הקלטת תזמורות ומקהלות בהופעות חיות
  www.arielrecordings.022.co.il
אריאל הקלטות
יום ה', כט’ בתשרי תשע”ח
    דף הבית  |  הרשמה לרשימת תפוצה  |  יצירת קשר  
בפרק זה אביא תיאור קצר של הטכנולוגיות המשמשות לייצור מיקרופונים וסוגי המיקרופונים
15:28 (21/05/17) Ariel Arielly

פרק ראשון – קצת פיסיקה אציג מספר חוקי פיסיקה שישמשו אותנו, בהמשך, להסביר את פעולתו של המיקרופון. 1. ישנו חוק בפיסיקה האומר כי אם נניע חוט העשוי חומר מוליך (נחושת, למשל) בתוך שדה מגנטי, ייוצר מתח חשמלי בין שני קצות המוליך. עוצמתו של המתח החשמלי תלוי בעוצמת השדה המגנטי ובמהירות תנועת המוליך. ע"מ להגדיל את עוצמתו של המתח החשמלי, אנחנו יכולים לחבר כמה מוליכים, אחד אחרי השני – בטור ולהכניס את כולם לתוך השדה המגנטי. מה, שבעצם עשינו כאן, ליפפנו סליל. מספר הכריכות בסליל שווה ערך למספר המוליכים שחיברנו בטור. כלומר, עוצמתו של המתח החשמלי יהיה מכפלה של מספר הליפופים של הסליל במהירות התנועה ובעוצמתו של השדה המגנטי. 2. אם ניקח לוח בעל שטח ידוע ונשנה את לחץ האוויר בצידו האחד, יפעל על הלוח כוח השווה למכפלת הלחץ בשטח הלוח. אם הלוח מעוגן למסגרת כלשהיא באמצעות קפיצים הלוח ינוע בהתאם לגודל הכוח ולמהירות שינוי הלחץ. 3. אם נניח שני לוחות עשויים חומר מוליך במקביל וביניהם נכניס חומר מבודד (פלסטיק, זכוכית ואפילו אוויר) נקבל רכיב חשמלי הנקרא "קבל". התכונה החשמלית של הקבל נקראת "קיבול" אשר גודלו תלוי בשטח הלוחות, במרחק בין הלוחות וסוג החומר המבודד שביניהם. 4. אם נחבר סוללה חשמלית, קוטב אחד ללוח אחד של הקבל וקוטב שני ללוח השני, הקבל ייטען באנרגיה חשמלית. 5. אם ננתק את הסוללה מהקבל, בין שני לוחותיו יישאר מתח חשמלי השווה למתח הסוללה. 6. אם ניקח את הקבל הטעון (סעיף 5) ונשנה את הקיבול שלו (למשל נשנה את המרחק בין שני הלוחות) נראה כי המתח בין הלוחות משתנה. פרק שני – מהו מיקרופון? המיקרופון הוא התקן חשמלי האמור לתרגם את שינויי לחץ האוויר לאות חשמלי אותו ניתן לעבד ולשמרו לצורך הפקת צליל במקום אחר או בזמן אחר. שאיפתנו כי המיקרופון יפיק מתח חשמלי, אשר ישתנה בדיוק באותה צורה של השתנות לחץ האוויר. כלומר, אם נצייר קו אדום המתאר את השתנות לחץ האוויר לאורך זמן, נצייר קו כחול המתאר את השתנות המתח החשמלי המופק במיקרופון לאורך הזמן ונניח את שני הקווים אחד ע"ג השני, נקבל חפיפה מושלמת קו סגול. במקרה זה נוכל לומר כי האות החשמלי המופק ע"י המיקרופון מייצג נאמנה את שינויי לחץ האוויר. אם נחזור לשער הראשון של המאמר, ניזכר כי שינויי לחץ האוויר הם, בעצם, הצליל הנשמע באזנינו. אם המיקרופון מפיק אות חשמלי הזהה לשינויי לחץ האוויר הרי שהאות החשמלי מייצג נאמנה את הצליל הנשמע. כמובן שזוהי השאיפה ראשונה שלנו בהגדרת מהות המיקרופון. "המיקרופון מפיק אות חשמלי המייצג את הצליל". השאיפה השנייה היא כי גודלו של האות החשמלי יהיה כזה, שניתן יהיה לעבדו בצורה נוחה וללא "רעשי רקע". פרק שלישי – אז, איך פועל המיקרופון? ישנן, למעשה, שתי טכנולוגיות נפוצות, על פיהן מייצרים מיקרופונים: טכנולוגיה מגנטית.טכנולוגיה קיבולית. מיקרופונים הפועלים לפי הטכנולוגיה המגנטית נקראים "מיקרופונים דינאמיים" ומיקרופונים הפועלים לפי הטכנולוגיה הקיבולית נקראים "מיקרופונים קיבוליים" ("קונדנסרים"). מיקרופון דינאמי מיקרופון דינאמי בנוי בשתי צורות עיקריות – סליל וסרט. מיקרופון הפועל עם סליל בנוי מלוחית דקה מאוד (ממברנה) החשופה ללחץ האוויר החיצוני, אליה מודבק סליל מחוט נחושת דק מאד. הסליל נמצא בתוך חריץ דק של מגנט עגול. כאשר לחץ האוויר משתנה, הממברנה נעה (עפ"י חוק מס' 2 שלמעלה) ואיתה נע הסליל בתוך השדה המגנטי. בין שני קצוות הסליל נוצר מתח חשמלי (עפ"י חוק מס' 1 שלמעלה). את קצוות הסליל מחברים באמצעות חוטים אל מחבר המיקרופון, אשר אליו מחברים את חוט המיקרופון המתחבר אל המיקסר או המגבר. יש