Cs.Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 114. A jó kondi aranyat ér

jk01

Hát még a jó kondimiksi, vagyis a kondenzátor mikrofon! S nemcsak azért, mert sok kondenzátor mikrofonban arany is van, hanem mert az áruk is jóval magasabb a minőségi kategóriában, mint a dinamikus mikrofonoké – néhány gyűjtői példányt leszámítva. S persze, kondenzátor mikrofonból is sokféle van, miként emberből is. A jó nem azt jelenti, hogy sovány vagy kövér, hanem, hogy a forma igényes tartalmat rejt-e.


Ráadásul a kondenzátor mikrofon is nagyon régi találmány. Az első világháború idején fejlesztette ki Edward Christopher Wente, a Bell Laboratórium mérnöke, és 1920-ban jegyezték be a szabadalmat, amelyet a Western Electric nevű társaság használt föl.

jk02

A pasi kondenzátor távadónak hívta a találmányt, ami két szempontból is mérföldkő volt a hangtechnika történetében.

jk03

Egyrészt azért, mert a kondenzátor mikrofonban elektroncsövet, tehát aktív erősítőt használtak, másrészt mert a cucc majdnem az egész hallható frekvenciatartományt képes volt átalakítani, szemben a telefonok recsegő-ropogó, 3-4 kHz-es sávszélességű szénmikrofonjaival.

jk04

Ez a mikrofon végre nemcsak zenei felvételekre volt alkalmas, hanem mérésékre is. A korrekt teremakusztikai és zajvizsgálatok eszköze napjainkban is kizárólag kondenzátor mikrofon.

jk05

Európában a német Neumann cég gyártott elsőként kondenzátor mikrofonokat, 1928-tól.

jk06

Ennek a mikrofonnak a retró változata napjainkban is kapható.

A kondenzátor mikrofon működése baromi egyszerű. Kell hozzá – nem is hinné az ember – egy kondenzátor. A kondenzátor két vezető (fém) lemezből, és közöttük egy szigetelőből áll. Ha a kondenzátor két lemezére egyenfeszültséget kapcsolunk, a kondenzátor feltöltődik, a két lemez között elektromos tér alakul ki.

jk07

Na jó. Ezt eddig is tudtuk. A kondenzátor töltéstároló eszköz. De hogyan lesz ebből mikrofon? Egyszerűen úgy, hogy az egyik lemezt olyan vékonyra készítjük, hogy a hanghullámok hatására, azzal arányosan rezegni tudjon.

jk08

Az ábrán a „DIAGRAPH” a membrán, a „DC POLARIZING VOLTAGE” a lemezekre adott, polarizálónak vagy előfeszítőnek nevezett egyenfeszültség, a „PREAMPLIFIER” pedig egy feszültségerősítő. A kondenzátorral párhuzamosan kapcsolt, angol-amerikai jelölés szerinti „cikk-cakk” ellenálláson folyik át a mikrofon árama.

Amikor a membrán rezeg, változik a távolsága az álló lemeztől. Ha távolodik tőle, akkor kisebb, ha közeledik hozzá, akkor nagyobb lesz a kondenzátor kapacitása. Az egyenfeszültség létrehozta elektromos tér ezt zaklatásnak érzi, és az egyenfeszültségre ráülteti, úgy mondjuk, modulálja e feszültséget a hangrezgésekkel arányos váltófeszültséggel. Vagyis a kondenzátor lemezein a feszültség hol egy kicsivel több, hol egy kicsivel kevesebb lesz.

Nagyon parányival. Olyannyira, hogy ezt a parányi feszültséget erősíteni kell. De csak ezt, az egyenfeszültséget vétek volna, ezért van az erősítő bemenetén egy kondenzátor. Hiszen a kondenzátoron az egyenfeszültség nem megy át, csak a váltófeszültség.

Az erősítőnek még egy feladata van. A membrán-állólemez kondenzátornak ugyanis nagyon nagy, több megaohmos váltóáramú ellenállása, impedanciája van. Ha erre a cuccra közvetlenül kötnénk a mikrofonkábelt, azt tapasztalnánk, hogy már 10 cm-es drótdarabon is eltűntek a magas hangok. A keverőasztalok bemenő ellenállása néhány kΩ, esetleg néhányszor 10 kΩ, ami – emlékezz ismét a spenótosztóra – azt jelenti, hogy az amúgy is szerény jelből alig marad valami. Mindössze – leírni is szörnyű – a milliomod része, s ez eltűnne a zajban

Ezen úgy lehet segíteni, hogy – a leválasztó kondenzátorral együtt – közvetlenül a lemezekre csimpaszkodik egy olyan áramkör, amely képes a nagy impedanciát kicsivé, pár száz ohmossá alakítani. Nagy a bemenő és kicsi a kimenő impedanciája. A kondenzátor mikrofon elektronikája az impedancia váltót és a feszültségerősítőt legtöbbször egy áramköri lapon tartalmazza, mi több, gyakran az impedancia váltó is képes erősítésre, például, ha FET-es.

