마이크

Microphone
기타 용도에 대해서는 마이크(동음이의한 설명)를 참조하십시오.
Shure Brothers 마이크, 모델 55S, 1951년 멀티 임피던스 "Small Unidyne" 다이내믹

구어체로 마이크(/ma ɪk/)라고 불리는 마이크는 소리를 전기 신호로 변환하는 변환기입니다. 마이크는 전화, 보청기, 공연장 및 공개 행사를 위한 공용 주소 시스템, 동영상 제작, 라이브 및 녹음 오디오 엔지니어링, 사운드 녹음, 양방향 라디오, 메가폰 및 라디오 및 텔레비전 방송과 같은 많은 응용 분야에서 사용됩니다. 또한 컴퓨터 및 휴대폰과 같은 기타 전자 장치에서 소리, 음성 인식, VoIP 및 초음파 센서 또는 노크 센서와 같은 기타 목적으로 사용됩니다.

오늘날 여러 종류의 마이크로폰이 사용되고 있으며, 이들은 음파의 기압 변화를 전기 신호로 변환하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 가장 일반적인 것은 자기장에 매달린 와이어 코일을 사용하는 동적 마이크로폰과 진동하는 진동판을 축전판으로 사용하는 콘덴서 마이크로폰 그리고 압전 물질의 결정을 사용하는 접촉 마이크로폰입니다. 마이크는 일반적으로 신호를 기록하거나 재생하기 전에 사전 증폭기에 연결해야 합니다.

역사

더 큰 그룹의 사람들과 대화하기 위해, 인간의 목소리의 볼륨을 증가시킬 필요성이 발생했습니다. 이를 달성하기 위해 사용된 초기 장치는 음향 메가폰이었습니다. 5세기-BC 그리스의 첫 번째 예 중 일부는 원형 극장에서 배우들의 목소리를 음향학적으로 증폭시키는 뿔 모양의 입구가 있는 극장 가면이었습니다.[2] 1665년, 영국의 물리학자 로버트 훅은 양쪽 끝에 컵이 붙어 있는 늘어진 전선으로 만들어진 "연인의 전화"의 발명으로 공기 이외의 매질을 최초로 실험했습니다.[3]

1856년, 이탈리아의 발명가 안토니오 메우치는 자기장의 다양한 깊이로 전선의 코일을 이동시킴으로써 전류의 발생에 기초한 동적 마이크를 개발했습니다. 이 변조 방법은 전화기의 기술에 있어서도 가장 지속적인 방법이었습니다. 메우치는 1857년에 그의 장치에 대해 말하면서, "그것은 진동하는 진동판과 그것을 감싸는 나선형 와이어가 있는 전기화된 자석으로 구성되어 있습니다. 진동 다이어프램은 자석의 전류를 변경합니다. 전선의 다른 쪽 끝으로 전달되는 이러한 전류의 변화는 수신 진동판의 유사한 진동을 만들고 단어를 재현합니다."[4]

1861년, 독일의 발명가 요한 필리프 레이스는 간헐적인 전류를 발생시키는 진동막에 부착된 금속 스트립을 사용한 초기 음향 송신기 ("리스 전화기")를 만들었습니다. 1876년 Alexander Graham Bell과 Elisha Gray의 초기 전화기에서 "액체 송신기" 디자인으로 더 나은 결과를 얻었습니다. 진동판은 산성 용액의 전도성 막대에 부착되었습니다.[5] 그러나 이러한 시스템은 매우 낮은 음질을 제공했습니다.

데이비드 에드워드 휴즈는 1870년대에 탄소 마이크를 발명했습니다.

적절한 음성 전화를 가능하게 한 첫 번째 마이크는 (느린 접촉) 탄소 마이크였습니다. 이것은 영국의 데이비드 에드워드 휴즈와 미국의 에밀 베를리너와 토마스 에디슨에 의해 독자적으로 개발되었습니다. 비록 에디슨이 (오랜 법적 분쟁 끝에) 1877년 중반에 첫 번째 특허를 받았지만, 휴즈는 몇 년 전에 많은 목격자들 앞에서 그의 작업 장치를 시연했고, 대부분의 역사학자들은 그의 발명품을 그에게 공을 돌렸습니다.[6][7][8][9] Berliner 마이크는 Alexander Graham Bell이 그의 전화에 사용한 것을 통해 상업적인 성공을 거두었고 Berliner는 Bell에게 고용되었습니다.[10] 탄소 마이크는 전화, 방송 및 녹음 산업의 발전에 중요했습니다.[11] 토마스 에디슨은 1886년에 탄소 마이크를 그의 탄소 버튼 송신기로 다듬었습니다.[8][12] 이 마이크는 1910년 뉴욕 메트로폴리탄 오페라 하우스에서 열린 첫 라디오 방송에서 사용되었습니다.[13]

험프리 보가트, 잭 브라운, 로렌 바콜은 제2차 세계 대전 중 해외 군대에 방송된 RCA 버러커스틱 MI-6203 리본 마이크를 가지고 있습니다.

1916년, E.C. 웨스턴 일렉트릭의 웬트는 첫 번째 콘덴서 마이크로 다음 돌파구를 개발했습니다.[14] 1923년 최초의 실용적인 이동 코일 마이크가 제작되었습니다. 캡틴 H. J. 라운드에 의해 개발된 마르코니 사익스 자석 전화기는 런던에 있는 BBC 스튜디오의 표준이 되었습니다.[15][16] 이것은 1930년에 HB1A를 출시한 Alan Blumlein과 Herbert Holman에 의해 개선되었고 당대 최고의 표준이 되었습니다.[12]

또한 1923년에는 또 다른 전자기식인 리본 마이크가 도입되었는데, 이것은 해리 F가 개발한 것으로 추정됩니다. 리본 스피커에 사용되는 컨셉을 마이크 제작에 적용한 올슨.[17] 수년에 걸쳐 이러한 마이크로폰은 여러 회사, 특히 패턴 제어에서 큰 발전을 이룬 RCA에 의해 개발되어 마이크로폰 방향성을 제공했습니다. 텔레비전과 영화 기술이 호황을 누리면서 고충실도 마이크와 더 큰 지향성에 대한 요구가 있었습니다. Electro-Voice는 1963년 아카데미 상을 수상한 산탄총 마이크로 응답했습니다.[18]

20세기 후반 동안, 슈어 브라더스는 SM58과 SM57을 내놓으면서 개발이 빠르게 진행되었습니다.[19]

품종

마이크로폰은 콘덴서, 다이나믹 등과 같은 트랜스듀서 원리와 방향 특성에 따라 분류됩니다. 때때로 진동판 크기, 마이크의 주축(끝 또는 측면 주소)에 입력되는 주음의 의도된 사용 또는 방향과 같은 다른 특성이 마이크를 설명하는 데 사용됩니다.

콘덴서

Oktava 319 콘덴서 마이크 내부
오디오-테크니카 AT3035
콘덴서 마이크로폰 내부 작동

1916년 E. C.에 의해 웨스턴 일렉트릭에서 발명된 콘덴서 마이크. 커패시터 마이크 또는 정전 마이크라고도 불리는 [20]웬트는 역사적으로 커패시터를 콘덴서라고 불렀습니다. 진동판은 축전기의 한 판 역할을 하며, 오디오 진동은 판 사이의 거리에 변화를 일으킵니다. 판들의 전기용량은 그들 사이의 거리에 반비례하기 때문에, 진동은 전기용량의 변화를 만듭니다. 정전 용량의 이러한 변화는 오디오 신호를 측정하는 데 사용됩니다. 고정판과 이동판의 조립을 "요소" 또는 "캡슐"이라고 합니다.

콘덴서 마이크는 저렴한 노래방 마이크를 통해 전화 송신기에서 고충실도 녹음 마이크에 이르기까지 다양한 범위에 걸쳐 있습니다. 일반적으로 고품질 오디오 신호를 생성하며 현재 실험실 및 녹음 스튜디오 애플리케이션에서 인기 있는 선택입니다. 이 기술의 고유한 적합성은 음파가 더 많은 작업을 수행해야 하는 다른 마이크로폰 유형과 달리 입사 음파에 의해 이동해야 하는 매우 작은 질량 때문입니다.

콘덴서 마이크는 팬텀 파워로 장비에 마이크 입력을 통해 제공되거나 소형 배터리에서 제공되는 전원이 필요합니다. 커패시터 플레이트 전압을 설정하기 위해서는 전원이 필요하며, 마이크로폰 전자 장치(전극 및 DC-편광 마이크로폰의 경우 임피던스 변환, RF/HF 마이크로폰의 경우 복조 또는 검출)의 전원을 공급하기 위해서도 필요합니다. 콘덴서 마이크로폰은 또한 2개의 다이어프램과 함께 사용할 수 있으며, 2개의 다이어프램을 전기적으로 연결하여 카디오이드, 전방향 및 그림 8과 같은 다양한 극 패턴(아래 참조)을 제공합니다. 일부 마이크로폰(예: Røde NT2000 또는 CADM179)을 사용하여 연속적으로 패턴을 변경할 수도 있습니다.

