μικρόφωνο

Ηλεκτρομηχανικό σύστημα ικανό να μετατρέπει τα ηχητικά κύματα που προσκρούουν πάνω σε αυτό, σε ηλεκτρικές ταλαντώσεις. Η λειτουργία του μ. βασίζεται ουσιαστικά στο ότι τα ηχητικά κύματα όταν προσκρούουν για παράδειγμα πάνω σ’ ένα έλασμα, αυτό διεγείρεται και εκτελεί μηχανικές ταλαντώσεις, οι οποίες, μεταβιβαζόμενες στο ενσωματωμένο ηλεκτρικό σύστημα, προκαλούν –τελικά– μικρές μεταβολές της έντασης του ρεύματος στο κύκλωμα με το οποίο είναι συνδεδεμένο. Από τον χρησιμοποιούμενο τύπο του ηλεκτρικού συστήματος είναι δυνατή μια ταξινόμηση των μ. Ο τύπος που χρησιμοποιείται ευρύτερα είναι το μ. άνθρακα· είναι απλή, ανθεκτική και υψηλής ευαισθησίας, συσκευή η οποία χρησιμοποιείται ειδικά στις εφαρμογές της τηλεφωνίας. Αποτελείται βασικά από μια μονωτική κάψα με μεταλλικό πυθμένα (δυο μονωμένες πλάκες από άνθρακα), εντός της οποίας έχουν τοποθετηθεί κόκκοι άνθρακα, που βρίσκονται σε επαφή με μια μεμβράνη επίσης από άνθρακα. Τα ηχητικά κύματα, εκπεμπόμενα μπροστά από τη μεμβράνη, την κάνουν να πάλλεται σύμφωνα με τη συμπύκνωση και την αραίωση του αέρα. Οι κόκκοι του άνθρακα, μεταξύ των πλακών, εξαναγκάζονται να μετακινούνται ελαφρώς ώστε να προκαλούν μεταβολές στην ηλεκτρική αντίσταση που υπάρχει ανάμεσα στις επαφές τους και επομένως στην ολική αντίσταση μεταξύ μεμβράνης και μεταλλικού πυθμένα της μονωτικής κάψας. Αυτές οι μεταβολές της ηλεκτρικής αντίστασης χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση του ρεύματος που κυκλοφορεί, με τη βοήθεια μιας ηλεκτρικής πηγής, στο κύκλωμα με το οποίο συνδέεται το μ. Έτσι λαμβάνονται διακυμάνσεις της έντασης του ρεύματος που αντιστοιχούν στους ήχους οι οποίοι έφθασαν στη μεμβράνη του μ. Εκτός από το μ. άνθρακα, πολύ διαδεδομένα είναι: α) το μ. πυκνωτή (ηλεκτροστατικό), όπου μια εύκαμπτη μεταλλική μεμβράνη, η οποία τίθεται σε παλμικές κινήσεις από τα ηχητικά κύματα, αποτελεί τον ένα από τους οπλισμούς ενός επιπέδου πυκνωτή. Οι μεταβολές της χωρητικότητας μετατρέπονται σε αντίστοιχες μεταβολές τάσης στα άκρα μιας αντίστασης που είναι συνδεδεμένη εν σειρά προς το μ., και με μια πηγή συνεχούς τάσης. Κατά τη φάση της συμπίεσης του ηχητικού κύματος συντελείται αύξηση της χωρητικότητας του διαμορφούμενου πυκνωτή και το σήμα εξόδου, που λαμβάνεται, είναι θετικό. Τα αντίθετα συμβαίνουν στη φάση της αραίωσης του ηχητικού κύματος. Το πυκνωτικό μ. είναι ένα μ. υψηλής ποιότητας, με καμπύλη απόκρισης σχεδόν οριζόντια μέχρι τους 10.000 c/s, κατάλληλο για μουσικές μεταδόσεις και για εργαστηριακές χρήσεις· β) το μ. κινητού πηνίου (ηλεκτροδυναμικό) στο οποίο μία μεμβράνη, η οποία τίθεται σε παλμικές κινήσεις από τα ηχητικά κύματα, είναι ενσωματωμένη μ’ ένα πηνίο τοποθετημένο εντός μαγνητικού πεδίου, που παράγεται από έναν μόνιμο μαγνήτη: είναι μ. καλής ποιότητας με καμπύλη απόκρισης περίπου οριζόντια μέχρι τους 3.000 c/s· χρησιμοποιείται κυρίως για εγγραφές διαλέξεων, στις μικροφωνικές εγκαταστάσεις κ.