BLOG: Jak działa mikrofon dynamiczny?

CZYM JEST MIKROFON DYNAMICZNY?

Termin „dynamiczny” może mieć wiele znaczeń, zwłaszcza jeśli chodzi o dźwięk i muzykę. W poruszanym tutaj przypadku nie ma to jednak nic wspólnego z „zakresem dynamiki” czy „dynamicznym występem”. W pożądanym tu kontekście odnosi się do elektromagnetyzmu, który dzieje się np. wewnątrz dynamo roweru: gdy przewodnik elektryczny porusza się w polu magnetycznym, indukowany jest prąd elektryczny.

Mikrofony dynamiczne to więc mikrofony zamieniające dźwięk na sygnał elektryczny za pomocą elektromagnesu. Można je podzielić na dwie kategorie: mikrofony z ruchomą cewką i ruchomą wstęgą.

MIKROFONY Z RUCHOMĄ CEWKĄ (AKA „DYNAMICZNE MIKROFONY”)

Mikrofony z ruchomą cewką są prawdopodobnie najłatwiejsze do zrozumienia, ponieważ są w zasadzie zbudowane jak głośnik: cewka jest przyklejona do tylnej części membrany, a wokół cewki znajduje się silny magnes. Gdy fale dźwiękowe uderzają w mikrofon, membrana porusza się w rytm fal dźwiękowych, a cewka porusza się razem z nią. Względny ruch cewki w jej (stacjonarnej) szczelinie magnetycznej powoduje niewielkie napięcie sygnału w cewce. Tak działa Twój mikrofon, urządzenie, które zamienia dźwięk na sygnał elektryczny.

Mikrofony z ruchomą cewką są często preferowane do użytku na scenie, ponieważ są dość wytrzymałe i nie wymagają zewnętrznego zasilania. W studiu, realizatorzy zazwyczaj wolą mikrofon pojemnościowy lub w niektórych przypadkach mikrofon wstęgowy, które nie są tak wytrzymałe, ale za to oferują doskonałą reprodukcję dźwięku.

Mikrofony z ruchomą cewką są zdecydowanie najczęstszym typem mikrofonów dynamicznych. A ponieważ „mikrofon z ruchomą cewką” to nazwa dość długa, większość inżynierów dźwięku woli nazywać je „mikrofonami dynamicznymi” lub po prostu „dynamikami”, postrzegając tym samym mikrofony wstęgowe jako kompletnie odrębną kategorię. Choć jest to technicznie niepoprawne, to z praktycznego punktu widzenia ma to sens, ponieważ mikrofony wstęgowe to kompletnie inne bestie, które brzmią i zachowują się inaczej niż mikrofony z ruchomą cewką.

Najpopularniejsze „dynamiki” to legendarne Shure SM57 i SM58 lub Sennheiser E835, oraz kojarzony przede wszystkim z rozgłośniami radiowymi i nagraniami studyjnymi Shure SM7B.

Zasada działania mikrofonu wstęgowego
Przetwornik wstęgowy: dwa magnesy stałe w metalowej ramie tworzą szczelinę magnetyczną, w której cienka aluminiowa wstęga może poruszać się wraz z falami dźwiękowymi.

MIKROFONY WSTĘGOWE

Mikrofony wstęgowe działają na tej samej zasadzie, czyli dzięki indukcji elektromagnetycznej. Jednak zamiast membrany i cewki, przetwornik wstęgowy wykorzystuje wąski pasek niezwykle cienkiej folii aluminiowej. Innymi słowy, sama membrana jest przewodnikiem elektrycznym, który porusza się wewnątrz szczeliny magnetycznej. Taki cienki kawałek aluminiowej wstęgi jest znacznie lżejszy od membrany z cewką z miedzianego drutu. Przetwornik wstęgowy jest zatem w stanie dokładniej śledzić ruchy fal dźwiękowych niż kapsuła z ruchomą cewką.

Jednakże, gdy w szczelinie magnetycznej znajduje się tylko jeden przewodnik zamiast całej cewki drutu, wytwarza on również znacznie mniejszą moc wyjściową. Mikrofony wstęgowe zawierają więc dodatkowy transformator blokowy, który zwielokrotnia około 30-krotnie napięcie wyjściowe przetwornika. Mimo to, mikrofony wstęgowe mają zazwyczaj niższą czułość (tj. poziom wyjściowy na danym poziomie ciśnienia akustycznego) niż mikrofon z ruchomą cewką. Mikrofon wstęgowy wymaga więc przedwzmacniacza z bardzo niskimi szumami własnymi i dużym zapasem wzmocnienia.

Z natury rzeczy, mikrofony wstęgowe są dwukierunkowe, tzn. są równie wrażliwe na dźwięk dobiegający z przodu i dźwięk dobiegający z tyłu. Jednak fale dźwiękowe dochodzące z boku nie powodują ruchu wstęgi. Taką charakterystykę nazywamy ósemkową.

Mikrofony wstęgowe są bardzo delikatne i muszą być traktowane z wielką ostrożnością. Kolejną wadą jest to, że reakcja większości mikrofonów wstęgowych na wysokie tony jest dość ograniczona. Dziś, mikrofony wstęgowe są używane do specjalnych zastosowań, tylko tam, gdzie nie są wymagane wysokie częstotliwości (np. przy kolumnach gitarowych), lub tam gdzie są problematyczne (zbyt jaskrawe instrumenty dęte).

Stosunkowo nowym rozwiązaniem są tzw. aktywne mikrofony wstęgowe, które zawierają układ wzmacniacza dla wyższej mocy wyjściowej. Aktywne mikrofony tego typu wymagają mocy fantomowej, czyli charakterystycznego +48V – podobnie jak mikrofony pojemnościowe.

Popularnymi pasywnymi mikrofonami wstęgowymi jest np. sE Electronics VR1 Voodoo, a z kontrukcji aktywnych możemy wyróżnić sE VR2 Voodoo, Rode NTR oraz Sontronics Delta 2.