콘덴서 마이크는 트랜스듀서에서 오디오 신호를 추출하는 방식에 따라 크게 DC 편향 마이크와 RF(Radio Frequency) 또는 HF(High Frequency) 콘덴서 마이크 두 가지가 있습니다.

직류 편향 콘덴서

DC 편향 콘덴서 마이크를 사용하면 플레이트가 고정 전하(Q)로 편향됩니다. 축전기 판 전체에 걸쳐 유지되는 전압은 공기 중의 진동에 따라 변화합니다(C = ). Q = 쿨롬 단위로 충전되는 Q ⁄V), 파라드 단위로 C = 커패시턴스 및 V = 전위차(볼트 단위). 거의 일정한 전하가 커패시터에 유지됩니다. 정전용량이 변하면 축전기 전체의 전하량은 매우 약간 변하지만, 가청 주파수에서는 감각적으로 일정합니다. 캡슐의 캐패시턴스(약 5~100pF)와 바이어스 저항(100M ω~수십 G ω)의 값은 오디오 신호의 고역 통과 필터를 형성하고 바이어스 전압의 저역 통과 필터를 형성합니다. RC 회로의 시정수는 저항과 정전용량의 곱과 같습니다.

정전 용량 변화의 시간 프레임(20Hz 오디오 신호에서 50ms만큼) 내에서 전하는 실질적으로 일정하며 정전 용량 변화를 반영하기 위해 커패시터 전체의 전압이 순간적으로 변합니다. 커패시터 양단의 전압은 바이어스 전압의 상하로 변화합니다. 바이어스와 커패시터 사이의 전압 차이는 직렬 저항기에서 볼 수 있습니다. 저항기를 가로지르는 전압은 성능 또는 기록을 위해 증폭됩니다. 대부분의 경우 마이크에 있는 전자 장치 자체는 높은 사운드 레벨의 경우 최대 수 볼트까지 전압 차이가 상당히 크기 때문에 전압 이득에 기여하지 않습니다. 이 회로는 매우 높은 임피던스 회로이기 때문에 일반적으로 전압이 일정하게 유지된 상태에서 전류 이득만 필요합니다.

RF 콘덴서

AKG C451B 소형 다이어프램 콘덴서 마이크

RF 콘덴서 마이크는 저잡음 발진기에 의해 생성되는 비교적 낮은 RF 전압을 사용합니다. 발진기로부터의 신호는 캡슐 진동판을 움직이는 음파에 의해 생성되는 정전용량 변화에 의해 진폭 변조될 수 있거나, 캡슐은 발진기 신호의 주파수를 변조하는 공진 회로의 일부일 수 있습니다. 복조는 소스 임피던스가 매우 낮은 저잡음 오디오 주파수 신호를 생성합니다. 높은 바이어스 전압이 없는 경우 더 느슨한 장력을 갖는 다이어프램을 사용할 수 있으며, 이는 준수도가 높기 때문에 더 넓은 주파수 응답을 달성하는 데 사용될 수 있습니다. RF 바이어싱 프로세스는 더 낮은 전기 임피던스 캡슐을 초래하며, 이 중 유용한 부산물은 RF 콘덴서 마이크로폰이 오염된 절연 표면을 가진 DC 편향 마이크로폰에서 문제를 일으킬 수 있는 습한 기상 조건에서 작동될 수 있다는 것입니다. 센하이저 "MKH" 시리즈 마이크는 RF 바이어싱 기술을 사용합니다. 소련의 러시아 발명가인 레온 테레민이 비밀리에 원격으로 동일한 물리적 원리를 적용하여 고안했으며 1945년에서 1952년 사이에 모스크바에 있는 미국 대사 관저를 도청하는 데 사용되었습니다.

일렉트릿 콘덴서

주 기사: 일렉트릿 마이크
G.M. Sessler 등에 의한 포일 일렉트릿 마이크로폰에 관한 최초의 특허 (1~3페이지)

일렉트릿 마이크는 1962년 벨 연구소에서 게르하르트 세슬러와 짐 웨스트가 발명한 콘덴서 마이크의 한 종류입니다.[21] 기존 콘덴서 마이크에 사용되는 외부 인가 전하는 일렉트릿 소재의 영구 전하로 대체됩니다. 일렉트릿은 영구적으로 전기적으로 대전되거나 편광된 강유전체 물질입니다. 이 이름은 정전기와 자석에서 유래합니다. 정전기는 물질 내의 정전기의 정렬에 의해 전극에 내장되는데, 이는 철 조각의 자기 영역을 정렬하여 영구 자석을 만드는 것과 매우 유사합니다.

성능이 좋고 제조가 쉬워서 비용이 적게 들기 때문에 오늘날 제조되는 마이크로폰의 대부분은 일렉트릿 마이크로폰입니다. 한 반도체 제조업체는 연간 생산량을 10억 개 이상으로 추정합니다.[22] 고품질 녹음 및 라발리에(라벨 마이크) 사용부터 소형 사운드 녹음 장치 및 전화기의 내장 마이크에 이르기까지 많은 응용 분야에서 사용됩니다. MEMS 마이크로폰이 보급되기 전에는 거의 모든 휴대폰, 컴퓨터, PDA, 헤드셋 마이크로폰이 일렉트릿 타입이었습니다.[citation needed]

다른 캐패시터 마이크로폰과 달리 편광 전압이 필요하지 않지만 전원이 필요한 통합형 프리앰프가 포함된 경우가 많습니다(흔히 편광 전원 또는 바이어스라고 잘못 함). 이 프리앰프는 사운드 강화 및 스튜디오 애플리케이션에서 자주 팬텀 파워를 받습니다. 개인용 컴퓨터(PC)를 위해 설계된 모노포닉 마이크로폰(Monophonic Microphone)은 때때로 멀티미디어 마이크로폰(multimedia microphone)이라고도 불리며, 스테레오의 경우 전원 없이 일반적으로 사용되는 3.5mm 플러그를 사용합니다. 링은 두 번째 채널의 신호를 전달하는 대신 컴퓨터의 5V 공급 장치에서 저항을 통해 전원을 전달합니다. 스테레오폰 마이크는 동일한 커넥터를 사용합니다. 장비와 마이크가 어떤 표준을 사용하는지 명확한 방법이 없습니다.

밸브마이크

메인 기사: 밸브 마이크

밸브 마이크는 진공관(밸브) 앰프를 사용하는 콘덴서 마이크입니다.[23] 튜브 사운드 애호가들에게 여전히 인기가 있습니다.

다이나믹

슈어 SM58(동적 심장박동형) 마이크에 맞춰 노래하는 패티 스미스
동적 마이크로폰의 내부 작동

동적 마이크(무빙 코일 마이크라고도 함)는 전자기 유도를 통해 작동합니다. 견고하고 비교적 저렴하고 습기에 강합니다. 이는 피드백 전 잠재적으로 높은 이익과 결합되어 무대 위에서 사용하기에 이상적입니다.

동적 마이크로폰은 라우드스피커와 동일한 동적 원리를 사용하며, 반전됩니다. 영구 자석의 자기장에 위치한 작은 이동식 유도 코일이 다이어프램에 부착되어 있습니다. 마이크의 앞유리를 통해 소리가 들어오면 음파가 진동판을 움직입니다. 진동판이 진동하면 코일이 자기장 안에서 움직이면서 전자기 유도를 통해 코일에 다양한 전류를 만들어냅니다. 단일 동적 멤브레인은 모든 오디오 주파수에 선형적으로 반응하지 않습니다. 이러한 이유로 일부 마이크로폰은 오디오 스펙트럼의 다른 부분에 대해 여러 멤브레인을 사용한 다음 결과 신호를 결합합니다. 여러 신호를 올바르게 결합하는 것은 어렵습니다. 이렇게 하는 설계는 드물고 비용이 많이 드는 경향이 있습니다. 한편, 오디오 스펙트럼의 고립된 부분을 보다 구체적으로 겨냥한 여러 설계가 있습니다. 예를 들어, AKG D112는 고음이 아닌 저음 응답을 위해 설계되었습니다.[24]

리본

메인기사 : 리본마이크
리본 마이크를 이용한 에드먼드 로우

리본 마이크는 자기장에 매달린 얇고 일반적으로 주름진 금속 리본을 사용합니다. 리본은 마이크의 출력에 전기적으로 연결되고 자기장 내에서 진동이 전기 신호를 생성합니다. 리본 마이크는 둘 다 자기 유도에 의해 소리를 낸다는 점에서 움직이는 코일 마이크와 비슷합니다. 기본 리본 마이크는 리본이 양쪽으로 열려 있기 때문에 양방향(아래 그림과 같이 그림 8이라고도 함) 패턴으로 소리를 감지합니다. 또한 리본은 질량이 훨씬 적기 때문에 음압보다는 공기 속도에 반응합니다. 일반적인 스테레오 녹음에서는 전후 대칭 픽업이 성가신 요소가 될 수 있지만, 하이 사이드 리젝션은 리본 마이크를 수평으로, 예를 들어 심벌즈 위에 배치하여 리어 로브가 심벌즈에서만 소리를 픽업하도록 하여 이점을 활용할 수 있습니다. 크로스 피규어 8, 즉 블럼인 페어는 스테레오 녹음이 인기를 끌고 있으며 리본 마이크의 피규어 8 응답은 해당 애플리케이션에 이상적입니다.

