MICROFOON Koolmicrofoon (koolstofmicrofoon, grafietmicrofoon) Een koolmicrofoon is een microfoon waarin koolstofpoeder door geluid meer of minder wordt samengedrukt waardoor de elektrische weerstand in overeenstemming met de geluidsdruk verandert. Dit wordt mogelijk gemaakt door de korreltjes koolstof in een dichte ruimte op te sluiten, waarbij het contact met de buitenlucht wordt verzorgd door een membraan. De weerstandsverandering tussen de koolstofdeeltjes kan, opgenomen in een spanningsdeler, omgezet worden in een elektrisch signaal. Koolmicrofoons werden nog wel tot het jaar 2000 in oude telefoontoestellen gebruikt. Als een koolmicrofoon het niet helemaal goed meer doet, dan zijn de kooldeeltjes aan elkaar gekoekt. Door lichtjes met de microfoon te schudden in de richting van het membraan is dit los te kloppen.
Koolmicrofoon uit een telefoontoestel
Condensatormicrofoon Een condensatormicrofoon is een microfoon waarvan het omzettingsmechanisme berust op capaciteitsveranderingen ten gevolge van luchtdrukveranderingen van een condensator. Om deze capaciteitsverandering vervolgens te kunnen gebruiken moet deze worden omgezet in een spanningsverandering. Hiertoe heeft een condensatormicrofoon voorspanning nodig. Professionele versterkers voorzien de microfoon via de microfoonkabel van deze spanning. Indien de versterker hierin niet voorziet, dan heeft men een externe 48 Volt fantoomvoeding nodig. De lading Q van een condensator bedraagt C×V (C is de capaciteit en V de spanning). In een condensatormicrofoon wordt de (voor)spanning V via een zeer hoge weerstand aangelegd. Door deze hoge weerstand duurt het relatief lang om de lading te veranderen. Hierdoor blijft de lading tijdens de luchtdrukveranderingen van het opgevangen geluid vrijwel constant. Het gevolg is dat de spanning over de condensator verandert volgens Q/C door de luchtdrukveranderingen. Vaak wordt een onderscheid gemaakt tussen grootmembraan condensatormicrofoons (met een membraan groter dan 1 inch) en kleinmembraan condensatormicrofoons. Grootmembraan condensatormicrofoons worden meestal gebruikt voor het opnemen van zang, akoestische gitaar, koren en omgevingsgeluid. Omwille van hun kwetsbaarheid en kostbaarheid worden deze microfoons voornamelijk in de studio gebruikt.
Kleinmembraan condensatormicrofoons worden meestal gebruikt als drumoverheads, voor het opnemen van hi-hat (sporadisch ook andere percussie) en voor de snaren van een akoestische gitaar. Ook violen worden meestal opgenomen of versterkt met condensatormicrofoons. Om hun hoge gevoeligheid zijn condensatormicrofoons ook uitstekend geschikt als "dasspeld"-microfoon of vergadermicrofoon. Kleinmembraan condensatormicrofoons worden zowel in de studio als op het podium gebruikt.
Schematische voorstelling van een condensatormicrofoon
Dynamische microfoon Een dynamische microfoon is een microfoon waarvan de werking berust op het bewegen van een spoel in een magneetveld. De spoel is verbonden met een dun membraan dat geluidstrillingen opvangt waarmee door middel van inductie een elektrisch signaal opgewekt wordt. Een dynamische microfoon heeft daarom geen externe voeding nodig. De voordelen van dynamische microfoons zijn dat ze een hoge geluidsdruk aankunnen, en doorgaans tegen een stootje kunnen. Nadelen zijn vooral dat vanwege massatraagheid hoogfrequente trillingen en nuances in het geluid minder goed worden geregistreerd. Zijn die laatste eigenschappen gewenst, dan wordt er meestal een condensatormicrofoon gebruikt. Zijn deze eigenschappen minder van belang, dan is een dynamische microfoon vooral een uitkomst op het podium, waar de gevoeligheid van condensatormicroons kan leiden tot het rondzingen van het geluid doordat de microfoon het signaal van de monitorsystemen registreert en vervolgens terugkoppelt, waardoor er een feedback-lus ontstaat. Dynamische microfoons zijn minder gevoelig, waardoor deze minder vatbaar zijn voor dit fenomeen. Tevens hebben dynamische microfoons een toepassing voor klankbronnen met een hoog volume, zoals drumstellen en gitaarversterkers, terwijl condensatormicrofoons beschadigd kunnen raken door dergelijke klankbronnen.
Schematische voorstelling van een dynamische microfoon
Bandmicrofoon Het werkingsprincipe van de bandmicrofoon, beter bekend als ribbonmicrofoon is hetzelfde als bij de dynamische microfoon. In plaats van membraan en spoel vangt een zeer dun metalen bandje de trillingen op. Dat bandje fungeert dus in feite als een spoel met één wikkeling. Een bandmicrofoon kan zeer lage frequenties, tot 30Hz, registreren. Een bandmicrofoon is erg kwetsbaar en zéér gevoelig voor windstoten/blazen. Bandmicrofoons worden weinig meer gebruikt.