Az áramköri lap, amit a mikrofon nyelében rejtenek el, tartalmaz még valamit.

Itt térünk vissza a fantomtáphoz, amit éppen a kondenzátor mikrofonokhoz találtak ki. A tápegység 48 volt feszültséget ad. A harmadik áramkör azt az egyenfeszültséget állítja elő, amit a kondenzátor fegyverzeteire kötnek. Csipázod? Nem a 48 volt megy közvetlenül az álló lemezre és a membránra. Akkor hát mit művel a fantomtáp?

Energiával látja el
- az impedancia váltót,
- az erősítőt,
- az elektromos erőtér létrehozásához szükséges feszültséget előállító áramkört.

Megjegyzem, hogy az elektroncsöves erősítőt tartalmazó mikrofonok általában nem fantomtápról mennek, hanem saját, speciális tápegységről, mert a csövet fűteni kell, és ehhez a fantomtápok nem értenek. Az ilyen mikrofonok tápegységére egy sokpólusú (7 tűs) csatlakozóval kötik a mikrofont. A tápegységről pedig szabványos, szimmetrikus bekötésű, három, pólusú lehet továbbvinni a hangfrekvenciás jelet.

jk09

Az egyetlen membránt tartalmazó kondenzátor mikrofonok iránykarakterisztikája legtöbbször vese alakú. Ha azonban két membránt építenek a mikrofonba, vagyis egy álló fegyverzettel két kondenzátort hozunk létre, az elektromos tér változtatásával sokféle iránykarakterisztikát lehet előállítani.

jk10

Nézzük hát, hogyan készül egy ilyen mikrofon!

A következő ábrán egy ilyen mikrofon áramkörének részletét láthatod.

jk11

A jobboldalon, a kondenzátortól kezdve van az impedancia illesztő és erősítő; ezzel nem foglalkozunk. Az ábra kb. közepén, a körben levő három vonal jelképezi az átalakítót. A vastag vonal az álló fegyverzet, ez 0 voltra van kötve. A tőle jobbra levő vonal az egyik membrán, amit fixen +60 voltra kötöttek. A vastag vonaltól balra levő vonal a másik membrán, amire -60V és +60 volt közötti feszültség kapcsolható. A következő ábra mutatja, hogy milyen karakterisztika jön létre, ha változtatjuk a feszültséget a másik, szaggatott vonallal jelölt membránon.

jk12

Ha mindkét membránra azonos pozitív feszültség jut, akkor két vese mikrofont kapunk, s ennek eredője némi ügyességgel kör lesz (a). Ha a változtatható feszültség még pozitív, de kisebb, mint az állandó feszültség, a kör belapul, ez a szubvese (b). Ha a változtatható feszültségű lemezen 0 V a feszültség, akkor csak az egyik mikrofonrész működik, mert az álló lemezen is 0 volt van, nem jön létre elektromos tér. Így az egymembrános vesét kapjuk (c). Ha a változtatható feszültség az álló fegyverzetre adotthoz képest negatív, de abszolút értéke kisebb, mint a másik membránra adotté, akkor az irányjelleggörbének kis pöcse nő, szupervesét kapunk (d). Végül, ha a két feszültség azonos nagyságú, de ellentétes előjelű, az eredő egy nyolcas mikrofon lesz (e).

A kondenzátor mikrofon nem kedveli a túl párás levegőt – mellesleg, az ember sem. De létezik olyan kondenzátor mikrofon is, amelyik még ezt is vidáman bírja. Ezekben a különleges mikrofonokban nem egyenfeszültséget, hanem kb. 10 MHz-es rádiófrekvenciás jelet adnak a két lemezre, és ezt a frekvenciát változtatja – növeli vagy csökkenti – a membrán rezgése. A frekvenciamodulált jelet aztán demodulálják a mikrofon házába rejtett áramkörök. Kívülről éppen úgy néznek ki, mint más mikrofonok, és fantomtápról is működnek.

A következő videó összefoglalja az eddigieket, és arra is ad ajánlást, hogy milyen mikrofont mire érdemes használni – de ezt nem kell komolyan venni.