להדגיש כי גודלו של המתח החשמלי תלוי (בין השאר) במהירות שינוי לחץ האוויר וככל שזו תהיה גבוהה יותר, כך גם גודלו של המתח המופק במוצא המיקרופון (נראה, מאוחר יותר, כי זוהי מגבלה המונעת ממיקרופון הבנוי בטכנולוגיה מגנטית, להפיק צליל נאמן באופן מוחלט למקור). בעיה נוספת העולה ממבנהו זה של המיקרופון הדינאמי היא המסה (משקל) הגבוהה, יחסית, של הממברנה עם הסליל המודבק אליה. ע"מ להקטין את המסה של הממברנה + הסליל, פיתחו צורה אחרת של מיקרופון דינאמי. במיקרופון זה, במקום סליל המודבק לממברנה, לקחו סרט אלומיניום דק מאד הנמצא בתוך שדה מגנטי ואשר חשוף ללחץ האוויר. במקרה זה, הסרט משמש הן כממברנה והן כמוליך החשמלי. מבנה זה מקנה למיקרופון את שמו – "מיקרופון סרט" (Ribbon Microphone). שני חסרונות בולטים יש למיקרופון הסרט: הראשון – מאחר ואין סליל, אין "מספר מוליכים" ולכן גודל המתח המופק מהמיקרופון נמוך מאד ומחייב הגברה מיוחדת. החיסרון השני הוא רגישות הסרט למשבי אוויר חזקים. אסור להשתמש במיקרופון בסביבה בה ישנן רוחות, אשר עלולות לגרום נזק לסרט. לעומת אלו, ייצור מיקרופון דינאמי, פשוט, יחסית ולכן מחירו הבסיסי – נמוך. מיקרופון קיבולי מיקרופון קיבולי בנוי מקבל, אשר לוח אחד שלו קשיח ומקובע לגוף המיקרופון והלוח השני, הוא, בעצם, ממברנה העשויה מחומר פלסטי דק ביותר עליו יש ציפוי זהב בשכבה מיקרונית. מה שמתקבל זוהי ממברנה כמעט חסרת מסה (משקל). אל הקבל הנ"ל (מכונה "קפסולה") מתחברים חוטי חשמל דקיקים המתחברים למעגל אלקטרוני. אם הקפסולה היא מסוג "אלקטרט", אין צורך לספק לה את המתח החשמל (חוק מס' 4 למעלה) ע"מ לטעון אותה לאנרגיה. האנרגיה אגורה בקפסולה באמצעות חומר כימי מיוחד המרוח ע"ג הלוח הקשיח של הקפסולה. אם המיקרופון הוא מסוג "External Polarization" יש צורך לטעון את הקבל מאותו מעגל אלקטרוני אליו מתחברת הקפסולה. המעגל האלקטרוני "לוקח" את האות החשמלי המופק בקפסולה (הנוצר, כאמור, עקב שינויי לחץ האוויר – חוק מס' 6 למעלה) תוך שהוא שומר שלא לפרוק את האנרגיה האגורה בקפסולה. מאחר וכבר קיים מעגל אלקטרוני במיקרופון, אז מדוע שלא לנצלו גם להגברת גודל האות החשמלי? ואכן, המעגל האלקטרוני גם מגביר את האות החשמלי המופק בקפסולה ומביאו לערך של בערך פי עשר מאשר גודלו של האות המופק במיקרופון הדינאמי. משמעות הדבר היא כי המיקרופון הקיבולי "רגיש יותר" מאשר המיקרופון הדינאמי. כלומר, עבור אותה עוצמת קול מתקבל מתח גבוה יותר במוצא המיקרופון. במילים אחרות, אפשר לקלוט במיקרופון צלילים הרבה יותר חלשים מאשר במיקרופון הדינאמי. אך, בכך לא מסתיימים יתרונותיו של המיקרופון הקיבולי. מאחר והמסה של הממברנה כמעט אפסית, יותר "קל" לה לנוע בשינויים מאד עדינים של האוויר (כלומר, הממברנה יכולה לעקוב הרבה יותר מדוייק אחרי צלילים אקוסטיים מורכבים ומסובכים, למשל, מקהלה מפיקה צליל מאד מורכב מבחינת השינויים בלחץ האוויר. מיקרופון דינאמי פשוט לא מסוגל לעקוב אחרי שינויים אלו). ועוד ייתרון חשוב יש לשיטה הקיבולית. האות המופק במוצא הקפסולה אינו תלוי במהירות השינוי של לחץ האוויר אלא, משקף במדוייק את הלחץ בכל רגע ורגע. תכונה זו עושה את המיקרופון הקיבולי לבעל יכולת המרת לחץ למתח בדיוק עצום. שתי התכונות האחרונות שמניתי, הן שעושות את המיקרופונים הקיבוליים למדוייקים יותר ולכן משמשים במקומות שהדיוק והאיכות חשובים ביותר. ה"חיסרון" הגדול של המיקרופון הקיבולי הוא המחיר. הדיוק הנדרש בייצור הקפסולה והתוספת של המעגל האלקטרוני הפנימי, מייקרים את עלות המיקרופון. "חיסרון" נוסף הוא הצורך "לשלוח" מתח פעולה למעגל האלקטרוני שבתוך המיקרופון. ישנן שתי שיטות: האחת התקנת סוללה בתוך גוף המיקרופון (בעיקר נפוץ במיקרופונים מסוג "אלקטרט") והשיטה השנייה היא "שליחת" מתח ע"ג הכבל המחבר בין כניסת המיקרופון שבמיקסר לבין המיקרופון (בדרך כלל 48 וולט). שיטה זו נקראת "פאנטום".

 
 
חדשות