Cs.Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 112. Dinamikusan!

A mikrofon szerkezete olyan egyszerű, hogy ugyan egy aprócska állat nem értheti meg a működését, de már olyan régen föltalálták a leggyakrabban használt változatait, hogy nehezen hihető, miért fejlesztenek a gyártók újabb és újabb típusokat. A gagyibb kategóriákban valóban csupán a kufárok mesterkedéseiről van szó, a profi mikrofonok esetében viszont az újabb anyagok felhasználásáról és arról a törekvésről, hogy minél kisebb, könnyebb, szebb hangú eszközöket készíthessenek. Az is cél, hogy a kiváló mikrofonok gyártásának minden fázisát robotokra bízhassák, mert napjainkban még mindig részben kézzel masszírozzák a legjobb mikrofonokat.

 

A hangrezgéseket mechanikai rezgésekké átalakító egység után a mechanikai rezgéseket elektromos rezgésekké, jelekké átalakító egység következik.

Ennek az egységnek az egyik változata az elektromágneses jelenséget használja föl. Ha egy tekercs kevésbé vagy jobban cuppan egy rúdmágnesre, a tekercsben a mozgás amplitúdójától és frekvenciájától függő feszültség keletkezik, indukálódik.

dm02

A tekercset a membránhoz rögzítik.

Annak érdekében, hogy a kimenő feszültség, tehát a mikrofon hatásfoka nagyobb legyen, a tekercs nem rúdmágnesen ficánkol, hanem egy mágneskör légrésében, ahol nagy a mágneses térerő, tehát nagyobb lesz az indukált feszültség is.

dm03

Tiszta szex, de tényleg… Azonban a fantáziádra bízom az összehasonlítást az animáció alapján, amelyen a „DIAHRAPH” a membrán, a „MOVING COIL” a tekercs, a „MAGNET” a mágneskör. A képen még egy transzformátor is van, de ennek nincs elvi jelentősége. Gyakorlati viszont van.

dm04

A dinamikus vagy más néven mozgótekercses (dynamic, moving coil) mikrofonok szerkezete valójában egy pöppet bonyolultabb.

dm05

A hangrezgéseket mechanikus rezgésekké átalakító és a mechanikus rezgéseket elektromos rezgésekké alakító egységeket kapszulának is hívják. A kapszulát a mikrofon házába építik, ami többnyire védőráccsal kezdődik, hogy egyrészt megóvja a membránt a túl nagy mechanikai terheléstől (pl. leejtés), másrészt távol tartsa a külső nedvességtől, pl. ráköpésektől a torló hangok (f, p, v) esetén. A membrán rugalmasan csatlakozik a házhoz, hogy a rögzítés ne nagyon akadályozza a szabad mozgásban. A tekercs menetszáma, így tömege is kicsi, hogy ne tegye lustává a mikrofont, hiszen a membrán mozgását fékezné, ha nagy tömeget kellene löködnie. A mágneskör jelentős része lágyvasból áll, de így is kialakul a mágneses tér. A tekercset ki is kell vezetni a kapszulából. A házba fúrt lyuk szerepe pedig a légnyomás kiegyenlítése, hogy alaphelyzetben a külső és a belső légnyomás azonos legyen.

A popzenében és beszéd- vagy énekhangosítás során még további követelmények is vannak a mikrofonokkal szemben. Az egyik, hogy ha rálépnek a mikrofonra vagy leejtik őt, ne menjen tönkre. A másik, hogy az esetlegesen a mikrofonba jutó hálózati berregéseket, brummot nyomják el, szűrjék ki. A harmadik, hogy a lehető legkevésbé gerjedjenek össze a hangsugárzóval. A negyedik egy egészen sajátos követelmény. Az énekesek, műsorvezetők ugyanis valami rejtett szexuális perverzió okán szeretik tapizni a mikrofont. A közönséget meg kell védeni e zaklatás hangjától.

A gyártók nem szívesen vetkőztetik le a mikrofonjaikat, nem szokták elárulni, hogy mit rejt a ház belseje. Lehet, hogy valaki nem figyelt eléggé, ezért tekinthető meg egy évtizedek óta alig változtatott szerkezetű, napjainkban is gyártott mikrofon belseje.

dm06

A kapszulát dupla védőrács óvja. A rácson belül két réteg szélvédő szivacs is van. Ezek főként a torlóhangok ellen védenek. Alapszabály, hogy ha nem fúj a szél, a mikrofonokra nem húzunk külön szélvédő szivacsot, szaknyelven kotont. Ugyanúgy nem, mint ahogy ha nincs szex, fölösleges a gumióvszer, mert csak gátolja a pisilést. A szélvédő is csak rontja a hangminőséget.

dm07

A tapizajt a masszív fémház és a kapszula közötti rugalmas felfüggesztés és további akusztikus szűrők csökkentik. Elektromos szűrők is vannak a mikrofonban. A mélyvágó szűrőről még lesz szó, a magasvágó viszont általában fölösleges. Egyébként sem szeretjük a mikrofonokon a kapcsolókat, mert a derék előadók szeretnek játszani velük főként akkor, ha a mikrofonjukat bekevertük – hadd reccsenjen.

