Mikrofony

Mikrofon je měnič, co převádí mechanické vibrace způsobené zvukem na elektrický signál. Na rozdíl od reproduktorů (což je v podstatě převrácený mikrofon) během vývoje nahrávací techniky vzniklo mnoho poměrně odlišných principů snímání zvuku. Představím vám ty, které jsou v dnešní době nejvíce časté.

Charakteristické vlastnosti mikrofonů

Citlivost

je, mluvíme-li o mikrofonech, veličina, která laicky řečeno udává, jak silný signál z mikrofonu vychází. Z fyzikální definice citlivost je poměr výstupního napětí a akustického tlaku, který ho vybudil. Z toho tedy vychází, že ji vypočítáme: citlivost = U ÷ P [V/Pa]. Základní jednotka je tedy V/Pa , ta je ale obrovitánská, proto se užívá menší mV/Pa. Dosti často se můžeme setkat s udáváním citlivosti v decibelech, kterou vypočítáme dekadickým zlogaritmováním hodnoty v V/Pa a vynásobením dvaceti (protože decibel je desetinná jednotka (×10) a tlak je kvadratický (×2)):

citlivost [dB] = 20×log (citlivost [V/Pa])

Při přepočítávání na decibely musíme dávat pozor, abychom pracovali se základní jednotkou V/Pa (a né s užívanou mV/Pa, která je tisíckrát menší)! Pokud to chceme udělat naopak:

citlivost [V/Pa] = 10^{citlivost [dB] ÷ 20}

Citlivost u běžných mikrofonů nabývá hodnot v řádech jednotek mV/Pa (záporné desítky decibelů, obvykle mezi -60dB a -40dB), ale drahé zvukařské či odposlouchávací mikrofony mají citlivost násobně vyšší.

Poněkud zavádějící je, že hodnota v decibelech je většinou záporná. Je to způsobeno tím, že logaritmus z hodnoty menší jak jedna je vždy záporný. Ale samozřejmě stále platí úměra čím větší číslo, tím lépe, jen když se pohybujeme v záporu, to je trochu matoucí. Takový mikrofon. co má citlivost 0dB, zní to směšně, má citlivost 1000 mV/Pa (=1V/Pa), což je skutečně hodně.

Mikrofon s vhodnou citlivostí volíme na základě hlučnosti prostředí: ve studiu si můžeme dovolit vysokou citlivost naopak v exteriéru se hodí spíše menší.

Impedance

je poměr mezi výstupním napětím naprázdno a zkratovým proudem. Je závislá na frekvenci, proto se udává pro 1kHz, kdy je lidské ucho nejcitlivější. O impedanci se zajímáme, pokud mikrofon zapojujeme k zesilovači. Vstupní (input) impedance zesilovače by měla být 5-10× větší než impedance mikrofonu, jinak může docházet ke zkreslení.

Maximální akustický tlak

je takový, jaký dokáže mikrofon ještě zpracovat, tedy jak moc velkej rambajs dokáže snímat. Na tuto hodnotu je nutno přihlížet, pokud nahráváme zdroje velkého hluku (jako bubny či dechy). Při moc malé MaxSPL by totiž mohlo docházet k ořezu vlny, k peakování.

Odstup signál/šum

je poměr mezi napětím, které mikrofon vybudí při 94dB (=1Pa) a napětím který vybudí v dokonale tichém prostředí. Z toho tedy logicky vyvodíme, že čím je tento poměr větší, tím je šum menší:

odstup šumu [dB] = 20×log × (U÷U_šum )

Šum je způsoben jak interními mikrovibracemi součástek, tak kmitáním částic vzduchu. Šum obvykle dosahuje hodnot v desítkách decibelů (tak okolo 20dB)

Frekvenční rozsah

udává, na jaké frekvence je mikrofon citlivý. Mikrofon by měl správně mít takový rozsah, jako lidské ucho

Frekvenční charakteristika

je závislost výstupního napětí mikrofonu na frekvenci (při stejné hladině hlasitosti), nebo citlivost na frekvenci. Ideální mikrofon má charakteristiku rovnou.

Elektretový mikrofon

je speciální typ kondenzátorového mikrofonu. Funguje na naprosto stejném principu, ale pevná elektroda je z elektretového materiálu. Elektret v sobě má permanentní elektrický náboj, tudíž není potřeba fantomového napájení. Elektretový mikrofon je mnohem méně náročný na výrobu, je proto mnohem levnější a menší.

Elektretový mikrofon vypadá velmi podobně jako kondenzátorový, čehož prodejci často zneužívají a to tak, že vloží malý levný elektretový mikrofon do hezkého těla a prodávají ho jako profesionální studiový mikrofon. Abychom na tento běžný trik nenaletěli, musíme se ujistit, že výrobce uvádí potřebu fantomového napájení +48V, to elektretový nepotřebuje. Tomu stačí pouhých +5V na napájení předzesilovače, které je ve zdířce v počítači.