మైక్రోఫోన్ ఎలా పనిచేస్తుంది, మైక్రోఫోన్‌ల రకాలు

సౌండ్ వైబ్రేషన్‌లను ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్‌గా మార్చడానికి మైక్రోఫోన్‌లు అని పిలువబడే ప్రత్యేక ఎలక్ట్రో-ఎకౌస్టిక్ పరికరాలు ఉపయోగించబడతాయి. ఈ పరికరం పేరు రెండు గ్రీకు పదాల కలయికకు సంబంధించినది, వీటిని "చిన్న" మరియు "వాయిస్"గా అనువదించారు.

మైక్రోఫోన్ అనేది గాలిలోని శబ్ద ప్రకంపనలను ఎలక్ట్రికల్ వైబ్రేషన్‌లుగా మార్చే సాధనం.

మైక్రోఫోన్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం ఏమిటంటే, ధ్వని కంపనాలు (వాస్తవానికి గాలి పీడన హెచ్చుతగ్గులు) పరికరం యొక్క సున్నితమైన పొరను ప్రభావితం చేస్తాయి మరియు ఇప్పటికే పొర యొక్క కంపనాలు విద్యుత్ ప్రకంపనల ఉత్పత్తికి కారణమవుతాయి, ఎందుకంటే ఇది భాగానికి అనుసంధానించబడిన పొర. విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేసే పరికరం యొక్క పరికరం, నిర్దిష్ట మైక్రోఫోన్ రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఒక విధంగా లేదా మరొక విధంగా, నేడు మైక్రోఫోన్‌లు సైన్స్, టెక్నాలజీ, ఆర్ట్ మొదలైన వివిధ రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అవి ఆడియో పరికరాలలో, మొబైల్ గాడ్జెట్‌లలో, వాయిస్ కమ్యూనికేషన్‌లో, వాయిస్ రికార్డింగ్‌లో, వైద్య నిర్ధారణలో మరియు అల్ట్రాసౌండ్ పరిశోధనలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి.అవి సెన్సార్‌లుగా పనిచేస్తాయి మరియు మానవ కార్యకలాపాల యొక్క అనేక ఇతర రంగాలలో, ఒక రూపంలో లేదా మరొక రూపంలో మైక్రోఫోన్ లేకుండా చేయలేరు.

మైక్రోఫోన్‌లు వేర్వేరు డిజైన్‌లను కలిగి ఉంటాయి, ఎందుకంటే వివిధ రకాల మైక్రోఫోన్‌లలో వివిధ భౌతిక దృగ్విషయాలు విద్యుత్ డోలనాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కారణమవుతాయి, ప్రధానమైనవి: విద్యుత్ నిరోధకత, విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ, సామర్థ్యంలో మార్పు మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం... నేడు, పరికరం యొక్క సూత్రం ప్రకారం, మూడు ప్రధాన రకాల మైక్రోఫోన్లను వేరు చేయవచ్చు: డైనమిక్, కండెన్సర్ మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్. అయినప్పటికీ, కార్బన్ మైక్రోఫోన్‌లు ఇప్పటి వరకు కొన్ని చోట్ల అందుబాటులో ఉన్నాయి మరియు మేము వాటితో మా సమీక్షను ప్రారంభిస్తాము.

కార్బన్ మైక్రోఫోన్

1856 లో, ఒక ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్త డు మోన్సెల్ తన పరిశోధనను ప్రచురించింది, ఇది గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ల సంపర్క ప్రాంతంలో చిన్న మార్పుతో కూడా, విద్యుత్ ప్రవాహానికి వాటి నిరోధకత చాలా గణనీయంగా మారుతుందని నిరూపించింది.

ఇరవై సంవత్సరాల తరువాత, ఒక అమెరికన్ ఆవిష్కర్త ఎమిల్ బెర్లినర్ ఈ ప్రభావం ఆధారంగా ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి కార్బన్ మైక్రోఫోన్‌ను రూపొందించింది. ఇది మార్చి 4, 1877 న జరిగింది.

బెర్లినర్ మైక్రోఫోన్ యొక్క ఆపరేషన్ ఖచ్చితంగా వాహక సంపర్క ప్రాంతంలో మార్పు కారణంగా సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతిఘటనను మార్చడానికి కార్బన్ రాడ్‌లను సంప్రదించే ఆస్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఇప్పటికే మే 1878 లో, ఆవిష్కరణ అభివృద్ధి ఇవ్వబడింది డేవిడ్ హ్యూస్, ఎవరు కోణాల చివరలతో గ్రాఫైట్ రాడ్‌ను మరియు ఒక జత కార్బన్ కప్పుల మధ్య దానికి స్థిరంగా ఉండే పొరను అమర్చారు.