Az iménti videón megint láthattál egy transzformátort; valami oka mégis lehet, hogy az ott van.

Az otthoni hangtechnikában általában úgy továbbítják a jelet, hogy az egyik ér a jelvezeték, a „meleg” drót, a másik a visszavezető, „hideg” madzag, ami a meleg ér árnyékolása, és a „föld” vezeték is. Az árnyékolás azt jelenti, hogy egy vezető burokkal vesszük körül a meleg vezetéket.

Az árnyékolás nem más, mint egy Faraday-kalitka.

Faraday rájött arra, hogy ha egy térrészt – mondjuk, egy szobát – sűrű fémhálóval veszünk körül, akkor abba nem hatol be a gyorsan változó elektromos vagy mágneses tér. Ezért nem csap a villám a repülőgép utasaiba, és ezért védi a sűrű fémszövet is a meleg eret a zavaroktól.

dm08

Amikor csak egy meleg ér van, aszimmetrikus továbbításról beszélünk. Ennek fő előnye, hogy olcsó. Viszont nagy hátránya, hogy ha a kábel zavaró elektromágneses térbe kerül, akkor önmagában az árnyékolás keveset ér, nem tudjuk különválasztani a zavaró jelet a hasznostól. Márpedig már néhány méteres kábelek esetén is nagy rá az esély.

dm09

A szimmetrikus rendszerekben két „meleg” vezeték van. Pontosabban, a hidegnek kikiáltott drótot nem kötjük össze az árnyékolással, a földdel. A két jelvezetékre ellenfázisban adjuk ugyanazt a jelet.

dm10

Ha a kábel végén megfordítjuk az egyik dróton levő jel fázisát, és hozzáadjuk a másikhoz, akkor az eredő jel kétszer olyan nagy lesz, de a szorzónak nincs jelentősége. Annak azonban igen, hogy a zaj ugyanolyan fázisban van mind a két, egymás mellett levő dróton, hiszen az kívülről került rá, és nem tudja megkülönböztetni a vezetékeket. Amikor tehát újabb fázisfordítást csinálunk, a két zavarjel egymáshoz képest ellenfázisba kerül, s ha ezeket összeadjuk, az eredmény 0 lesz, a zavar kioltódik.

A szimmetrikus és az aszimmetrikus kábel szerkezetét láthatod a következő rajzon.

dm11

A szimmetrizálást legegyszerűbben úgy lehet megoldani, hogy a mikrofon tekercsének két végét egy transzformátor primer tekercsére kötjük, és a kábel két jelvezetéke a transzformátor szekunder tekercsére csatlakozik. A kábel másik végén a két jelvezeték egy újabb transzformátor primer tekercsére csatlakozik, a fázisfordítást pedig a szekunder tekercs után végezzük.

A kábel végén nemcsak transzformátorral lehet összegezni a jeleket, hanem olyan kétbemenetű erősítővel is, amelynek az egyik bemenete fázist fordít. Az ilyen erősítőt differenciál (különbségképző) erősítőnek hívják. Differenciálerősítő a műveleti erősítő is.

dm12

Sőt, a mikrofon kimenete is lehet elektronikusan szimmetrikus, de ezt a dinamikus mikrofonoknál nem alkalmazzák.
Elárulom neked, hogy a dinamikus mikrofon tekercsének nem feltétlenül kell transzformátorra csatlakoznia, anélkül is szimmetrikus az átvitel, feltéve, hogy a tekercs egyik végét sem kötjük a földre. A transzformátor előnye viszont, hogy ha netán egyenfeszültség kerülne a mikrofonra, csak a transzformátor ég le, aminek a cseréje még mindig olcsóbb, mint a kapszuláé.

A transzformátoros módszernek nagy előnye, hogy a két oldal egymástól földfüggetlenné válik. Ez azt jelenti, hogy a mikrofon és a kábel másik végén levő keverőasztal vagy erősítő földje nincs összekötve, ha pedig nincs összekötve, akkor áram csak a jelvezetékeken folyhat a két cucc között. Vagyis nem alakulhat ki az analóg rendszerek átka, a földhurok. Egyelőre csak fölfestem neked az ördögöt a monitorra, mert a földhurok megszüntetésével fogunk még bajlódni.

dm13

A mikrofonház végén van a mikrofon csatlakozója. A profi csatlakozó egy három pólusú csoda, ami mindig fütyis, mert a mikrofon jelforrás, és az erre a csatlakozóra vonatkozó szabvány szerint a kimenet mindig male, azaz papa. A csatlakozó neve XLR-3-m.

dm14

Az 1. láb a föld, és ez picit hosszabb, mint a másik kettő, hogy előbb ez érintkezzen, amikor dugunk, és a legvégén szakítson meg, amikor kihúzzuk a mikrofont. Ekkor ugyanis nem lesz berregés.

dm15