다른 방향성 패턴은 리본의 한쪽 면을 음향 트랩 또는 배플로 둘러싸서 소리가 한쪽 면에만 도달하도록 하여 생성됩니다. 고전적인 RCA Type 77-DX 마이크로폰은 내부 배플의 여러 위치를 외부에서 조정할 수 있으므로 "그림 8"에서 "단방향"에 이르는 여러 응답 패턴을 선택할 수 있습니다. 그 중 일부는 여전히 고품질의 음향 재생을 제공하는 이러한 오래된 리본 마이크로폰은 한때 이러한 이유로 가치를 인정받았지만 리본을 매우 느슨하게 매달아야 좋은 저주파 응답을 얻을 수 있었고, 이로 인해 상대적으로 취약했습니다. 이러한 우려를 제거하고 [25]저주파에서 리본 마이크로폰의 효율적인 동적 범위를 향상시키는 새로운 나노 소재를 포함한 현대 리본 소재가 이제 도입되었습니다. 보호용 윈드 스크린은 빈티지 리본이 손상될 위험을 줄일 수 있으며, 녹음 시 파괴적인 아티팩트도 줄일 수 있습니다. 적절하게 설계된 윈드 스크린은 무시할 수 있는 삼중 감쇠를 발생시킵니다. 다른 종류의 동적 마이크로폰과 마찬가지로 리본 마이크로폰은 팬텀 파워를 필요로 하지 않습니다. 사실 이 전압은 일부 구형 리본 마이크로폰을 손상시킬 수 있습니다. 일부 새로운 현대식 리본 마이크로폰 설계에는 프리앰프가 내장되어 있으므로 팬텀 파워가 필요하며, 현대식 수동 리본 마이크로폰의 회로(즉, 앞서 언급한 프리앰프가 없는 회로)는 팬텀 파워에 의한 리본 및 변압기의 손상에 저항하도록 특별히 설계되었습니다. 또한 바람의 폭발과 팬텀 파워에 영향을 받지 않는 새로운 리본 소재도 있습니다.

탄소

메인기사 : 카본마이크
웨스턴 일렉트릭 더블버튼 카본마이크

탄소 마이크는 가장 초기 유형의 마이크였습니다. 탄소 버튼 마이크(또는 때로는 버튼 마이크)는 베를리너와 에디슨 마이크처럼 두 개의 금속판 사이에 눌러진 탄소 과립을 포함하는 캡슐이나 버튼을 사용합니다. 금속판 전체에 전압이 인가되어 탄소를 통해 작은 전류가 흐르게 됩니다. 판 중 하나인 진동판은 입사되는 음파에 동조하여 진동하여 탄소에 다양한 압력을 가합니다. 변화하는 압력은 과립을 변형시켜 인접한 과립의 각 쌍 사이의 접촉 면적을 변화시키고, 이것은 과립 덩어리의 전기 저항을 변화시킵니다. 저항의 변화는 마이크를 통해 흐르는 전류에 상응하는 변화를 일으켜 전기 신호를 생성합니다. 카본 마이크로폰은 한때 전화기에 일반적으로 사용되었습니다. 그들은 극도로 낮은 음질의 재생과 매우 제한된 주파수 응답 범위를 가지고 있지만 매우 강력한 장치입니다. 상대적으로 큰 카본볼을 사용한 부데 마이크는 과립 카본버튼 마이크와 유사했습니다.[26]

다른 마이크 유형과 달리 탄소 마이크는 더 많은 양의 전기 에너지를 제어하기 위해 소량의 소리 에너지를 사용하여 증폭기 유형으로도 사용할 수 있습니다. 카본 마이크로폰은 초기 전화 중계기로 사용되어 진공관 이전 시대에 장거리 전화 통화가 가능한 것을 발견했습니다. 브라운 릴레이([27]Brown's relay)라고 불리는 이 중계기들은 자기 전화 수신기를 탄소 마이크에 기계적으로 결합함으로써 작동했습니다: 수신기로부터의 희미한 신호는 마이크로 전달되었고, 거기서 그것은 더 강한 전류를 변조하여 선을 아래로 보내기 위해 더 강한 전기 신호를 생성했습니다. 이 증폭기 효과의 한 예는 피드백에 의해 발생한 진동으로 이어폰이 탄소 마이크 근처에 있으면 기존 "촛대" 전화기에서 소리가 들린다는 것입니다.

압전성

빈티지 아스타틱 크리스탈 마이크

크리스탈 마이크로폰이나 피에조[28] 마이크로폰은 압전 현상, 즉 압력을 받을 때 전압을 생성하는 일부 물질의 능력을 이용하여 진동을 전기 신호로 변환합니다. 그 예로 칼륨 나트륨 타르트레이트를 들 수 있는데, 이것은 압전 결정으로서 마이크로폰과 슬림라인 라우드스피커 부품으로 작동합니다. 크리스탈 마이크는 한때 국산 테이프 레코더와 같은 진공관(밸브) 장비와 함께 일반적으로 공급되었습니다. 그들의 높은 출력 임피던스는 진공관 입력단의 높은 입력 임피던스(일반적으로 약 10 M ω)와 잘 일치했습니다. 초기 트랜지스터 장비에 맞추기가 어려웠고 한동안 동적 마이크로폰, 나중에는 소형 일렉트릿 콘덴서 장치로 빠르게 대체되었습니다. 크리스탈 마이크의 높은 임피던스는 마이크 자체와 연결 케이블 모두에서 소음을 처리하기 매우 쉽습니다.

압전 변환기는 종종 음향 악기의 소리를 증폭하고, 드럼 히트를 감지하고, 전자 샘플을 트리거하고, 고압의 수중과 같은 어려운 환경에서 소리를 녹음하기 위한 접촉 마이크로 사용됩니다. 어쿠스틱 기타의 안장 장착 픽업은 일반적으로 안장 위를 지나는 현과 접촉하는 압전 장치입니다. 이러한 유형의 마이크는 진동을 감지하기 위해 기계적 결합이 아닌 자기 유도를 사용하는 일반적인 전기 기타에서 흔히 볼 수 있는 마그네틱 코일 픽업과는 다릅니다.

광섬유

OptoAcoustics 1140 광섬유 마이크

광섬유 마이크는 기존 마이크와 같이 정전용량이나 자기장의 변화를 감지하는 대신 빛 세기의 변화를 감지하여 음향파를 전기적 신호로 변환합니다.[29][30]

작동 중에는 레이저 소스의 빛이 광섬유를 통과하여 반사 진동판의 표면을 비춥니다. 진동판의 소리 진동은 진동판에서 반사되는 빛의 세기를 특정 방향으로 조절합니다. 변조된 광은 두 번째 광섬유를 통해 광검출기로 전송되며, 광검출기는 강도 변조된 광을 아날로그 또는 디지털 오디오로 변환하여 전송 또는 기록합니다. 광섬유 마이크는 최고의 고충실도 기존 마이크와 유사하게 높은 동적 및 주파수 범위를 가지고 있습니다.

광섬유 마이크는 어떤 전기장, 자기장, 정전기장 또는 방사능장에도 반응하거나 영향을 미치지 않습니다(이를 EMI/RFI 면역이라고 합니다). 따라서 광섬유 마이크로폰 설계는 산업용 터빈 내부 또는 자기공명영상(MRI) 장비 환경과 같이 기존 마이크로폰이 비효율적이거나 위험한 영역에서 사용하기에 이상적입니다.

광섬유 마이크는 강력하고 열과 습기의 환경 변화에 강하며 모든 방향성 또는 임피던스 매칭을 위해 생산할 수 있습니다. 마이크로폰의 광원과 광검출기 사이의 거리는 프리앰프나 다른 전기 장치 없이도 최대 수 킬로미터에 이를 수 있어 광섬유 마이크로폰이 산업 및 감시 음향 모니터링에 적합합니다.