మెమ్బ్రేన్ దానిపై ధ్వని చర్య నుండి కంపించినప్పుడు, కప్పులతో రాడ్ యొక్క సంపర్క ప్రాంతం కూడా మారుతుంది మరియు రాడ్ కనెక్ట్ చేయబడిన ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్ యొక్క నిరోధకత కూడా మారుతుంది. ఫలితంగా, ధ్వని యొక్క కంపనాలు తర్వాత సర్క్యూట్లో కరెంట్ మార్చబడింది.

థామస్ అల్వా ఎడిసన్ మరింత ముందుకు వెళ్ళాడు-అతను రాడ్‌ను బొగ్గు ధూళితో భర్తీ చేశాడు. కార్బన్ మైక్రోఫోన్ యొక్క అత్యంత ప్రసిద్ధ రూపకల్పన రచయిత ఆంథోనీ వైట్ (1890) పాత అనలాగ్ టెలిఫోన్‌ల హెడ్‌సెట్‌లలో ఇప్పటికీ ఈ మైక్రోఫోన్‌లను కనుగొనవచ్చు.

కార్బన్ మైక్రోఫోన్ రూపొందించబడింది మరియు ఈ క్రింది విధంగా పనిచేస్తుంది. మూసివున్న క్యాప్సూల్‌లో ఉంచబడిన కార్బన్ పౌడర్ (కణికలు) రెండు మెటల్ ప్లేట్ల మధ్య ఉంటుంది. క్యాప్సూల్ యొక్క ఒక వైపున ఉన్న ప్లేట్లలో ఒకటి పొరకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.

పొరపై ధ్వని పనిచేసినప్పుడు, అది కంపిస్తుంది, కంపనాలను కార్బన్ ధూళికి ప్రసారం చేస్తుంది. ధూళి కణాలు వైబ్రేట్ అవుతాయి, కాలానుగుణంగా ఒకదానితో ఒకటి సంపర్క ప్రాంతాన్ని మారుస్తాయి. అందువలన, మైక్రోఫోన్ యొక్క విద్యుత్ నిరోధకత కూడా హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది, ఇది కనెక్ట్ చేయబడిన సర్క్యూట్లో ప్రస్తుత మారుతుంది.

మొదటి మైక్రోఫోన్‌లు సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి గాల్వానిక్ బ్యాటరీతో వోల్టేజ్ మూలంగా.

అటువంటి మైక్రోఫోన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్‌కు అనుసంధానించబడినప్పుడు, దాని ద్వితీయ వైండింగ్ నుండి పొరపై పనిచేసే ధ్వనితో సమయానికి హెచ్చుతగ్గుల ధ్వనిని తొలగించడం సాధ్యమవుతుంది. వోల్టేజ్… కార్బన్ మైక్రోఫోన్ అధిక సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది కొన్ని సందర్భాల్లో యాంప్లిఫైయర్ లేకుండా కూడా ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది. కార్బన్ మైక్రోఫోన్ ఒక ముఖ్యమైన లోపంగా ఉన్నప్పటికీ — ముఖ్యమైన నాన్-లీనియర్ వక్రీకరణలు మరియు శబ్దం యొక్క ఉనికి.

కండెన్సర్ మైక్రోఫోన్

కండెన్సర్ మైక్రోఫోన్ (ఇది ధ్వని ప్రభావంతో విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని మార్చే సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది) ఒక అమెరికన్ ఇంజనీర్చే కనుగొనబడింది ఎడ్వర్డ్ వెంటే 1916లోకెపాసిటర్ దాని ప్లేట్ల మధ్య దూరం మార్పుపై ఆధారపడి కెపాసిటెన్స్‌ని మార్చగల సామర్థ్యం ఇప్పటికే బాగా తెలుసు మరియు ఆ సమయంలో అధ్యయనం చేయబడింది.

కాబట్టి, కండెన్సర్ ప్లేట్లలో ఒకటి ఇక్కడ ధ్వనికి సున్నితంగా ఉండే సన్నని కదిలే పొరగా పనిచేస్తుంది. పొర దాని సన్నబడటం వల్ల తేలికగా మరియు సున్నితంగా మారుతుంది, ఎందుకంటే బంగారు లేదా నికెల్ యొక్క సన్నని పొరతో సన్నని ప్లాస్టిక్ సాంప్రదాయకంగా దాని ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడుతుంది. దీని ప్రకారం, రెండవ కెపాసిటర్ ప్లేట్ స్థిరంగా ఉండాలి.

