Mikrofon - jaký kam použít

Mikrofon je zařízení sloužící ke snímání zvuku, k převodu akustických vln na elektrický signál. Existuje mnoho typů mikrofonů, lišících se konstrukcí, principy i vlastnostmi. Mezi základní druhy patří mikrofony uhlíkové, piezoelektrické, elektromagnetické, elektrodynamické, kondenzátorové a elektretové.

Uhlíkový mikrofon je nejstarším druhem mikrofonu, dodnes však nalézá uplatnění, především v telefonní technice. Díky vnějšímu zdroji energie a užitému principu je schopen dodávat relativně silný signál, byť v malém kmitočtovém rozsahu (200 - 4000 Hz). Pro uvedený účel však postačuje.

Piezoelektrický mikrofon užívá ke své činnosti schopnosti krystalů některých látek poskytovat při mechanické deformaci elektrický signál. Může pracovat bez vnějšího zdroje energie a může dodávat značné výstupní napětí. Kmitočtový rozsah piezoelektrického mikrofonu je 60 - 10 000 Hz, má poměrně velké zkreslení a jeho kmitočtová charakteristika není zcela vyrovnaná. Na tomto principu se vyrábějí přesné bezmembránové mikrofony pro snímání zvuku pod vodou, z nichž některé mohou pracovat i v hloubkách přes 1000 metrů a snímat i v ultrazvukovém pásmu.

Elektromagnetický mikrofon převádí změny magnetického toku způsobené pohybem feromagnetické kotvy (membrány), rozechvívané zvukovými vlnami, na elektrický signál. Napětí je indukováno ve vinutí cívky, která obepíná feromagnetickou kotvu. Tento typ mikrofonu nemá příliš dobré elektroakustické vlastnosti, kmitočtový rozsah 300 - 5000 Hz. Užívá se např. ve sluchadlech pro nedoslýchavé.

Elektrodynamický mikrofon se vyrábí v provedení cívkovém nebo páskovém, princip obou je ale stejný. Při pohybu vodiče v magnetickém poli se v tomto vodiči indukuje napětí. U páskového mikrofonu je vodičem tenký, pružný hliníkový pásek, který současně slouží jako membrána. Zdrojem magnetického pole je permanentní magnet. Výstupní napětí a impedance páskového mikrofonu jsou malé, proto je nutno použít transformátor. Většího napětí i impedance se dosahuje u cívkového elektrodynamického mikrofonu . Tyto druhy mikrofonů patří stále k široce využívaným.

Kondenzátorový mikrofon patří k nejkvalitnějším snímačům zvuku. Pracuje na principu změn elektrického napětí, způsobených změnou kapacity. Mikrofon je tvořen membránou z kovu či pokovené plastové fólie, umístěnou 0,02mm od druhé pevné elektrody. Vodivá membrána se akustickým tlakem deformuje, což způsobuje změnu kapacity mikrofonu. Mění-li se kapacita mikrofonu, mění se i akumulovaný náboj, který se vyrovnává přes zdroj napětí a to způsobuje průchod proudu obvodem. Přiváděné napětí však musí být relativně vysoké (řádu desítek voltů), což je značnou nevýhodou tohoto typu mikrofonu.

Elektretový mikrofon je kapacitní mikrofon, jehož pevná elektroda je opatřena vrstvou elektretu. Ten v sobě uchovává trvalý elektrický náboj, což umožňuje užívat mikrofon i bez velkého polarizačního napětí. Součástí tohoto typu mikrofonu je impedanční měnič, který upravuje velkou elektrickou impedanci elektretového mikrofonu (řádově stovky megaohmů). Citlivost membrány je přímo úměrná kapacitě měniče a tím i ploše jeho membrány, která však zase limituje horní mez kmitočtového průběhu. Proto je nutný kompromis mezi citlivostí a horní mezní frekvencí.