광섬유 마이크는 초음파 모니터링 및 소음 제거와 같은 매우 특정한 응용 분야에 사용됩니다. 그들은 강력하고 시끄러운 자기장 내에서 방사선사, 직원 및 환자가 MRI 세트 내부 및 원격 제어실에서 정상적으로 대화할 수 있도록 하는 등 의료 응용 분야에서 특히 유용한 것으로 입증되었습니다.[31] 다른 용도로는 산업 장비 모니터링 및 오디오 보정 및 측정, 고충실도 녹음 및 법 집행이 있습니다.[32]

레이저

메인기사 : 레이저마이크

레이저 마이크는 마이크 장비에서 멀리 떨어진 곳에서 소리를 감지하는 데 사용될 수 있기 때문에 영화에서 스파이 장치로 묘사되는 경우가 많습니다. 레이저 빔은 소리의 영향을 받는 창문이나 다른 평면 표면을 겨냥합니다. 이 표면의 진동은 빔이 반사되는 각도를 변화시키고, 돌아오는 빔에서 레이저 스폿의 움직임이 감지되어 오디오 신호로 변환됩니다.

더 강력하고 비용이 많이 드는 구현에서는 돌아온 빛이 분리되어 간섭계로 공급되고, 간섭계는 반사된 빔의 광 경로 길이 변화에 의해 표면의 움직임을 감지합니다. 전자의 구현은 탁상용 실험이며 후자는 매우 안정적인 레이저와 정밀한 광학이 필요합니다.

새로운 형태의 레이저 마이크는 레이저 빔과 연기 또는 증기를 사용하여 자유로운 공기에서 소리 진동을 감지하는 장치입니다. 2009년 8월 25일, 레이저 빔의 경로 내에서 연기 또는 증기의 이동 스트림을 갖는 레이저-광전지 쌍에 기초한 미립자 흐름 검출 마이크로폰에 대한 미국 특허 7,580,533호가 발행되었습니다. 음압파는 연기에 교란을 일으켜 광검출기에 도달하는 레이저 빛의 양에 변화를 일으킵니다. 이 장치의 프로토타입은 2009년 9월부터 10월 12일까지 뉴욕에서 열린 제127회 오디오 엔지니어링 협회(Audio Engineering Society) 컨벤션에서 시연되었습니다.

액체.

주 기사: 워터마이크

Alexander Graham Bell이 가변 저항 마이크/송신기를 포함하여 개선하기 전까지 초기의 마이크들은 지적인 음성을 만들어 내지 못했습니다. 벨의 액체 송신기는 소량의 황산이 첨가된 물로 채워진 금속 컵으로 구성되었습니다. 음파가 진동판을 움직이게 해서 물속에서 바늘이 위아래로 움직일 수밖에 없었습니다. 그리고 나서 와이어와 컵 사이의 전기 저항은 물에 잠긴 바늘 주위의 물 메니스커스의 크기에 반비례했습니다. 엘리샤 그레이는 바늘 대신 놋쇠 막대를 사용한 버전에 대한 주의사항을 제출했습니다.[when?] 다른 사소한 변형과 개선은 Majoranna, Chambers, Vanni, Sykes, Elisha Gray에 의해 이루어졌고, 그 중 하나의 버전은 1903년 Reginald Fessenden에 의해 특허를 받았습니다. 이것들은 최초의 작동 마이크였지만 상업적으로 적용하기에는 실용적이지 않았습니다. 벨과 왓슨 사이의 유명한 첫 번째 전화 통화는 액체 마이크를 사용하여 이루어졌습니다.

멤스

주 기사: 마이크로 전자기계시스템
멤스 마이크로폰 아쿠스티카 AKU230

MEMS(마이크로 전자 기계 시스템) 마이크로폰은 마이크로폰 칩 또는 실리콘 마이크로폰이라고도 합니다. 압력에 민감한 다이어프램은 MEMS 처리 기술에 의해 실리콘 웨이퍼에 직접 에칭되며 일반적으로 통합된 프리앰프와 함께 제공됩니다.[33] 대부분의 MEMS 마이크로폰은 콘덴서 마이크로폰 디자인의 변형입니다. 디지털 MEMS 마이크로폰은 동일한 CMOS 칩에 아날로그-디지털 변환기(ADC) 회로가 내장되어 있어 칩을 디지털 마이크로폰으로 만들어 현대 디지털 제품과 보다 쉽게 통합할 수 있습니다. MEMS 실리콘 마이크를 생산하는 주요 제조업체는 Wolfson Microelectronics(WM7xx) 현재 Cirrus Logic,[34] InvenSense(아날로그 장치에서[35] 판매하는 제품 라인), Akustica(AKU200x), Infineon(SM310 제품), Knowles Electronics, Memstech(MSMx), NXP Semiconductor(노우즈에서[36] 구매하는 사업부), Sonion MEMS, Vesper, AAC Acoustic Technologies,[37] 그리고 오므론.[38]

보다 최근에는 2010년대부터 압전형 MEMS 마이크로폰을 제작하는 것에 대한 관심과 연구가 증가하고 있으며, 이는 기존의 콘덴서형 MEMS 설계에서 중요한 건축적, 재료적 변화입니다.[39]

플라스마

플라즈마 마이크로폰에는 이온화된 가스의 플라즈마 아크가 사용됩니다. 음파는 차례로 플라즈마 주변의 압력에 변화를 일으켜 온도에 변화를 일으켜 플라즈마의 컨덕턴스를 변화시킵니다. 이러한 컨덕턴스의 변화는 플라즈마에 대한 전기 공급에 중첩되는 변화로 감지될 수 있습니다.[40] 이것은 매우 희귀한 형태의 마이크입니다.

마이크로 스피커

마이크로폰의 기능적 반대는 전기 신호를 음파로 바꾸는 변환기인 라우드스피커입니다. 기존의 스피커는 (진동판, 코일 및 자석이 있는) 동적 마이크로폰과 구조가 비슷하기 때문에, 스피커는 실제로 마이크로폰으로서 "역방향"으로 작동할 수 있습니다. 호혜성이 적용되므로 결과적인 마이크로폰은 단일 드라이버 라우드스피커와 동일한 장애(제한된 저사양 및 고사양 주파수 응답, 잘 제어되지 않는 지향성 및 낮은 감도)를 가지고 있습니다. 실용적으로, 스피커는 인터콤, 무전기 또는 비디오 게임 음성 채팅 주변기기와 같이 높은 대역폭과 감도가 필요하지 않은 애플리케이션 또는 종래의 마이크가 부족한 경우에 마이크로 사용되기도 합니다.

그러나 이러한 약점을 이용하는 실용적인 응용이 적어도 하나 있습니다: 드럼 세트에서 "킥 드럼"(베이스 드럼) 앞에 가까이 배치되어 마이크 역할을 하는 중간 크기의 우퍼를 사용하는 것입니다. 상업용 제품의 예로는 킥 드럼 앞에 사용되는 10인치 드럼 쉘에 충격 장착된 6.5인치(170mm) 우퍼를 사용하는 야마하 서브킥이 있습니다. 비교적 거대한 멤브레인은 강한 저주파 과도를 견딜 수 있는 상태에서 고주파를 전달할 수 없기 때문에, 스피커는 종종 근처의 심벌즈 및 스네어 드럼으로부터의 출혈을 줄이면서 킥 드럼을 픽업하는 데 이상적입니다.[41]

캡슐 디자인 및 방향성

마이크의 내부 요소는 방향성 차이의 주요 원인입니다. 압력 마이크는 고정된 내부의 풍량과 환경 사이에 진동판을 사용하고 모든 방향의 압력에 균일하게 반응하기 때문에 전방위성이라고 합니다. 압력 구배 마이크는 양쪽에 적어도 부분적으로 열려 있는 진동판을 사용합니다. 양쪽의 압력 차이는 방향성 특성을 생성합니다. 마이크의 외부 모양과 같은 다른 요소와 간섭 튜브와 같은 외부 장치도 마이크의 방향성 응답을 변경할 수 있습니다. 순수한 압력 구배 마이크는 앞이나 뒤에서 오는 소리에는 똑같이 민감하지만 옆에서 오는 소리에는 둔감한데, 앞과 뒤에서 동시에 오는 소리는 둘 사이에 구배를 만들지 않기 때문입니다. 순수 압력 구배 마이크의 특징적인 방향성 패턴은 그림-8과 같습니다. 이 두 효과를 서로 다른 방식으로 결합한 캡슐을 만들어 다른 극 패턴을 유도합니다. 예를 들어, 카디오이드는 부분적으로 폐쇄된 후면을 특징으로 하기 때문에, 그 반응은 압력과 압력-구배 특성의 조합입니다.[42]

