<br />trojpólový
|align= "left"|paralelný konektor (DIN konektor)<br />troj (päť) pólový + zem<br />stará norma
|-
!použitie
|align= "left"|analógový monomikrofón, <br />[[AES42]] digitálny mikrofónový signál,<br />štúdiový
|align= "left"|monomikrofón,<br />stereomikrofón,<br />domáce použitie
|align= "left"|stereomikrofón,<br />domáce použitie
|align= "left"|monomikrofón,<br />starý štandard<br />Ansteckmikrofone
|-
!zapojenie
|align= "left"|pin1 = zem <br /> pin2 = + <br /> pin3 = – <br /> kryt = tienenie
|align= "left"|špic = + / ľavý <br /> krúžok = – / pravý<br /> základňa = zem, tienenie
|align= "left"|špic = ľavý<br /> krúžok = pravý<br /> základňa = zem
|align= "left"|pin1 = +<br /> pin2 = zem <br /> pin3 = -
|-
!kábel
|align= "left"|trojvodičový, tienený
|align= "left"|trojvodičový, event. tienený
|align= "left"|trojvodičový, netienený
|align= "left"|trojvodičový, tienený
|-
!ďalšie <br /> aplikácie
|align= "left"|stereosignál<br /> linkový signál <br /> digital audio ([[AES/EBU]]) <br /> reproduktorový signál<br /> DMX osvetlenie
|align= "left"|stereosignál<br /> linkový signál<br /> reproduktorový signál
|align= "left"|slúchadlá <br /> linkový signál <br /> diaľkové ovládanie
|align= "left"|mikrofónový signál <br /> reproduktorový signál <br /> stereosignál <br /> line IN/OUT
|}
 
== Známe profesionálne mikrofóny ==
* ''AKG C12'' Stará rakúska firma ([[AKG Acoustics|AKG]], nem.: „Akustische Kino Geräte“) vyrába tieto mikrofóny od päťdesiatych rokov minulého storočia. Odvtedy je vysoko cenený ako vokálový mikrofón, má prepínateľnú charakteristiku a používa elektrónku EC92 (trióda). Originál sa už dá len veľmi ťažko zohnať a cena nového reedície C12VR sa pohybuje okolo 5000$.
* ''Neumann U47''. Elektrónkový mikrofón vysokej kvality využívaný v štúdiách najmä na záznam spevu. Ceny týchto mikrofónov sa dnes pohybujú okolo 8000$.
* ''RCA 44''. Stará americká firma (RCA, {{V jazyku|eng|„Radio Corporation of America“}}) samotný vzhľad evokuje tridsiate roky minulého storočia. Ide o páskový (ribbon) mikrofón z veľmi príjemným zvukom. Špecifický bol pre rádiové štúdiá v USA kde sa tešil veľkej obľube. Ide o veľmi slávny model. Elvis rovnako nahrával svoje ranné nahrávky na RCA 77 alebo Shure 55SW.
* ''Shure 55SW''. Veľmi známy tzv. „Elvis“ mikrofón. Ide o dynamický mikrofón. Špecifický svojim vzhľadom.
* ''Shure SM58''. Najbežnejší dynamický mikrofón pre živé a štúdiové aplikácie. Vyrovnaná frekvenčná charakteristika, veľmi vysoká odolnosť voči mechanickému poškodeniu a vode. Obľúbené u spevákov. V roku 2006 oslávil 40 rokov výroby.
 
{{Viaceré obrázky
| zarovnanie = center
| smer = horizontálny
| hlavička =
| šírka =
| obrázok1 = AKG C12VR, C414B-XLII, C414B-XLS.jpg
| popis1 = AKG C12
| šírka1 = 161
| obrázok2 = Neumann U47 Tube.jpg
| popis2 = Neumann U47
| šírka2 = 182
| obrázok3 = RCA 44-BX Bi-Directional Velocity Microphone.jpg
| popis3 = RCA 44
| šírka3 = 79
| obrázok4 = Shure mikrofon 55S.jpg
| popis4 = Shure 55
| šírka4 = 99
| obrázok5 = Micro Shure SM58.jpg
| popis5 = Shure SM58
| šírka5 = 181
}}
 
== Zdroje ==
* spracované voľne podľa anglickej a nemeckej Wikipédie
* Svoboda, Brda: ''Elektroakustika do kapsy'', SNTL 1981
 
[[Kategória:Elektroakustika]]
[[Kategória:Senzory]]