Schematische voorstelling van een bandmicrofoon
Elektretmicrofoon Een elektretmicrofoon is een microfoon waarin een akoestische trilling volgens een elektrostatisch principe uiteindelijk resulteert in een elektrische spanning. De werking van een elektretmicrofoon is gelijk aan die van een condensatormicrofoon, waarbij de voorspanning door de elektreet al aanwezig is. Twee permanent elektrisch geladen plaatjes, waarvan er één elastisch is opgehangen, kunnen bewegen ten opzichte van elkaar, met als resultaat een condensator waarvan de capaciteit varieert met de trillende lucht. Wanneer deze plaatjes ten opzichte van elkaar bewegen zal de spanning over de twee plaatjes veranderen, analoog aan de opgevangen geluidstrillingen. Deze veranderingen worden via de nodige elektronische componenten overgebracht naar de aansluiting van de microfoon. Omdat deze spanningsvariaties heel klein zijn wordt er op een van de plaatjes een scheikundige stof aangebracht die het elektrostatisch effect vergroot. Hierdoor kan de elektronica voldoende eenvoudig gehouden worden om de microfoon voor een aantrekkelijke prijs te kunnen produceren. Het nadeel van deze constructie is een lichte klankkleuring die door de elektronica moet worden weggefilterd. Dit type microfoon moet steeds gevoed worden, doch meestal volstaat een AA-batterij die in de behuizing van de microfoon kan worden aangebracht. Het microfoonelement is meestal rond en heeft een doorsnede van 5 tot 10 mm, en een dikte van 3 tot 15 mm. Er zijn meestal 2 aansluiting, en soms 3.
Het microfoonelement wordt ook wel microfoonkapsel genoemd. De prijs van een elektret microfoonelement is ongeveer 1 euro (in 2007), maar dit hangt sterk af van de hoeveelheid die wordt afgenomen. Toepassingen zijn bijvoorbeeld: in telefoons, headsets, memorecorders, etc. De voordelen van dit type microfoon is dat ze klein en goedkoop zijn, en ook de hoge tonen worden opgenomen. De nadelen zijn de kleuring (vervorming) van het geluid en ruis. De Nederlandse benaming is 'elektreetmicrofoon', maar door vrijwel iedereen wordt 'elektretmicrofoon' gebruikt. Dat komt vrijwel overeen met het Engelse 'electret microphone'. Door fabrikanten wordt soms de Engelse term 'electret condenser microphone' gebruikt. Voor alle duidelijkheid: een elektretmicrofoon (dus ook de 'electret condenser microphone') is een goedkoop microfoontje dat in allerlei dagelijkse producten zit. Een condensatormicrofoon is een veel duurdere microfoon die veelal in geluidstudio's gebruikt wordt.
Enkele elektret microfoonelementen
Kristalmicrofoon Een kristalmicrofoon is een microfoon waarvan de werking berust op het piëzo-elektrisch effect. Zowel de uitgangsimpedantie als de spanningsafgifte zijn, in vergelijking met een elektrodynamische microfoon, zeer hoog. Door de mechanische overbrenging tussen de conus en het kristal, en het optreden van resonanties in de conus, is de geluidskwaliteit doorgaans matig. Door de opkomst van betaalbare dynamische- en elektretmicrofoons is de kristalmicrofoon vrijwel geheel buiten gebruik geraakt. Lasermicrofoon Een lasermicrofoon werkt met behulp van de reflectie van een laserstraal. Deze laserstraal kan bijvoorbeeld op een raam gericht worden. Aan de andere kant van het raam wordt er geluid geproduceerd (een gesprek, muziek, en andere omgevingsgeluiden), hierdoor gaat het raam trillen en functioneren als een groot membraan. Doordat de laserstraal reflecteert op het trillende oppervlak wordt een trillende lichtstraal terug gestuurd naar een optische detector. Deze trillende lichtstraal wordt via deze sensor omgezet in een elektrisch signaal en via een versterker en een luidspreker omgezet in een auditief signaal. Met andere woorden, men kan de geluiden aan de andere kant van het membraan (glas) hoorbaar maken. Met het grote voordeel dat enige afstand tussen het membraan (glas) en de waarnemer bewaard kan worden. Dit is een ideaal instrument voor spionage.
PZM Een Pressure Zone Microfoon bestaat uit een plaat met op het grensvlak ervan een microfoontje, vaak een elektret. Hoe groter het oppervlak, hoe beter de bas weergave. Geschikt voor het opnemen in de studio van akoestische instrumenten en voor het opnemen van de ruimte-akoestiek, evt. op een afstand van de geluidsbron. Zachte signalen opnemen is meestal ivm. de slechte signaal/ruisverhouding af te raden. Dit type microfoons wordt ook oa. gebruikt voor bijv. conferenties en in de beveiligingstechniek, ook wel in de opnamestudio, in het theater en soms als bassdrum microfoon binnen in de bassdrum. Digitale microfoon Dit is meestal een condensatormicrofoon, maar met een ingebouwde Analoog-Digitaal (AD) converter. Zo'n microfoon kan rechtstreeks op digitale opname-apparatuur (AES/EBU) worden aangesloten. Verlies aan geluidskwaliteit door kabels speelt dan geen rol meer. Zo'n microfoon kan via de bijgeleverde software vaak op afstand worden "bestuurd": richtingkarakteristiek, gevoeligheid ed. zijn in te stellen via een computerprogramma (Neumann Solution D). Op termijn is het misschien mogelijk om de membraantrillingen rechstreeks in digitale informatie om te zetten.