극무늬

  • 마이크 극성 감도입니다. 마이크로폰은 각 다이어그램에서 위쪽을 향하는 페이지와 평행합니다.[43]
  • Omnidirectional
    전방향
  • Subcardioid
    서브카디오이드
  • Cardioid
    카디오이드
  • Supercardioid
    슈퍼카디오이드
  • Hypercardioid
    심부전증
  • Bi-directional or Figure of 8
    쌍방향 또는 그림 8
  • Lobar
    로바

마이크의 방향성 또는 극 패턴은 중심축을 기준으로 다른 각도에 도달하는 소리에 얼마나 민감한지를 나타냅니다. 위에 표시된 극 패턴은 해당 지점에서 주어진 음압 레벨(SPL)이 생성되는 경우 마이크로폰에서 동일한 신호 레벨 출력을 생성하는 지점의 위치를 나타냅니다. 마이크로폰의 물리적 본체가 다이어그램에 대해 어떻게 방향을 잡는지는 마이크로폰 설계에 따라 달라집니다. Oktava(위 사진)와 같은 대막 마이크로폰의 경우, 폴라 다이어그램에서 위쪽 방향은 일반적으로 "사이드 파이어" 또는 "사이드 어드레스"로 알려진 마이크로폰 본체와 수직입니다. 슈어와 같은 소형 다이어프램 마이크(위 사진)의 경우 일반적으로 "끝 불" 또는 "끝/끝 주소"로 알려진 마이크 축에서 연장됩니다.

일부 마이크 디자인은 원하는 극 패턴을 만드는 데 몇 가지 원리를 결합합니다. 이는 하우징 자체에 의한 차폐(회절/탈리/흡수를 의미함)에서 전자적으로 결합된 이중막에 이르기까지 다양합니다.

전방향

전방향(또는 비방향) 마이크로폰의 응답은 일반적으로 3차원에서 완벽한 구체로 간주됩니다. 현실에서는 그렇지 않습니다. 지향성 마이크로폰과 마찬가지로 "전방향" 마이크로폰의 극성 패턴은 주파수의 함수입니다. 마이크로폰의 몸체는 무한히 작지 않으며, 결과적으로 후면에서 오는 소리에 대해 고유한 방식으로 접근하는 경향이 있어 극성 반응이 약간 평탄화됩니다. 이러한 평탄화는 마이크로폰의 직경(원통형으로 가정)이 해당 주파수의 파장에 도달함에 따라 증가합니다. 따라서 가장 작은 직경의 마이크는 고주파에서 최고의 전방위 특성을 제공합니다.

10kHz에서 소리의 파장은 1.4"(3.5cm)입니다. 가장 작은 측정 마이크는 직경이 1/4"(6mm)인 경우가 많아 최고 주파수까지도 방향성이 실질적으로 제거됩니다. 전방향 마이크로폰은 카디오이드와 달리 공명하는 공동을 지연으로 사용하지 않으므로 저색상으로 볼 때 "가장 순수한" 마이크로폰으로 간주될 수 있습니다. 이 마이크로폰은 원래 소리에 거의 추가되지 않습니다. 압력에 민감하기 때문에 20Hz 이하까지 매우 평평한 저주파 응답을 가질 수도 있습니다. 또한 압력에 민감한 마이크는 지향성(속도에 민감한) 마이크보다 바람 소음과 폭발성에 훨씬 덜 반응합니다.

신청분야 : 스튜디오, 오래된 교회, 극장,[44] 현장 TV인터뷰 등

비방향성 마이크의 예로는 둥근 블랙 에이트 볼이 있습니다.[45]

단방향

단방향 마이크는 주로 한 방향에서만 나오는 소리에 민감합니다. 위의 그림(lobar)은 이러한 패턴의 여러 가지를 보여줍니다. 마이크는 각 다이어그램에서 위쪽을 향합니다. 특정 주파수의 소리 강도는 0 ~ 360°의 반경 방향 각도에 대해 표시됩니다. 전문 다이어그램은 이러한 척도를 보여주며 서로 다른 주파수에서 여러 그림을 포함합니다. 여기에 제공된 다이어그램은 일반적인 패턴 모양과 이름에 대한 개요만 제공합니다.

심혈관계, 고심도계, 슈퍼심도계, 서브심도계

유니버시티 사운드 US664A 다이내믹 슈퍼카디오이드 마이크

가장 일반적인 단방향 마이크로폰은 심장형 마이크로폰이므로, 민감도 패턴이 "하트 모양"(즉, 심장형)이기 때문에 이름이 붙여졌습니다. 심장성 마이크 계열은 다른 방향의 소리를 잘 거부하기 때문에 일반적으로 음성 또는 음성 마이크로 사용됩니다. 3차원적으로 보면 심장박동체는 사과의 '줄기'인 마이크를 중심으로 사과 모양을 하고 있습니다. 카디오이드 반응은 측면과 후면에서 픽업을 줄여 모니터의 피드백을 피할 수 있도록 도와줍니다. 이러한 지향성 트랜스듀서 마이크로폰은 압력 구배를 감지하여 패턴을 달성하기 때문에(몇 센티미터의 거리에서) 음원에 매우 가까이 두면 구배가 증가하여 베이스 부스트가 발생합니다. 이를 근접 효과라고 합니다.[46] SM58은 50년[47] 이상 동안 라이브 보컬에 가장 일반적으로 사용되는 마이크로 심장병의 중요성과 인기를 보여주었습니다.

카디오이드는 전방향(압력)과 그림-8(압력 구배) 마이크로폰의 중첩으로,[48] 뒤에서 오는 음파의 경우 그림-8에서 나오는 음의 신호가 전방향 요소에서 나오는 양의 신호를 상쇄하는 반면, 앞에서 오는 음파의 경우 두 신호가 서로 추가됩니다. 그러나 저주파에서는 심장박동 마이크가 전방위 마이크 역할을 합니다.

두 성분을 서로 다른 비율로 결합하면 1차 카디오이드 계열을 구성하는 옴니와 그림 8 사이의 모든 패턴을 달성할 수 있습니다. 일반적인 모양은 다음과 같습니다.

  • 하이퍼-카디오이드 마이크로폰은 카디오이드와 유사하지만 약간 더 큰 그림-8 기여로 전방 민감도의 영역이 더 촘촘해지고 후방 민감도의 로브가 더 작아집니다. 두 성분을 3:1 비율로 결합하여 109.5°에서 널을 생성합니다. 이 비율은 방향성 계수(또는 방향성 지수)를 최대화합니다.[49][50]
  • 슈퍼카디오이드 마이크는 전면 픽업이 더 많고 후면 픽업이 더 적다는 점을 제외하고는 하이퍼카디오이드와 유사합니다. 약 5:3 비율로 제작되며 126.9°에서 널(null)이 있습니다. 이 비율은 전후방 비율, 즉 전후방 방사선 사이의 에너지 비율을 극대화합니다.[49][50]
  • 서브카디오이드 마이크는 널 포인트가 없습니다. 전후 픽업 사이에 3~10dB 수준으로 약 7:3 비율로 제작됩니다.[51][52]

이러한 3개의 심장형 마이크로폰/하이드로폰은 이득을 향상시키고 조향 가능한 빔 패턴을 생성하기 위해 코로케이티드 트라이어드(collocated triad)로서 직교 배향될 수 있습니다.[53][54]

양방향

"그림 8" 또는 양방향 마이크는 요소의 전면과 후면에서 동일하게 소리를 수신합니다. 대부분의 리본 마이크는 이 패턴입니다. 원칙적으로 음압에는 전혀 반응하지 않으며, 단지 앞뒤의 압력 변화에만 반응합니다. 측면에서 도달하는 소리는 앞뒤에 동일하게 도달하므로 압력의 차이가 없으므로 해당 방향에서 발생하는 소리에 대한 민감도가 없습니다. 보다 수학적인 용어로, 전방향 마이크로폰은 임의의 방향으로부터의 압력에 반응하는 스칼라 변환기인 반면, 양방향 마이크로폰은 진동판의 평면에 수직인 축을 따라 기울기에 반응하는 벡터 변환기입니다. 이는 후면에서 도착하는 소리에 대한 출력 극성을 반전시키는 효과도 있습니다.

산탄총

오디오-테크니카 산탄총 마이크
산탄총 마이크의 간섭관. 캡슐은 튜브의 바닥에 있습니다.

산탄총 마이크는 단순한 1차 단방향 유형 중 가장 높은 방향성입니다. 저주파에서는 고전적인 극초단파 반응을 갖는 반면, 중간 이상의 주파수에서는 간섭관이 전방 반응을 증가시킵니다. 이는 축외파가 슬롯의 종방향 배열로 들어오는 것을 취소하는 과정에 의해 달성됩니다. 이 기술의 결과는 주파수에 따라 레벨과 각도가 달라지고 착색 효과가 발생할 수 있는 일부 후면 로브가 존재합니다.