α.· γ) το πιεζοηλεκτρικό μ. (κρυσταλλικό), του οποίου η λειτουργία βασίζεται στις παραμορφώσεις που προκαλούνται σ’ ένα πιεζοηλεκτρικό κρύσταλλο από τα ηχητικά κύματα και επομένως στον σχηματισμό επιφανειακών ηλεκτρικών φορτίων· χρησιμοποιείται τόσο στις μουσικές μεταδόσεις όσο και στους μετρητές της ηχητικής στάθμης (με κρύσταλλα άλατος του Σενιέτ), επειδή έχει καμπύλη απόκρισης σχεδόν οριζόντια μέχρι τους 5.000 c/s και υψηλή ευαισθησία· δ) το μ. ταινίας είναι ένα μ. ηλεκτροδυναμικού τύπου, του οποίου το ευαίσθητο τμήμα αποτελείται από μία μικρή ταινία ντουραλουμινίου βυθισμένη μέσα σ’ ένα μαγνητικό πεδίο που παράγεται από έναν μαγνήτη. Παρουσιάζει χαρακτηριστικά υψηλής κατευθυντικότητας. Τα στοιχεία που χαρακτηρίζουν κάθε μ. είναι: α) η ευαισθησία ή η απόλυτη απόκριση, σχέση μεταξύ παραγόμενης ηλεκτρικής τάσης και πίεσης του προσπίπτοντος ηχητικού σώματος· β) το διάγραμμα κατευθυντικότητας, που δίνει το μέτρο της ευαισθησίας του μ. επί ενός οριζοντίου επιπέδου και για μια δεδομένη συχνότητα, σε συνάρτηση με τη διεύθυνση της ηχητικής πηγής· γ) η καμπύλη απόκρισης, διάγραμμα που παριστάνει την ευαισθησία του μ. σε συνάρτηση με τη μεταβολή της συχνότητας του ηχητικού σώματος· δ) η παραμόρφωση, γραμμική ή μη γραμμική· ε) ο θόρυβος βάθους, δηλαδή η παραγόμενη από το μ. ηλεκτρική τάση χωρίς να υπάρχει το ηχητικό σήμα που το διεγείρει. Κατά τις εφαρμογές του μ., οι οποίες είναι ποικίλες και γενικά σχετικές με την αναπαραγωγή των ήχων –όπως οι ραδιοφωνικές μεταδόσεις, οι μικροφωνικές εγκαταστάσεις, οι εγγραφές επί δίσκων, οι εγγραφές επί κινηματογραφικών ταινιών κ.ά.– δίνεται ιδιαίτερη σημασία στις εκλεκτικές ιδιότητες του μ. σχετικά με τη διεύθυνση και την απόσταση της ηχητικής πηγής. Με το κριτήριο αυτό είναι δυνατή μια επιπλέον ταξινόμηση των μ. σε μ. γενικής κατεύθυνσης ή πανοραμικά, ευαίσθητα προς όλες τις κατευθύνσεις από τις οποίες προέρχεται το ηχητικό σήμα· σε κατευθυνόμενα, με ευαισθησία περιορισμένη περίπου σε ημικύκλιο· σε διπλής κατεύθυνσης, με καμπύλη κατευθυντικότητα σχήματος 8· σε υπερκατευθυνόμενα, με οξύτατη γωνία ηχητικής λήψης· σε μ. μικρής απόστασης με μέγιστη ευαισθησία για ήχους που εκπέμπονται από πηγές κοντά στη συσκευή και με μηδενική ευαισθησία για απομακρυσμένους ήχους και θορύβους (συνομιλίες βάθους, θόρυβοι αυτοκινήτων κ.ά.).

* * *

το

τεχνολ. βλ. μικρόφωνος.