Mikrofony a Reproduktory

Z PanWiki

Jak se zaznamenává a reprodukuje zvuk

Když zpívá zpěvák na rockovém koncertě do mikrofonu, navozuje tím celý sled přeměn energie, který končí zvukem, jejž slyší dav posluchačů: Většina dnešních mikrofonů je tak citlivá, že zachytí i tichý šepot, který je pak přeměněn do průběžně se měnících elektrických vln. Zesilovače přetvoří tento drobný signál na proud, který je dostatečně silný, aby aktivoval celé řady reproduktorů, při čemž je možno i zesilovat různé frekvence (tedy výšky zvuku), aby se dosáhlo vyrovnaného vjemu. Reproduktory mohou být nejrůznějších rozměrů, od droboučkých výškových reproduktorů až po 40 centimetrové hloubkové basové reproduktory.

Mikrofony a reproduktory jsou podobné přístroje. Mikrofon zachycuje proměnlivý tlak vyvíjený zvukem k vytvoření elektrické vlny: reproduktor zachytí elektrickou vlnu a přemění ji zpět na zvuk. Avšak amplituda vlny, tedy její maximální výkyv od nulové hodnoty, potřebná pro reproduktor, je mnohokrát větší než pro mikrofon. Amplitudu zvyšuje zesilovač vlny při dokonalém zachování jejího tvaru. Téměř všechny mikrofony obsahují membránu určitého typu, což je tenká vrstva, která se pohybuje v souladu a proměnlivým tlakem, který vyvolává zvuková vlna, a vyvolává elektrický proud. V kondenzátorovém mikrofonu tvoří membrána součást kondenzátoru, v němž se ukládá elektrický náboj. Tento náboj je bud' permanentně uchován v takzvaném elektretu nebo se získává ze připojeného elektrického zdroje týmiž kabely, které jsou použity pro zvukový signál, aniž je ovlivněn tvar tohoto signálu. Jak se membrána pohybuje dopředu a dozadu, napětí na kondenzátoru se mění a stává se vlastně elektrickým obrazem přijímaného zvuku.

B - zachycuje zvuk přímo před sebou.

C - Protažená charakteristika typu B.

D - Osmičková charakteristika, je citlivý na zvuk přicházející zepředu.

Stěny bezodrazové komory jsou pokryty klínovitými kusy plastické pěny, spojené s volně položenou podlahou a stropem, které dokonale pohlcují jakýkoliv odražený zvuk. Taková komora dovoluje posoudit věrnost a citlivost mikrofonů.

Existují i další způsoby přeměny zvuku na elektřinu. Membrána mikrofonu s pohyblivou cívkou je připojena k navinutému drátu vznášejícímu se v silném magnetickém poli. Jak se membrána chvěje, vzniká v cívce napětí a generuje se elektrický proud. Ještě v jiném uspořádání je membrána připojena na piezoelektrickou destičku, pohyb membrány tu vyvolává měnící se napětí podle stlačení zvukovými vlnami.

Zesílení signálu

Mikrofony produkují jen velmi slabý signál, který musí být zesílen, dříve než je vysílán, zaznamená nebo reprodukován. Zesilovače využívají malého napětí vstupního signálu, aby regulovaly mnohem silnější napětí na výstupu. Většinou obsahují tranzistory což jsou elektrická "vrátka" s třemi připojovacími kolíky. Nepatrné změny v proudu přicházejícím na jeden kolík vyvolávají proporcionální změny v daleko větším proudu procházejícím dalšími dvěma kolíky.

Starší zesilovače používaly elektronky, které jsou neohrabané a produkují množství tepla. Elektronky také neposkytovaly věrné zesílení, protože některé frekvence byly zesíleny jinak než ostatní. Někdy je to žádoucí - kytarové zesilovače často používají elektronek, protože tu zesílený zvuk nemá být věrný, nýbrž charakteristicky kostrbatý, jak to někteří hudebníci vyžadují.

Vysoko a nízkofrekvenční reproduktory

Reproduktor pracuje stejné jako mikrofon, ale v opačném sledu pochodů. Obsahuje chvějící se kuželovitou membránu, která je v hloubkových reproduktorech z papíru, ale může být i kovová nebo z kompozitů. Na jednom konci kužele je připevněna drátěná cívka, která přináší signál od zesilovače. Cívka je umístěna v magnetu, který vytváří sílu stejným způsobem jako v elektrickém motoru, a ta pohybuje kuželem oběma směry, to vede k tvorbě šířících se oblastí vysokého a nízkého tlaku vzduchu, tedy zvukových vln. Některé reproduktory s malou membránou mají kupolovité "kužely", které vysílají zvuk s větší účinností.

Alternativním uspořádáním reproduktoru je reproduktor elektrostatický. V podstatě tu jde o ohromný kondenzátor s dvěma nabitými deskami. V reproduktoru se jedna.z desek může volné pohybovat podle měnícího se napětí vyvolaného zvukovým signálem. Díky rovným plochým deskám vytváří tento pohyb velice věrné tlakové vlny reprodukovaného zvuku.