경계

메인기사 : 경계마이크

이상적이지 않은 음향 공간에서 마이크를 효과적으로 사용하기 위한 몇 가지 접근법이 개발되었으며, 이는 종종 공간을 구성하는 하나 이상의 표면(경계)에서 과도한 반사로 인해 어려움을 겪습니다. 마이크로폰이 이러한 경계 중 하나에 놓이거나 매우 가까운 곳에 놓이면 해당 표면에서 반사되는 소리는 직접적인 소리와 동일한 타이밍을 가지므로 마이크로폰에 반구형의 극 패턴과 향상된 지능을 제공합니다. 처음에는 일반 마이크를 표면에 인접하게 배치하고 때로는 음향학적으로 투명한 폼 블록에 배치하여 이 작업을 수행했습니다. 음향 엔지니어 에드 롱과 론 위커샴은 진동판을 경계에 평행하게 놓고 마주보는 개념을 개발했습니다.[55] 특허가 만료되었지만 Pressure Zone Microphone과 PZM은 여전히 크라운 인터내셔널의 활성 상표입니다.

경계 마이크로폰은 처음에 전방향 요소를 사용하여 구현되었지만, 요소의 방향 특성을 유지하면서 이 기술의 일부 이점을 얻기 위해 표면에 충분히 가까운 방향 마이크로폰을 장착하는 것도 가능합니다. 크라운의 상표는 위상 코히어런트 Cardioid 또는 PCC이지만, 이 기술을 사용하는 다른 제조업체도 있습니다.

응용프로그램별 설계

핸즈프리 작동을 위해 라발리어 마이크가 제작되었습니다. 이 작은 마이크는 몸에 착용됩니다. 원래, 그것들은 목에 매는 줄로 제자리에 고정되어 있었지만, 클립, 핀, 테이프 또는 자석으로 옷에 고정되는 경우가 더 많습니다. 라발리어 코드는 옷에 가려져 주머니에 있는 RF 송신기로 실행되거나 벨트에 클리핑되거나(이동용) 믹서로 직접 실행될 수 있습니다(정지형 애플리케이션의 경우).

무선 마이크는 케이블이 아닌 라디오나 광신호로 오디오를 전송합니다. 보통 소형 라디오 송신기를 이용해 음향 시스템에 연결된 근처 수신기로 신호를 보내지만, 송신기와 수신기가 서로의 시야에 있으면 적외선을 이용할 수도 있습니다.[citation needed]

접촉 마이크는 공기를 통해 전달되는 소리 진동과 달리 고체 표면이나 물체에서 직접 진동을 감지합니다. 이를 위한 한 가지 용도는 작은 물체나 곤충의 소리와 같이 매우 낮은 수준의 소리를 감지하는 것입니다. 마이크는 일반적으로 마그네틱(움직이는 코일) 트랜스듀서, 접촉 플레이트 및 접촉 핀으로 구성됩니다. 접촉판은 악기의 진동 부분이나 다른 표면에 직접 위치하고 접촉 핀은 코일에 진동을 전달합니다. 접촉 마이크는 달팽이의 심장박동 소리와 개미의 발소리를 감지하는 데 사용되었습니다. 이 마이크의 휴대용 버전은 최근에 개발되었습니다. 목 마이크는 사람의 목에서 직접 말을 받아 끈으로 묶는 접촉 마이크의 변형입니다. 이를 통해 주변 소리가 있는 영역에서 장치를 사용하여 스피커를 들리지 않게 할 수 있습니다.

마이크가 없는 소니 포물선 반사기입니다. 마이크로폰은 반사판 표면을 향하게 되고 반사판에 의해 포착된 소리는 마이크로폰 쪽으로 튕겨집니다.

포물선 마이크로폰은 포물선 안테나(예: 위성 접시)가 전파를 사용하는 것과 거의 같은 방식으로 음파를 수집하고 마이크로폰 수신기에 초점을 맞추는 포물선 반사기를 사용합니다. 이례적으로 전면 감도에 초점을 맞추고 수 미터 떨어진 곳에서 소리를 감지할 수 있는 이 마이크의 대표적인 용도는 자연 녹음, 야외 스포츠 이벤트, 도청, 법 집행 및 스파이 활동 등입니다. 포물선 마이크로폰은 설계의 부작용으로 저주파 응답이 좋지 않은 경향이 있기 때문에 일반적으로 표준 녹음 애플리케이션에 사용되지 않습니다.

스테레오 마이크는 두 개의 마이크를 하나의 장치에 통합하여 스테레오 신호를 생성합니다. 스테레오 마이크로폰은 종종 방송 응용 프로그램이나 현장 녹화에 사용되는데, 스테레오 녹음을 위해 두 개의 개별 콘덴서 마이크로폰을 클래식 X-Y 구성으로 구성하는 것은 비현실적입니다(마이크로폰 실습 참조). 일부 이러한 마이크는 두 채널 사이에 조정 가능한 커버리지 각도를 가지고 있습니다.

소음 제거 마이크는 소음 환경을 위한 고도의 지향성 디자인입니다. 그러한 용도 중 하나는 일반적으로 헤드셋에 붐 마이크로 설치되는 항공기 콕핏입니다. 또 다른 용도는 라이브 공연과 관련된 보컬리스트를 위한 큰 콘서트 무대에서의 라이브 이벤트 지원입니다. 많은 노이즈 캔슬링 마이크로폰은 전기적 극성이 반대이거나 전자적으로 처리되는 두 개의 다이어프램에서 수신된 신호를 결합합니다. 듀얼 다이어프램 설계에서, 메인 다이어프램은 의도된 소스에 가장 가까이 장착되고, 두 번째 다이어프램은 소스에서 더 멀리 위치하여 메인 다이어프램의 신호에서 제거될 환경 사운드를 픽업할 수 있습니다. 두 신호가 결합된 후에는 의도된 소스 이외의 소리가 크게 감소하여 지능이 크게 증가합니다. 다른 노이즈 캔슬링 디자인은 마이크의 측면과 후면에 열린 포트의 영향을 받는 하나의 다이어프램을 사용하며, 총합은 멀리 떨어진 사운드를 16dB 거부합니다. 하나의 진동판을 사용하는 소음 제거 헤드셋 디자인은 가스 브룩스와 자넷 잭슨과 같은 보컬 아티스트들에 의해 두드러지게 사용되었습니다.[56] 몇 가지 소음 제거 마이크는 목 마이크입니다.

스테레오 마이크로폰 기법

주 기사: 마이크 연습

라이브 공연에서 사운드 강화에 사용되는 마이크와 함께 사용되거나 스튜디오 또는 모션 픽처 세트에서 녹음하는 데 다양한 표준 기술이 사용됩니다. 하나 이상의 마이크를 적절하게 배치함으로써 원하지 않는 소리를 거부하면서 수집할 소리의 바람직한 특징을 유지할 수 있습니다.

전원 공급

대부분의 콘덴서 마이크와 같은 능동 회로를 포함하는 마이크는 능동 구성 요소를 작동시키기 위해 전원이 필요합니다. 이 중 첫 번째는 멀티핀 케이블과 커넥터를 사용하는 별도의 전원 공급 장치가 있는 진공관 회로를 사용했습니다. 솔리드 스테이트 증폭의 등장으로 전력 요구량이 크게 줄었고 오디오와 전력에 동일한 케이블 도체와 커넥터를 사용하는 것이 실용화되었습니다. 1960년대에 유럽을 중심으로 몇 가지 전력 공급 방법이 개발되었습니다. 독일 DIN 45595에서는 처음에 두 가지 지배적인 방법을 de:라고 정의했습니다.T-power 또는 T-power는 Tonaderspeung이고 팬텀 파워는 DIN 45596입니다. 1980년대 이후 팬텀 파워는 훨씬 더 보편화되었습니다. 왜냐하면 동일한 입력을 전원이 공급되는 마이크로폰과 전원이 공급되지 않는 마이크로폰 모두에 사용할 수 있기 때문입니다. DSLR 및 캠코더와 같은 가전 제품에서는 3.5mm 전화 플러그 커넥터를 사용하는 마이크의 경우 "플러그인 전원"이 더 일반적입니다. 팬텀, T 전원 및 플러그인 전원은 국제 표준 IEC 61938에 설명되어 있습니다.[57]

커넥터 및 연결

USB 커넥터가 있는 Samson 마이크
마이크로폰의 전자 기호

마이크에 사용되는 가장 일반적인 커넥터는 다음과 같습니다.

