Mikrofón je zariadenie, ktoré premieňa akustickú energiu (zvuk) na elektrickú energiu (elektrický signál). Tento signál môže byť následne zosilnený, zaznamenaný, prenášaný alebo spracovaný rôznymi spôsobmi. Fungovanie mikrofónu je založené na princípoch fyziky, konkrétne na interakcii zvukových vĺn s mechanickými a elektromagnetickými systémami.
Všetky mikrofóny fungujú na rovnakom základnom princípe: zvukové vlny dopadajú na membránu, ktorá sa začne vibrovať. Táto vibrácia sa následne premení na elektrický signál. Spôsob, akým sa táto premena uskutočňuje, závisí od typu mikrofónu.
Zvukové vlny sú v podstate zmeny tlaku vzduchu. Keď zvuková vlna dopadne na membránu mikrofónu, striedavo ju stláča a uvoľňuje. Táto zmena tlaku spôsobí, že membrána vibruje s frekvenciou, ktorá zodpovedá frekvencii zvukovej vlny. Kvalita a vlastnosti membrány sú kritické pre verné zachytenie zvuku. Materiály ako polyester, mylar alebo hliník sa bežne používajú pre ich nízku hmotnosť a schopnosť rýchlo reagovať na zmeny tlaku vzduchu.
Po rozvibrovaní membrány je potrebné túto mechanickú energiu premeniť na elektrickú. Existujú rôzne spôsoby, ako to dosiahnuť, a tie definujú rôzne typy mikrofónov.
Existuje niekoľko základných typov mikrofónov, z ktorých každý má svoje vlastné výhody a nevýhody.
Dynamické mikrofóny sú robustné, relatívne lacné a nevyžadujú externé napájanie. Fungujú na princípe elektromagnetickej indukcie. Membrána je pripojená k cievke, ktorá sa nachádza v magnetickom poli. Keď membrána vibruje, cievka sa pohybuje v magnetickom poli, čo indukuje elektrický prúd v cievke. Tento prúd je elektrický signál, ktorý reprezentuje zvuk.
Princíp fungovania: Pohyb cievky v magnetickom poli vytvára elektrický prúd. Čím silnejší je pohyb cievky (spôsobený silnejším zvukom), tým silnejší je elektrický prúd.
Výhody: Odolné, dobre znášajú vysoké hladiny akustického tlaku (SPL), nevyžadujú napájanie.
Nevýhody: Môžu mať menej citlivú frekvenčnú odozvu, menej detailné zachytenie zvuku v porovnaní s kondenzátorovými mikrofónmi.
Kondenzátorové mikrofóny sú citlivejšie ako dynamické mikrofóny a majú širšiu frekvenčnú odozvu. Fungujú na princípe zmeny kapacity kondenzátora. Membrána tvorí jednu dosku kondenzátora a druhá doska je pevná. Keď membrána vibruje, mení sa vzdialenosť medzi doskami kondenzátora, čo mení jeho kapacitu. Táto zmena kapacity sa premení na elektrický signál pomocou interného obvodu. Kondenzátorové mikrofóny vyžadujú externé napájanie, ktoré sa nazýva fantómové napájanie (zvyčajne 48V).
Princíp fungovania: Zmena kapacity kondenzátora spôsobená vibráciami membrány vytvára elektrický signál.
Výhody: Vysoká citlivosť, široká frekvenčná odozva, detailné zachytenie zvuku.
Nevýhody: Krehkejšie ako dynamické mikrofóny, vyžadujú fantómové napájanie, drahšie.
Elektretové mikrofóny sú typ kondenzátorových mikrofónov, ktoré majú permanentne nabitý materiál (elektret) namiesto externého napájania pre kondenzátor. Stále však potrebujú malý predzosilňovač, ktorý vyžaduje napájanie, zvyčajne formou batérie alebo malého napätia z audio rozhrania. Sú bežné v spotrebnej elektronike, ako sú mobilné telefóny a notebooky.
