میکروفن‌ها چگونه کار می‌کنند؟
هر جا که صدای انسان حضور داشته باشد، آنگاه حتما میکروفنی هم وجود دارد. میکروفن‌ها تقریبا حدود یک سده است که صدای ما را ضبط کرده و همچنین نقشی اساسی را در چندین صنعت بازی می‌کنند. اگر به طرز کار میکروفن علاقه‌مند هستید، آنگاه پیشنهاد می‌کنیم که این مطلب را از دست ندهید.
اولین میکروفن‌ها
تاریخچه میکروفن‌ها به اواخر دهه 1870 میلادی بازمی‌گردد. مخترع مشهور آمریکایی-اسکاتلندی یعنی الکساندر گراهام بل در سال 1876 یک انتقال دهنده صدا را برای تلفن خود اختراع کرد. در همان سال نیز وی انتقال دهنده مایع (یا میکروفن آبی) را اختراع کرد. این دستگاه در نمایشگاه سده فیلادلفیا به نمایش گذاشته شد و در اینجا بود که مخترع آمریکایی-آلمانی یعنی امیلی برلاینر (Emile Berliner) از آن الهام گرفت.
یک سال بعد، برلاینر به همراه توماس ادیسون تیمی را تشکیل داد و اولین میکروفن حقیقی را به وجود آورد. این دستگاه، میکروفن کربن نامیده می‌شد و جهت انتقال موج‌های فشار در بین دو صفحه فلزی، از ذرات کوچک کربن استفاده می‌کرد. همزمان با این قضیه، مخترع بریتانیایی یعنی دیوید ادوارد هیوز (David Edward Hughes) نیز نسخه‌ای دیگر از تکنولوژی میکروفن کربنی را اختراع کرد. این دستگاه‌ها در نهایت توانستند که راه را جهت توسعه سایر انواع میکروفن‌ها، هموار کنند.
انواع میکروفن‌ها و شیوه کار آن‌ها
میلیون‌ها نوع میکروفن در بازار وجود دارند، اما همگی آن‌ها جهت ضبط صدا از اصول اساسی یکسانی استفاده می‌کنند. از انواع محبوب میکروفن می‌توان به میکروفن‌های پویا، روبانی و میکروفن‌های فشرده‌سازی اشاره کرد. در ادامه به ارائه توضیحاتی در رابطه با سه نوع میکروفن محبوب به علاوه میکروفن‌های کربنی میپردازیم.
میکروفن‌های کربنی
از آنجایی که میکروفن‌های کربنی، اولین نوع از میکروفن‌های حقیقی هستند، پس جایگاه مهمی نیز در تاریخچه این دستگاه‌ها دارند. این نوع میکروفن‌ها در قرن بیستم بسیار محبوب بودند، اما امروزه در موارد بسیار کمی از آن‌ها استفاده می‌شود. به دلیل مقاومت بالای این نوع میکروفن‌ها، امروزه از آن‌ها بیشتر در موارد نظامی استفاده می‌شود.
میکروفن‌های کربنی شبیه به توپ هاکی بوده و معمولا توسط سیم‌پیچ‌های فلزی، احاطه می‌شوند. در این میکروفن‌ها یک محفظه فلزی دارای حفره وجود داشته و بدین ترتیب در عین محافظت از اجزاهای داخلی، صدا نیز می‌تواند خود را به گیرنده‌های میکروفن برساند. یک لایه از ذرات کربن مابین دو صفحه فلزی قرار می‌گیرد. جریان الکتریکی از میان ذرات کربن عبور داده شده و صفحات فلزی نیز نقش الکترود را بازی می‌کنند.
کربن مقاومت بالایی دارد، به همین دلیل است که از آن استفاده می‌شود. این قضیه بدین دلیل است که کربن می‌تواند جریان الکتریسیته را هدایت کند، البته نه چندان خوب. اولین صفحه فلزی که دیافراگم نامیده می‌شود، بسیار نازک بوده و به همراه موج‌های صدا، عقب و جلو می‌رود. با به داخل رفتن دیافراگم، ذرات کربن نیز فشرده شده و بنابراین الکتریسیته بیشتری جریان پیدا می‌کند.
هنگامی هم که دیافراگم رو به بیرون حرکت می‌کند، آنگاه ذرات کربن از حالت فشرده بودن خارج شده و بنابراین الکتریسیته کمتری جریان پیدا می‌کند. این تنوع جریان به پیچ و حجم صدایی که از میکروفن عبور می‌کند بستگی دارد.