  • 전문가용 마이크로폰의 수형 XLR 커넥터
  • 저렴한 음악가의 마이크에 있는 1 ⁄4인치(6.35mm) 전화 커넥터로 불균형한 1 ⁄4인치(6.35mm) TS(팁 및 슬리브) 전화 커넥터를 사용합니다. 하모니카 마이크는 일반적으로 기타 앰프를 통해 실행하기 위해 고임피던스 1 ⁄4인치 TS 연결을 사용합니다.
  • 프로슈머 카메라, 레코더 및 컴퓨터 마이크의 3.5mm(때로는 1 ⁄8인치 미니라고도 함) TRS(팁, 링 및 슬리브) 스테레오(TS mono로도 사용 가능) 미니 전화 플러그.
  • USB를 사용하면 PC와 직접 연결할 수 있습니다. USB 연결을 통해 전원이 공급되는 이러한 마이크로폰의 전자 제품은 디지털 오디오 데이터가 USB 인터페이스를 통해 전송되기 전에 사전 증폭 및 ADC를 수행합니다.

일부 마이크는 휴대용 장비에 연결하기 위해 5핀 XLR 또는 미니 XLR과 같은 다른 커넥터를 사용합니다. 일부 라발리에(또는 "라펠") 마이크는 무선 송신기에 연결하기 위해 무선 팩과 같은 전용 커넥터를 사용합니다. 2005년부터 컴퓨터 기반 소프트웨어에 직접 녹음할 수 있도록 설계된 USB 연결이 가능한 전문가용 품질의 마이크가 등장하기 시작했습니다.

임피던스 브리징

주 기사: 임피던스 브리징

특정 마이크의 사전 증폭기를 선택할 때는 마이크의 임피던스를 알아야 합니다. 임피던스는 전압과 전류를 연결하는 옴(Ω)으로 측정된 주파수에 따른 전기적 특성입니다. 전력 전송과 관련이 없는 경우 일반적으로 신호는 다양한 전압으로 전송되며 마이크로폰의 경우에도 마찬가지입니다. 가장 높은 신호 진폭을 얻기 위해 임피던스 브리징이라는 방법을 사용합니다. 이 구성에서 마이크로폰의 출력 임피던스는 사전 증폭기의 입력 임피던스와 비교하여 무시할 수 있어야 합니다(실제로는 마이크로폰 임피던스보다 10배 이상 큰 사전 증폭 임피던스가 권장됨). 이렇게 하면 신호가 최소로 감쇄되고 프로세스에서 거의 전원이 사용되지 않습니다.[58]

임피던스 브리징의 주요 대안은 주어진 소스 임피던스에 대한 전력 전송을 최대화하는 임피던스 매칭입니다. 그러나 이것은 증폭기가 매우 비싸고 많은 열을 생산했던 20세기 초부터 관련이 없었습니다. 전화선의 증폭기 수를 줄이려면 전력 손실이 최소화되어야 하므로 소스와 부하 임피던스가 일치했습니다. 임피던스 매칭의 단점은 사전 증폭기의 입력에 전압 레벨의 절반만 나타나면서 발생하는 6dB의 신호 손실입니다.[58] 그러나 설계자가 특정 부하 임피던스를 마이크의 내부 전기음향 감쇠 회로의 일부로 가정하기 때문에 특정 리본 및 동적 마이크는 예외입니다.[59][dubious – discuss]

마이크마다 임피던스가 크게 다를 수 있으며 이는 설계에 따라 다릅니다. 수동형 마이크로폰에서 이 값은 코일(또는 유사한 메커니즘)의 임피던스와 밀접한 관련이 있습니다. 능동형 마이크로폰에서 이 값은 내부 증폭 회로의 출력 임피던스를 설명합니다.

낮은 임피던스는 600 ω 미만으로 간주됩니다. 중간 임피던스는 600 ω에서 10 K ω 사이로 간주됩니다. 고임피던스는 10K ω 이상입니다. 콘덴서 마이크로폰은 내장 앰프로 인해 일반적으로 50~200 ω의 출력 임피던스를 갖습니다.

디지털 마이크 인터페이스

Neumann D-01 디지털 마이크 및 Neumann DMI-88 채널 USB 디지털 마이크 인터페이스

오디오 엔지니어링 협회에서 발표한 AES42 표준은 마이크를 위한 디지털 인터페이스를 정의합니다. 이 표준을 준수하는 마이크로폰은 아날로그 출력이 아닌 XLR 또는 XLD 수컷 커넥터를 통해 디지털 오디오 스트림을 직접 출력합니다. 디지털 마이크로폰은 AES42 표준을 준수하는 적절한 입력 연결이 있는 새로운 장비와 함께 사용되거나 또는 적절한 인터페이스 박스를 통해 사용될 수 있습니다. AES42 표준에 따라 작동하는 스튜디오 품질의 마이크는 이제 여러 마이크 제조업체에서 구입할 수 있습니다.

측정 및 규격

Oktava 319와 Shure SM58의 축방향 원거리 주파수 응답 비교

마이크는 구조의 차이로 인해 소리에 대한 고유의 특징적인 반응이 있습니다. 이러한 반응의 차이는 불균일한 위상 및 주파수 반응을 생성합니다. 또한 마이크는 음압에 균일하게 민감하지 않으며 왜곡 없이 다양한 수준을 수용할 수 있습니다. 과학적 응용의 경우 보다 균일한 응답을 갖는 마이크가 바람직하지만, 마이크의 불균일한 응답이 바람직한 음의 색상을 생성할 수 있기 때문에 음악 녹음의 경우에는 그렇지 않은 경우가 많습니다. 마이크 사양에 대한 국제 표준은 [61]있지만 이를 준수하는 제조업체는 거의 없습니다. 따라서 다른 측정 기법을 사용하기 때문에 여러 제조업체의 공개 데이터를 비교하기가 어렵습니다. 그러나 제조업체가 IEC 60268-4에 따라 사양을 제공했다는 사실을 알 수 없는 한, 이 데이터 또는 기타 발표된 데이터로부터 확실한 결론을 도출할 때는 주의를 기울여야 합니다.

주파수 응답 다이어그램은 일반적으로 완전한 축 사운드(캡슐에 0°에 도달하는 사운드)에 대해 주파수 범위(일반적으로 20Hz ~ 20kHz)에 걸쳐 마이크로폰 감도를 데시벨로 표시합니다. 주파수 응답은 "30Hz–16kHz ±3dB"와 같이 텍스트로 덜 정보적으로 명시될 수 있습니다. 이는 명시된 주파수 간에 거의 평평하고 선형이며 진폭의 변화가 + 또는 -3dB 이하인 플롯을 의미하는 것으로 해석됩니다. 그러나 이 정보를 통해 변동이 얼마나 매끄러운지, 스펙트럼의 어떤 부분에서 변동이 발생하는지 알 수 없습니다. 일반적으로 "20Hz–20kHz"와 같은 문장은 허용 오차의 데시벨 측정 없이는 의미가 없습니다. 지향성 마이크로폰의 주파수 응답은 음원과의 거리 및 음원의 기하학적 구조에 따라 크게 다릅니다. IEC 60268-4는 (출처에서 매우 멀리 떨어진) 평면 진행파 조건에서 주파수 응답을 측정해야 한다고 명시하지만, 이는 거의 실용적이지 않습니다. 클로즈 토킹 마이크로폰은 다른 음원과 거리로 측정할 수 있지만 표준이 없으므로 측정 기술이 설명되지 않는 한 다른 모델의 데이터를 비교할 방법이 없습니다.

자체 노이즈 또는 등가 입력 노이즈 레벨은 소리가 없을 때 마이크와 동일한 출력 전압을 생성하는 사운드 레벨입니다. 이는 마이크의 동적 범위 중 가장 낮은 지점을 나타내며 조용한 소리를 녹음하려는 경우 특히 중요합니다. 측정값은 종종 dB(A)로 표시되는데, 이는 디시벨 스케일의 소음에 대해 주파수 가중치를 부여한 것으로, 예를 들어 "15 dBA SPL"(SPL은 20 마이크로파스칼에 대한 음압 수준을 의미함)과 같습니다. 숫자는 낮을수록 좋습니다. 일부 마이크 제조업체는 ITU-R 468 노이즈 가중치를 사용하여 노이즈 레벨을 명시하고 있습니다. 이는 우리가 노이즈를 듣는 방식을 더 정확하게 나타내지만 약 11~14dB 더 높은 수치를 제공합니다. 조용한 마이크는 일반적으로 20 dBA SPL 또는 32 dBS SPL 468 가중치를 측정합니다. Brüel & Kjaer 4179와 같은 특수 애플리케이션을 위한 매우 조용한 마이크는 수년 동안 존재해 왔으며 소음 수준은 약 0dB SPL입니다. 최근 스튜디오/엔터테인먼트 시장에서 5~7 dBA 사이의 소음 수준을 광고하는 Neumann and Røde의 모델과 같이 소음 사양이 낮은 일부 마이크가 소개되었습니다. 일반적으로 이것은 캡슐과 전자 제품의 주파수 응답을 변경하여 A-가중 곡선 내에서 더 낮은 소음을 초래하는 반면 광대역 소음은 증가할 수 있습니다.[citation needed]

클리핑 레벨은 최대 사용 가능한 수준의 중요한 지표입니다. 일반적으로 max SPL에서 인용되는 1% 총 고조파 왜곡(THD) 수치는 매우 경미한 수준의 왜곡이며, 특히 짧은 하이 피크에서는 매우 잘 들리지 않기 때문입니다. 클립 소리가 훨씬 더 잘 들립니다. 일부 마이크의 경우 클리핑 레벨이 최대 SPL보다 훨씬 높을 수 있습니다.[citation needed]

마이크의 동적 범위는 노이즈 플로어와 최대 SPL 사이의 SPL 차이입니다. 예를 들어 "120dB"와 같이 자체적으로 명시된 경우, 자체 노이즈 및 최대 SPL 수치를 개별적으로 갖는 것보다 훨씬 적은 정보를 전달합니다.