Princíp fungovania: Podobne ako kondenzátorové mikrofóny, ale s permanentne nabitým materiálom.
Výhody: Kompaktné, lacné, dobrá citlivosť.
Nevýhody: Menej kvalitné ako štúdiové kondenzátorové mikrofóny, obmedzená dynamika.
Páskové mikrofóny sú typ dynamických mikrofónov, kde membránu tvorí tenký hliníkový pásik zavesený v magnetickom poli. Keď zvuk dopadne na pásik, ten sa pohybuje v magnetickom poli, čo indukuje elektrický prúd. Páskové mikrofóny sú známe pre svoj teplý a hladký zvuk, ale sú tiež veľmi citlivé a krehké.
Princíp fungovania: Pohyb hliníkového pásika v magnetickom poli vytvára elektrický prúd.
Výhody: Teplý a hladký zvuk, vynikajúce pre zachytenie vokálov a nástrojov.
Nevýhody: Veľmi citlivé a krehké, vyžadujú opatrné zaobchádzanie, nízky výstupný signál.
Kvalita záznamu zvuku závisí od mnohých fyzikálnych faktorov, ktoré ovplyvňujú výkon mikrofónu a celkový proces záznamu.
Frekvenčná odozva mikrofónu udáva, ako dobre mikrofón zachytáva rôzne frekvencie zvuku. Ideálny mikrofón by mal mať lineárnu frekvenčnú odozvu, čo znamená, že zachytáva všetky frekvencie rovnako. V praxi však každý mikrofón má svoju vlastnú charakteristickú frekvenčnú odozvu. Niektoré mikrofóny sú navrhnuté tak, aby zdôrazňovali určité frekvencie, napríklad vysoké frekvencie pre jasnejší zvuk alebo nízke frekvencie pre plnší zvuk.
Smerová charakteristika mikrofónu udáva, ako dobre mikrofón zachytáva zvuk z rôznych smerov. Existuje niekoľko základných typov smerových charakteristík:
Výber správnej smerovej charakteristiky závisí od konkrétnej aplikácie. Napríklad kardioidný mikrofón je vhodný pre nahrávanie vokálov v štúdiu, kde je potrebné potlačiť okolitý hluk, zatiaľ čo všesmerový mikrofón je vhodný pre nahrávanie zborov alebo priestorových zvukov.
Hladina akustického tlaku (SPL) udáva intenzitu zvuku. Mikrofóny majú maximálnu SPL, ktorú dokážu spracovať bez skreslenia. Dynamické mikrofóny zvyčajne zvládnu vyššie SPL ako kondenzátorové mikrofóny. Ak sa mikrofón preťaží príliš vysokou SPL, môže dôjsť k skresleniu signálu alebo dokonca k poškodeniu mikrofónu.
Odstup signálu od šumu (SNR) udáva pomer medzi úrovňou užitočného signálu a úrovňou šumu. Čím vyšší je SNR, tým čistejší je zvuk. Mikrofóny s vysokým SNR produkujú menej šumu a zachytávajú detailnejší zvuk.
Impedancia je elektrický odpor obvodu. Mikrofóny majú výstupnú impedanciu, ktorá by mala byť kompatibilná so vstupnou impedanciou zariadenia, do ktorého sa mikrofón pripája (napríklad audio rozhranie alebo mixážny pult). Nesprávna impedancia môže viesť k strate signálu alebo k skresleniu zvuku.
Pri nahrávaní zvuku je dôležité zohľadniť nielen fyzikálne vlastnosti mikrofónu, ale aj ďalšie faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu záznamu.
Umiestnenie mikrofónu je kritické pre zachytenie optimálneho zvuku. Vzdialenosť mikrofónu od zdroja zvuku, uhol, pod ktorým je mikrofón umiestnený, a akustika miestnosti môžu výrazne ovplyvniť kvalitu záznamu. Experimentovanie s rôznymi pozíciami mikrofónu môže pomôcť nájsť optimálne nastavenie pre daný zvukový zdroj a prostredie.
