Mikrofon: erinevus redaktsioonide vahel

'''Mikrofon''' (kreeka k ''mikros'' ’väike’ + ''phone'' ’heli, hääl’) on [[sidetehnika | side-]] ja [[helitehnika]]s kasutatav [[elektroakustika]]seade, mis muundab [[helirõhk | helirõhu]] võnkumised [[elektripinge]] muutusteks. Vees levivate helilainete elektroakustilist muundurit nimetatakse [[hüdrofon]]iks.

Elektrodünaamilise ehk lühemalt dünaamilise mikrofoni membraani küljes olev võnkepool asub [[püsimagnet]]i [[magnetahel]]a rõngakujulises õhupilus. Kui membraan hakkab helirõhu muutuse mõjul võnkuma, lõikavad võnkepooli mähise keerud magnetvälja jõujooni ja neis [[elektromagnetiline induktsioon | indutseerub]] elektripinge, mis on võrdeline membraani liikumise kiirusega.

Elektrostaatiliste mikrofonide tüüpiline esindaja on kondensaatormikrofon, mis muundab [[helirõhk | helirõhu]] muutuse [[elektrimahtuvus]]e muutuseks. Füüsikaliselt moodustavad [[kondensaator]]i kaks plaati: üheks plaadiks on siin metallitatud membraan, mis asetseb teisest, paigalseisvast plaadist ainult paarikümne [[mikromeeter | mikromeetri]] kaugusel. Kuna membraan on väga kerge, järgib ta täpselt helirõhu muutusi kuni kõrgeimate helisagedusteni. Membraani võnkumisel muutub kondensaatori mahtuvus helirõhu muutuste taktis.

Tundlikkus on mikrofoni väljundpinge (millivoltides) ja tema membraanile telje sihis mõjuva helirõhu (paskalites) jagatis. Mõõdetakse kajata ruumis koormuseta (tühijooksu-) režiimis signaali sagedusel 1 kHz ja [[helirõhk | helirõhul]] 1 Pa (vastavalt helirõhu tasemel 94 dB). Tundlikkus on dünaamilisel mikrofonil enamasti 0,5–1,0 mV/Pa ja kondensaatormikrofonil 10–30 mV/Pa. Tundlikkus sõltub ka mikrofoni mõõtmetest: näiteks elektreetmikrofoni väikestel, 1/4-tollistel kapslitel on see 5–10 mV/Pa, 1/2-tollistel 30–50 mV/Pa ja 1-tollistel kuni 100 mV/Pa.

Mürataset määratletakse ekvivalentse helirõhuna, mis põhjustab mikrofoni väljundis niisama suure pinge kui mikrofoni omamüra kasuliku signaali puudumisel. Mürataset väljendatakse detsibellides kuuldelävele vastava helirõhu suhtes, kusjuures müramõõturis kasutatakse filtrit vastavalt standardile IEC 651 (koos A-ribafiltriga, mis arvestab kõrva sagedustundlikkust, vt [[Helivaljus# Mõõtühikud ja mõõtmine | Helivaljus]]). Parematel mikrofonidel jääb müratase vahemikku 10–20 dB (A). [[Signaali-mürasuhe]] on vastavalt 84–74 dB (A).

Suunadiagramm väljendab [[Polaarkoordinaadid | polaarkoordinaadistik]]us tundlikkuse sõltuvust nurgast mikrofoni telje esisuuna ja heliallikat mikrofoni keskmega ühendava sirge vahel. Suunadiagrammi kuju määrab see, kas mikrofoni elektromehaaniline muundur on tundlik ainult [[helirõhk | helirõhule]] või selle esi- ja tagaküljele mõjuvate helirõhkude erinevusele – helirõhu gradiendile. Ainult helirõhule tundliku mikrofoni tundlikkus ei sõltu madalatel sagedustel helilaine saabumise suunast ja suunadiagramm on ringikujuline ( salvestab hästi ka ruumikõla). Helirõhu gradiendile tundlike mikrofonide suunadiagramm võib sõltuvalt muunduri esi- ja tagaküljele mõjuvate helirõhkude vahekorrast olla kardioidikujulisest (ühesuunamikrofonil), mis võtab vastu põhiliselt eest ja külgedelt saabuvat heli, kuni kaheksakujuliseni (kahesuunamikrofonil).

Mikrofon on sümmeetrilise signaali allikas, mida on võimalik salvestusseadme ja võimendiga ühendada sümmeetrilise või ka ebasümmeetrilise skeemi järgi. Ebasümmeetrilise ühenduse korral juhib signaali ühesooneline kaabel, milles signaali tagasijuhtmeks on kaablivarje. Sümmeetrilisel kaablil on kaks signaalisoont, nii et mõlemad signaalikandjad on varje suhtes samaväärsed. Kaablisoontesse kanduvad siis ühesuurused häirepinged, mis võimendi [[Diferentsvõimendi | diferentssisendis]] kompenseeruvad. Sümmeetriline kaabel võib olla küllaltki pikk, ilma et oleks karta kõrgete helisageduste sumbumist või häirete, eriti [[müra (elektroonika)#võrgumüra |võrgumüra]] sissetungimist.

Mikrofonikaablil on tavaliselt Ø 3,5 mm [[pulkpistik]], peamiselt stuudiomikrofonidel aga [[XLR-konnektor | XLR-pistik]].

Kondensaator- ja elektreetmikrofon saab vajaliku toitepinge [[keemiline vooluallikas | patareist]] või siis seadmest, mille külge ta on ühendatud. Kasutatakse nn fantoomtoiteskeemi, mispuhul alalispinge pluss on mõlemal signaalisoonel ja miinus varjel. Seega puudub mikrofoni signaalisoonte vahel alalispinge.

Mikrofonidele on ohtlik vibratsioon, raputused ja põrutused. Mikrofoni proovimiseks ei tohi sellesesellesse puhuda; piisab kergest koputamisest (nt pliiatsiga) vastu mikrofoni kesta. Välistingimustes tuleb mikrofoni kaitsta tuulevarjega. Kondensaator- ja elektreetmikrofonid on eriti tundlikud suure õhuniiskuse suhtes. Seepärast pole neid soovitatav kasutada väljas. Elektreetmikrofonile on ohtlik ka kõrge temperatuur (üle 50 °C).

* [http://www.lr.ttu.ee/~eriklos/helitehnika/IRT0090-04.pdf Elektromehaanilised muundurid)]