감도는 마이크가 음향 압력을 출력 전압으로 변환하는 정도를 나타냅니다. 고감도 마이크는 더 많은 전압을 생성하므로 믹서 또는 녹음 장치에서 증폭이 덜 필요합니다. 이것은 실질적인 문제이지만 마이크의 품질을 직접적으로 나타내는 것은 아니며, 실제로 민감도라는 용어는 잘못된 이름의 것이며, "변환 이득"이 더 의미가 있거나, 또는 "출력 수준"에 불과합니다. 왜냐하면 진정한 민감도는 일반적으로 소음 바닥에 의해 설정되기 때문입니다. 출력 수준에 대한 "감도"가 너무 높으면 클리핑 수준이 저하됩니다. 두 가지 일반적인 조치가 있습니다. 국제 표준은 1kHz에서 파스칼당 밀리볼트로 만들어집니다. 값이 높을수록 민감도가 높다는 것을 나타냅니다. 미국의 오래된 방법은 1 V/Pa 표준을 참조하여 일반 데시벨로 측정하면 음의 값이 나옵니다. 역시 값이 높을수록 민감도가 높음을 나타내므로 -60dB가 -70dB보다 더 민감합니다.[citation needed]

측정마이크

쇼크 마운트가 있는 AKGC 214 콘덴서 마이크

일부 마이크는 스피커를 테스트하고, 소음 수준을 측정하고, 그렇지 않으면 음향 경험을 정량화하기 위한 것입니다. 이들은 보정된 트랜스듀서이며 일반적으로 주파수에 대한 절대 감도를 명시하는 보정 인증서와 함께 제공됩니다. 측정 마이크의 품질은 종종 "Class 1", "Type 2" 등의 명칭을 사용하는데, 이는 마이크 사양이 아니라 음향 레벨 미터를 지칭하는 것입니다.[62] 측정 마이크 성능 설명에 대한 보다 포괄적인 기준이[63] 최근 채택되었습니다.

측정 마이크로폰은 일반적으로 압력의 스칼라 센서이며, 물리적 차원의 산란 프로파일에 의해서만 제한되는 전방위 반응을 보여줍니다. 사운드 강도 또는 사운드 파워 측정에는 압력 구배 측정이 필요하며, 일반적으로 최소 2개 이상의 마이크로폰 배열 또는 열선 풍속계를 사용하여 수행됩니다.

눈금 매기기

주 기사: 측정마이크 교정

마이크로 과학적 측정을 하려면 정확한 감도(파스칼당 볼트)를 알아야 합니다. 이는 장치의 수명 동안 변경될 수 있으므로 측정 마이크를 정기적으로 보정해야 합니다. 이 서비스는 일부 마이크 제조업체와 독립적인 인증 테스트 실험실에서 제공합니다. 모든 마이크 보정은 궁극적으로 영국의 NPL, 독일의 PTB 및 미국의 NIST와 같은 국가 측정 기관에서 1차 표준을 추적할 수 있으며, 이들은 가장 일반적으로 상호성 1차 표준을 사용하여 보정합니다. 이 방법을 사용하여 보정된 측정 마이크로폰은 비교 보정 기법을 사용하여 다른 마이크로폰을 보정하는 데 사용할 수 있습니다.

용도에 따라 측정 마이크는 주기적으로(매년 또는 수개월, 일반적으로), 낙하 또는 허용 가능한 수준 이상의 소리에 노출되는 등 잠재적으로 손상을 입힐 수 있는 사건이 발생한 후에 테스트해야 합니다.

배열

주 기사: 마이크 배열

마이크 어레이는 여러 개의 마이크가 함께 작동하는 것입니다. 다음과 같은 많은 응용 프로그램이 있습니다.

일반적으로 배열은 결과를 일관된 형태로 기록하고 해석하는 컴퓨터와 연결되어 공간의 둘레를 기준으로 분산된 전방향 마이크로폰으로 구성됩니다.

윈드스크린

참고 항목: 팝필터
앞유리가 제거된 마이크

윈드스크린(또는 윈드실드 – 용어는 서로 교환 가능)은 마이크에 대한 바람의 영향을 줄이는 방법을 제공합니다. 팝 스크린이 단방향 폭발로부터 보호해주는 반면, 폼 "모자"는 모든 방향에서 그릴로 바람을 차단하고, 블라인드, 제펠린 및 바스켓은 마이크로폰을 완전히 감싸며 차체도 보호합니다. 후자는 바람 소음의 극도의 저주파 함량을 고려할 때 마이크 하우징에서 유도되는 진동이 소음 출력에 크게 기여할 수 있기 때문에 중요합니다.

와이어 거즈, 직물 또는 폼과 같이 사용되는 차폐 소재는 상당한 음향 임피던스를 갖도록 설계되었습니다. 음파를 구성하는 상대적으로 낮은 입자 속도 기압 변화는 최소 감쇠로 통과할 수 있지만 입자 속도가 더 높은 바람은 훨씬 더 크게 방해됩니다. 재료의 두께를 증가시키면 바람 감쇠가 개선되지만 고주파 오디오 콘텐츠도 손상되기 시작합니다. 이는 단순한 폼 스크린의 실용적인 크기를 제한합니다. 폼과 와이어 메쉬는 부분적으로 또는 전체적으로 자립할 수 있지만, 부드러운 직물과 거즈는 프레임에 스트레칭을 하거나 더 조악한 구조적 요소로 라미네이팅을 해야 합니다.

공기가 부딪히는 첫 번째 면에서 모든 풍절음이 발생하기 때문에 차폐 주변부와 마이크 캡슐 사이의 간격이 클수록 소음 감쇠가 커집니다. 대략 구형 실드의 경우 감쇠는 해당 거리의 세제곱만큼(약) 증가합니다. 풀 바스켓 윈드실드의 경우 추가적인 압력 챔버 효과가 있으며, Joerg Wuttke가 처음 설명한 [64]바와 같이 2포트(압력 구배) 마이크의 경우 실드와 마이크의 조합이 고역 통과 음향 필터 역할을 할 수 있습니다.

지표면의 난류는 바람 소음의 근원이기 때문에 총 난류를 감소시키면 소음 감소를 가중시킬 수 있습니다. 공기역학적으로 매끄러운 표면과 강력한 와류가 발생하는 것을 방지하는 표면 모두 성공적으로 사용되었습니다. 역사적으로 인조 모피는 섬유가 미세 난류를 생성하고 에너지를 소리 없이 흡수하기 때문에 이 목적에 매우 유용하다는 것이 입증되었습니다. 바람과 비에 의해 매트화되지 않은 경우 모피 섬유는 음향학적으로 매우 투명하지만 짜거나 편직된 뒷면은 상당한 감쇠를 줄 수 있습니다. 소재로서 일관성 있게 제작하기 어렵고, 현장에서 자연 그대로의 상태를 유지하기가 어렵습니다. 따라서 사용에서 벗어나려는 관심이 있습니다.[65]

대형 다이어프램 콘덴서 마이크 앞의 가수 및 디스크 팝 필터
  • Various microphone covers
    다양한 마이크 커버
  • Two recordings being made—a blimp is being used on the left. An open-cell foam windscreen is being used on the right.
    두 개의 녹화가 진행되고 있습니다. 왼쪽에 깜박임이 사용되고 있습니다. 오른쪽에는 오픈셀 폼 윈드스크린이 사용되고 있습니다.
  • "Dead cat" and a "dead kitten" windscreens. The dead kitten covers a stereo microphone for a DSLR camera. The difference in name is due to the size of the enclosure.
    "죽은 고양이"와 "죽은 고양이"가 바람막이를 합니다. 죽은 아기 고양이는 DSLR 카메라를 위한 스테레오 마이크를 덮습니다. 이름의 차이는 인클로저의 크기 때문입니다.

참고 항목

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더보기

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외부 링크

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