Akustika miestnosti má veľký vplyv na kvalitu záznamu. Miestnosti s príliš veľkým odrazom zvuku (napríklad prázdne miestnosti s tvrdými povrchmi) môžu spôsobiť nežiaduce ozveny a reverb. Naopak, miestnosti s príliš veľkou absorpciou zvuku (napríklad miestnosti s kobercami a závesmi) môžu znieť príliš "mŕtvo". Použitie akustických panelov, basových pascí a difúzorov môže pomôcť zlepšiť akustiku miestnosti a dosiahnuť kvalitnejší záznam.
Pop filter je sieťka, ktorá sa umiestňuje pred mikrofón na zníženie nežiaducich "pop" zvukov, ktoré vznikajú pri výdychu vzduchu pri vyslovovaní plozívnych hlások (napríklad "p" alebo "b"). Shock mount je držiak, ktorý izoluje mikrofón od vibrácií, ktoré sa môžu preniesť cez stojan mikrofónu. Použitie pop filtru a shock mountu môže výrazne zlepšiť kvalitu záznamu.
Je dôležité nastaviť úroveň signálu tak, aby nebol príliš slabý (čo by viedlo k zvýšeniu šumu) ani príliš silný (čo by viedlo k skresleniu). Ideálne je nastaviť úroveň signálu tak, aby dosahovala maximálnu úroveň bez toho, aby dochádzalo k preťaženiu (clipping). Použitie VU metrov alebo meračov úrovne na audio rozhraní alebo mixážnom pulte môže pomôcť dosiahnuť optimálne nastavenie úrovne signálu.
Po zaznamenaní zvuku je možné ho spracovať digitálne pomocou rôznych softvérových nástrojov. Digitálne spracovanie zvuku umožňuje upraviť frekvenčnú odozvu, dynamiku, priestorovosť a ďalšie vlastnosti zvuku.
Ekvalizácia (EQ) umožňuje upraviť frekvenčnú odozvu zvuku. Pomocou EQ je možné zvýrazniť alebo potlačiť určité frekvencie, čím sa zmení celkový zvukový charakter záznamu. EQ sa často používa na odstránenie nežiaducich rezonancií, zvýraznenie detailov alebo prispôsobenie zvuku rôznym prehrávacím zariadeniam.
Kompresia znižuje dynamický rozsah zvuku, čo znamená, že znižuje rozdiel medzi najtichšími a najhlasnejšími časťami záznamu. Kompresia sa často používa na zvýšenie hlasitosti, zlepšenie zrozumiteľnosti a dosiahnutie konzistentnejšej úrovne signálu.
Reverb a delay sú efekty, ktoré simulujú priestorovosť zvuku. Reverb vytvára dojem, že zvuk sa odráža od stien miestnosti, zatiaľ čo delay vytvára opakovanie zvuku. Použitie reverbu a delay môže pridať zvuku hĺbku, priestor a atmosféru.
Šumová redukcia je proces, ktorý odstraňuje alebo znižuje nežiaduci šum zo záznamu. Existujú rôzne techniky šumovej redukcie, ktoré sa používajú na odstránenie rôznych typov šumu, ako je brum, syčanie alebo hluk pozadia.
Výber správneho mikrofónu závisí od mnohých faktorov, vrátane typu zvuku, ktorý sa má nahrávať, prostredia, v ktorom sa bude nahrávať, a rozpočtu. Tu je niekoľko tipov na výber správneho mikrofónu:
Pred kúpou mikrofónu je dôležité prečítať si recenzie, porovnať rôzne modely a vyskúšať si mikrofón, ak je to možné. Investícia do kvalitného mikrofónu môže výrazne zlepšiť kvalitu záznamu a dosiahnuť profesionálne výsledky.
tags: #Mikrofon