Ondřej Básler

Mikrofon
Mikrofon je zařízení pro přeměnu zvukového signálu na signál elektrický. První mikrofon
vynalezl tvůrce gramofonu Emil Berliner 4. března 1877.
•
•
•
•
•
Kondenzátorový mikrofon pracuje tak, že zvukové kmity rozechvívají membránu,
která je jednou z elektrod kondenzátoru, připojeného do elektrického obvodu. V rytmu
změny polohy membrány se mění kapacita kondenzátoru. Tato změna se převádí na
elektrický signál buď tak, že je vlastní mikrofonní vložka napájena z velmi měkkého
zdroje polarizačního napětí a napětí na ní je snímáno předzesilovačem s velkou
vstupní impedancí, nebo je kapacita vložky použita jako součást vysokofrekvenčního
oscilátoru, rozlaďovaného změnou kapacity, a v následujících obvodech je dopraven
nízkofrekvenční signál. Kondenzátorové mikrofony obou provedení vyžadují napájení.
Při vhodné konstrukci mikrofonní vložky je možné polarizačním napětím měnit
směrové charakteristiky mikrofonu, což umožňují některé studiové mikrofony.
Kondenzátorové mikrofony jsou pokládány za nejkvalitnější a používají se často pro
profesionální záznam. Také se vyrábějí pro měřící účely.
Elektretový mikrofon je typem kondenzátorového mikrofonu, u něhož je elektrické
pole, nezbytné pro funkci, vytvářeno nevodivou hmotou, která je permanentně
elektricky nabitá. V rytmu pohybu membrány se opět mění kapacita kondenzátoru a
tím i napětí mezi deskami. Změny napětí musejí být zpracovávány předzesilovačem s
vysokou vstupní impedancí, který je proto součástí mikrofonu. Elektretové mikrofony
vyžadují napájení pro vestavěný předzesilovač. Vyrábějí se jak pro nejnáročnější
profesionální účely, tak pro nenáročné aplikace–u počítačů, v telefonech apod.
Dynamický mikrofon: membrána pohybuje cívkou v magnetickém poli, vytvořeném
permanentním magnetem, čímž je vytvářen elektrický proud (viz Zákon
elektromagnetické indukce). Dynamické mikrofony jsou méně citlivé než
kondenzátorové mikrofony, lépe proto zpracují například hlasitý zpěv při živých
vystoupeních, ozvučení veřejných shromáždění apod. Bývají poměrně odolné proti
mechanickému poškození. Nevyžadují napájení.
Jedním z dynamických mikrofonů je mikrofon páskový. Membránou je kovový
pásek, většinou z tenké hliníkové fólie, umístěný v magnetickém poli. Vzhledem k
jeho mechanické konstrukci je náchylný k mechanickému poškození a je proto
používán většinou jen ve studiových podmínkách.
Uhlíkový mikrofon byl prvním použitelným mikrofonem, využíval se do 30.–40. let
20. století, v telefonech až do 80. let 20. století. Membrána stlačuje uhlíková zrnka,
čímž mění jejich odpor. Mikrofon umožňuje přímo ovlivňocat procházející signál,
čehož se využívalo na počátku 20. století, kdy nebyly zesilovací prvky. V začátcích
rozhlasového vysílání uhlíkovými mikrofony procházel signál vysílače s vysokým
výkonem, mikrofony proto vyžadovaly chlazení. Uhlíkové mikrofony jsou nekvalitní,
při nežádoucím pohybu vydávají chrastivé zvuky a proto byly umísťovány do těžkých
pouzder upevněných do soustavy pružin. Uhlíkové mikrofonní vložky se dlouhá léta
používaly v telefonních přístrojích.
•
Piezoelektrický mikrofon se používal převážně v 50. letech 20. století. Pracuje na
principu piezoelektrického jevu: stlačováním či ohybem některých materiálů vzniká
elektrické napětí. Tyto mikrofony však nikdy nebyly příliš kvalitní. Používaly se v
systémech veřejného ozvučení a i tam se od jejich užívání upustilo s nástupem
dynamického mikrofonu. Piezoelektrického jevu se však dlouhou dobu využívalo v
zařízení podobnému mikrofonu–gramofonové přenosce, kde se u levných výrobků
využívá doposud.
Směrové charakteristiky
Konstruktéři mikrofony záměrně navrhují s různými charakteristikami v závislosti na
předpokládaném použití. Směrová charakteristika je frekvenčně závislá – projevuje se
zpravidla u vysokých tónů, zatímco hluboké zůstávají nepoznamenány.
•
•
•
•
•
kulová charakteristika je, při které mikrofon přijímá zvuk stejně kvalitně ze všech
stran. Je nejjednodušejší a je typická pro levné elektretové mikrofony, velké jen
několik milimetrů.
Kardioidní neboli ledvinová charakteristika potlačuje příjem zvuku zezadu
mikrofonu. Jde o typickou charakteristiku dynamických mikrofonů pro zpěváky,
neboť potlačuje zpětnou vazbu.
Hyperkardioidní charakteristika je více směrová než chrakteristika kardioidní.
Osmičková charakteristika je taková, při které mikrofon přijímá zvuk pouze
zepředu a zezadu, nikoliv však ze stran. Používá se především při některých
metodách snímání stereofonního zvuku.
Úzce směrová charakteristika má výrazně oslaben příjem zvuku zezadu, čehož
bývá z fyzikálních důvodů dosaženo za cenu délky mikrofonu až 1 metr. Používá
se pro příjem pomocného zvuku při filmování. Úzce směrová charakteristika
mikrofonu je dosahována za cenu zřetelného zhoršení frekvenční charakteristiky,
nebo jen v části zvukového spektra.
Kulová
Kardioiní
Hyperkardioidní
osmičková
úzce směrová