ప్రత్యామ్నాయ ధ్వని పీడనం ఒక సన్నని ప్లేట్‌పై పనిచేసినప్పుడు, అది కంపించేలా చేస్తుంది-లేదా రెండవ కెపాసిటర్ ప్లేట్ నుండి దూరంగా ఉంటుంది. ఈ సందర్భంలో, అటువంటి రకమైన వేరియబుల్ కెపాసిటర్ యొక్క విద్యుత్ సామర్థ్యం మారుతుంది మరియు మారుతుంది. ఫలితంగా, ఈ కెపాసిటర్ చేర్చబడిన ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌లో, విద్యుత్ పొరపై పడే ధ్వని తరంగం ఆకారాన్ని పునరావృతం చేసే డోలనం.

ప్లేట్‌ల మధ్య పనిచేసే విద్యుత్ క్షేత్రం బాహ్య వోల్టేజ్ మూలం (ఉదా. బ్యాటరీ) ద్వారా లేదా మొదట్లో ఒక ప్లేట్‌కు పూతగా ధ్రువణ పదార్థాన్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా సృష్టించబడుతుంది (ఎలెక్ట్రెట్ మైక్రోఫోన్ ఒక రకమైన కండెన్సర్ మైక్రోఫోన్).

సిగ్నల్ చాలా బలహీనంగా ఉన్నందున, ధ్వని నుండి కెపాసిటెన్స్‌లో మార్పు చాలా చిన్నదిగా మారినందున, పొర కేవలం గ్రహించలేని విధంగా కంపిస్తుంది కాబట్టి, ఇక్కడ ప్రీయాంప్లిఫైయర్‌ని ఉపయోగించాలి. ప్రీయాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ ఆడియో సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తిని పెంచినప్పుడు, ఇప్పటికే విస్తరించిన సిగ్నల్ రూట్ చేయబడుతుంది యాంప్లిఫైయర్కు… కాబట్టి కండెన్సర్ మైక్రోఫోన్‌ల యొక్క మొదటి ప్రయోజనం — అవి చాలా ఎక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద కూడా చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి.

డైనమిక్ మైక్రోఫోన్

డైనమిక్ మైక్రోఫోన్ పుట్టుక జర్మన్ శాస్త్రవేత్తల ఘనత గెర్విన్ ఎర్లాచ్ మరియు వాల్టర్ షాట్కీ… 1924లో వారు కొత్త రకం మైక్రోఫోన్‌ను పరిచయం చేశారు, డైనమిక్ మైక్రోఫోన్, ఇది లీనియరిటీ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందన పరంగా దాని కార్బన్ పూర్వీకతను అధిగమించింది మరియు దాని అసలు విద్యుత్ పారామితులలో దాని కండెన్సర్ కౌంటర్‌పార్ట్‌ను అధిగమించింది. వారు అయస్కాంత క్షేత్రంలో చాలా సన్నని (సుమారు 2 మైక్రాన్ల మందపాటి) అల్యూమినియం రేకుతో కూడిన ముడతలుగల రిబ్బన్‌ను ఉంచారు.

1931 లో, మోడల్ అమెరికన్ ఆవిష్కర్తలచే మెరుగుపరచబడింది. టోర్స్ మరియు వెంటే… వారు డైనమిక్ మైక్రోఫోన్‌ను అందించారు ఒక ఇండక్టర్ తో… ఈ పరిష్కారం ఇప్పటికీ రికార్డింగ్ స్టూడియోలకు ఉత్తమమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది.

డైనమిక్ మైక్రోఫోన్ ఆధారంగా ఉంటుంది విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క దృగ్విషయం… పొర శాశ్వత అయస్కాంత క్షేత్రంలో తేలికపాటి ప్లాస్టిక్ ట్యూబ్ చుట్టూ చుట్టబడిన సన్నని రాగి తీగతో జతచేయబడుతుంది.

ధ్వని కంపనాలు పొరపై పనిచేస్తాయి, పొర కంపిస్తుంది, ధ్వని తరంగం ఆకారాన్ని పునరావృతం చేస్తుంది, వైర్‌కు దాని కదలికలను ప్రసారం చేసేటప్పుడు, వైర్ అయస్కాంత క్షేత్రంలో కదులుతుంది మరియు (విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ నియమానికి అనుగుణంగా) విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రేరేపించబడుతుంది. తీగలో, ధ్వని ఆకారాన్ని పునరావృతం చేయడం, పొరపై పడటం.

