Microfoane

Microfoanele sunt singurele aparate electroacustice capabile să capteze oscilaţiile sonore naturale. Microfoanele captează semnalele produse în spaţiul înconjurător transformând oscilaţiile acustice (mecanice) în oscilaţii electrice, obţinându –se la bornele acestora semnale electrice de audiofrecvenţa.

Cele mai importante caracteristici electrice care influenţează esenţial calitatea transmisiunilor sonore sunt: sensibilitatea, caracteristica de frecvenţă, distorsiunile, zgomotul propriu si impedanţa de ieşire.

Pentru a se putea analiza în mod unitar transformarea de către diferite microfoane a oscilaţiilor acustice în semnale electrice este util a se stabili o caracteristică, prin care să se exprime sensibilitatea in funcţie de frecvenţa şi direcţia din spaţiu a oscilaţiilor acustice. Caracteristica se numeşte caracteristică de directivitate şi este trasată grafic prin diagrame de directivitate.

Fig.1. Caracteristici de directivitate

Sensibilitatea este calitatea microfonului de a transforma cât mai eficient energia acustică în energie electrică. Ea se exprimă cantitativ prin raportul dintre valoarea tensiunii efective U, obţinută la bornele microfonului şi valoare presiunii acustice P ce se exercită asupra microfonului:

Caracteristica de frecvenţă sau răspunsul microfonului reprezintă nivelul tensiunii la bornele microfonului în funcţie de frecvenţă, la aplicarea unei oscilaţii acustice de intensitate constantă. Ea se prezintă grafic, în abscisă având frecvenţă(scara este de regulă logaritmică), iar in ordonată nivelul tensiunii la bornele microfonului(în general exprimată în dB).

Neuniformitatea caracteristicii de frecvenţă reprezintă valorile extreme (maximă şi minimă) a tensiunii date de microfon în raport cu tensiunea de referinţă. Ca nivel de referinţă se consideră nivelul debitat de microfon la frecvenţa de 1KHz şi un nivel acustic de 30dB. Valorile admisibile ale abaterii caracteristicii de frecvenţă sunt date în prospectul microfonului şi ele depind de calitatea acestuia.

Distorsiunile neliniare pot afecta în mod neplăcut audiţia. Ele apar datorită deformării formei sinusoidale a semnalului, deformări ce duc la apariţia armonicilor. Urechea umană este sensibilă la distorsiunile neliniare, pe care la 2% le sesizează. Distorsiunile mai mari de 10% fac audiţia neplăcută. În tehnica modernă a microfoanelor s-au obţinut distorsiuni sub 0,5% în banda de 20-20000Hz (cazul microfoanelor HI-FI pentru studiouri) (fig.2).

Fig.2. Caracteristica unui microfon pentru voce

Raportul semnal/zgomot este parametrul care pune în evidenţă zgomotul propriu al microfonului. El reprezintă raportul dintre tensiunea utilă şi cea de zgomot pentru o presiune acustică stabilită. Ea se exprimă în dB. În cazul microfoanelor de calitate se obţine la o presiune de 1µbar raportul semnal/zgomot de 60dB (adică de 1000 de ori).