میکروفن‌های همگراساز (Condenser)
بحث در رابطه با طرز کار میکروفن را با میکروفن‌های همگراساز ادامه می‌دهیم. بسیاری از میکروفن‌هایی که ظاهری شبیه به تفنگ‌های ساچمه‌ای دارند، از فناوری همگراسازی استفاده می‌کنند. میکروفن‌های همگراساز بسیاری شبیه به میکروفن‌های کربنی هستند؛ آن‌ها نیز از دو صفحه باردار که به فاصله‌ای کم در کنار یکدیگر قرار داده شده‌اند، استفاده می‌کنند. البته در اینجا در میان صفحات به جای ذرات کربن، فقط هوا وجود دارد. با حرکت کردن اولین صفحه که همان دیافراگم است، فاصله بین صفحات تغییر می‌کند. این حرکات باعث ایجاد تغییراتی در ویژگی‌های جریان الکتریکی می‌شوند. در ادامه تغییرات ایجاد شده در جریان، توسط دستگاه ضبط برداشته می‌شوند.
میکروفن‌های پویا (Dynamic)
میکروفن‌های پویا بیشتر برای ساخت پادکست مناسب هستند. این میکروفن‌ها نسبت به همتایان کربن و همگراساز خود، بسیار متفاوت هستند. این میکروفن‌ها در عوض استفاده از دیافراگم فلزی، از دیافراگم مایلار استفاده می‌کنند. این دیافراگم مایلار به یک سیم‌پیچ مسی وصل شده و این سیم‌پیچ نیز به دور یک استوانه مغناطیسی پیچیده شده است. میکروفن‌های پویا عملکردی همانند اسپیکرهای هدفون‌ها دارند، البته به‌صورت بالعکس.
هنگامی که امواج صدا به دیافراگم اصابت می‌کند، آنگاه دیافراگم نیز در امتداد سیم‌پیچ، عقب و جلو می‌رود. هنگامی هم که سیم‌پیچ در دامنه مغناطیسی استوانه معناطیسی جابجا می‌شود، آنگاه جریان الکتریکی تولید می‌شود. در ادامه این جریان از طریق سیم‌پیچ به دستگاه ضبط منتقل می‌شود. همانند سایر انواع میکروفن‌ها، در اینجا نیز جریان الکتریکی بسته به پیچ و حجم صدا، متغیر خواهد بود.
میکروفن‌های روبانی (Ribbon)
میکروفن‌های روبانی همانند میکروفن‌های پویا، از یک مغناطیس استفاده می‌کنند. البته در اینجا در عوض یک مغناطیس استوانه‌ای، از یک مغناطیس U شکل و یا دو میله مغناطیسی استفاده می‌شود. در بین قطب‌های مغناطیسی، یک روبان راه‌راه فلزی (معمولا آلومینیوم) وجود دارد. این روبان به‌صورت عمودی در میکروفن قرار گرفته و از طریق یک سیم به هر دو طرف وصل می‌شود.
این مطلب را نیز بخوانید: چگونه در ویندوز 10، صدای میکروفن را محدود کنیم؟
در هنگام اصابت امواج صدا به روبان، این قطعه همانند میکروفن‌های پویا به حرکت درآمده و تعامل روبان با میدان مغناطیسی باعث ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. در مسیر رسیدن به دستگاه ضبط، این جریان توسط یک انتقال دهنده، شتاب می‌گیرد. همانند اکثر میکروفن‌ها، در اینجا نیز جریان بسته به پیچ و حجم صدا، تغییر خواهد کرد.
سخن پایانی
در بالا به طرز کار 4 نوع میکروفن محبوب پرداختیم. انواع گوناگونی از میکروفن در بازار وجود داشته و برخی از آن‌ها قدرت خود را از فناوری‌های کاملا متفاوتی می‌گیرند. البته همه میکروفن‌ها حداقل در یک چیز یکسان هستند و آن تبدیل صدای ما و یا صدای موسیقی، به جریان الکتریکی است. اگر در حدود 125 سال پیش، چیزی به نام میکروفن ابداع نمی‌شد، آنگاه به احتمال زیاد بسیاری از صنعت‌های مدرن امروزی نیز وجود نمی‌داشتند.
نوشته میکروفن‌ها چگونه کار می‌کنند؟ اولین بار در اخبار فناوری و موبایل پدیدار شد.