ప్లాస్టిక్ మద్దతుతో ఉన్న వైర్ చాలా తేలికైన నిర్మాణం కాబట్టి, ఇది చాలా మొబైల్ మరియు చాలా సున్నితమైనదిగా మారుతుంది మరియు విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ ముఖ్యమైనది.

ఎలక్ట్రోడైనమిక్ మైక్రోఫోన్‌లు కాయిల్ మైక్రోఫోన్‌లు (అయస్కాంతం యొక్క వార్షిక గ్యాప్‌లో డయాఫ్రాగమ్‌తో అమర్చబడి ఉంటాయి), రిబ్బన్ మైక్రోఫోన్‌లు (ఇందులో ముడతలుగల అల్యూమినియం ఫాయిల్ కాయిల్ మెటీరియల్‌గా పనిచేస్తుంది), ఐసోడైనమిక్, మొదలైనవిగా విభజించబడ్డాయి.

క్లాసిక్ డైనమిక్ మైక్రోఫోన్ నమ్మదగినది, ఆడియో ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిలో విస్తృత శ్రేణి వ్యాప్తి సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంది మరియు తయారీకి చౌకగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, ఇది అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద తగినంత సున్నితంగా ఉండదు మరియు ధ్వని ఒత్తిడిలో ఆకస్మిక మార్పులకు పేలవంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది - ఇవి దాని ప్రధాన లోపాలలో రెండు.

డైనమిక్ రిబ్బన్ మైక్రోఫోన్ భిన్నంగా ఉంటుంది, అయస్కాంత క్షేత్రం పోల్ ముక్కలతో శాశ్వత అయస్కాంతం ద్వారా సృష్టించబడుతుంది, దీని మధ్య ఒక సన్నని అల్యూమినియం స్ట్రిప్ ఉంటుంది, ఇది రాగి తీగకు ప్రత్యామ్నాయం.

టేప్ అధిక విద్యుత్ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది, కానీ ప్రేరేపిత వోల్టేజ్ చిన్నది, కాబట్టి ఇది సర్క్యూట్‌కు జోడించబడాలి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను పెంచండి… ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ ద్వారా అటువంటి సర్క్యూట్లో ఉపయోగకరమైన వినగల సిగ్నల్ తొలగించబడుతుంది.

రిబ్బన్ డైనమిక్ మైక్రోఫోన్ సంప్రదాయ డైనమిక్ మైక్రోఫోన్ వలె కాకుండా చాలా ఏకరీతి ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిని ప్రదర్శిస్తుంది.

శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థంగా, మైక్రోఫోన్‌లు అధిక అవశేష ప్రేరణతో (ఉదా NdFeB) గట్టి అయస్కాంత మిశ్రమాలను ఉపయోగిస్తాయి. శరీరం మరియు ఉంగరం మృదువైన అయస్కాంత మిశ్రమాలతో తయారు చేయబడ్డాయి (ఉదా. ఎలక్ట్రికల్ స్టీల్ లేదా పెర్మలాయిడ్).

పైజోఎలెక్ట్రిక్ మైక్రోఫోన్

1925లో రష్యన్ శాస్త్రవేత్తలు ర్జెవ్‌కిన్ మరియు యాకోవ్‌లెవ్‌లు ఆడియో టెక్నాలజీలో కొత్త పదాన్ని మాట్లాడారు. వారు ధ్వనిని ప్రస్తుత డోలనాలుగా మార్చడానికి ప్రాథమికంగా కొత్త విధానాన్ని ప్రతిపాదించారు - పియజోఎలెక్ట్రిక్ మైక్రోఫోన్. ధ్వని ఒత్తిడి యొక్క చర్య బహిర్గతమవుతుంది పైజోఎలెక్ట్రిక్ క్రిస్టల్.

ధ్వని రాడ్‌కు అనుసంధానించబడిన పొరపై పనిచేస్తుంది, ఇది పియజోఎలెక్ట్రిక్‌తో జతచేయబడుతుంది. పియెజో క్రిస్టల్ రాడ్ యొక్క కంపనాల చర్యలో వైకల్యంతో ఉంటుంది మరియు దాని టెర్మినల్స్ వద్ద వోల్టేజ్ కనిపిస్తుంది, సంఘటన ధ్వని ఆకారాన్ని పునరావృతం చేస్తుంది. ఈ వోల్టేజ్ ఉపయోగకరమైన సిగ్నల్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.