Apa yang membuat satu mikrofon lebih baik daripada yang lain, dan bagaimana cara saya membuatnya sendiri?

Saya ingin tahu tentang mikrofon dan memiliki beberapa pertanyaan.

1. Apa komponen kunci di dalamnya yang membuat satu lebih baik daripada yang lain?
2. Apa yang diperlukan untuk membangun mikrofon berkualitas tinggi sendiri? Saya mencari untuk membeli mikrofon yang bagus, dan melihat Blue Yeti sebagai contoh, sehingga membuat saya bertanya-tanya. Saya tahu ini lebih baik daripada mikrofon toko dolar saya, tetapi ingin tahu mengapa.
3. Hanya untuk iseng, saya membeli Mikrofon Kondensor el-cheapo (2.2K Ohm, 1.5V) untuk bermain-main, tapi saya tidak tahu tentang batasannya. Untuk apa mikrofon seperti ini berguna?

Bertanya apa yang membuat satu mikrofon lebih baik dari yang lain seperti bertanya apa yang membuat satu mobil lebih baik dari yang lain. Ini adalah subjek BESAR yang hanya bisa saya berikan gambaran umum. Tapi begini:

Diafragma

Tentu saja diafragma adalah yang paling penting (tetapi hanya nyaris). Ini adalah bagian yang bergerak sebagai respons terhadap suara dan entah bagaimana mengubah suara menjadi sinyal listrik. Ini adalah bagian yang menentukan apakah mikrofon Anda adalah mikrofon dinamis, kondensor, pita, atau jenis lainnya.

Untuk mendapatkan respons frekuensi yang baik, diafragma harus sangat ringan. Semakin ringan semakin baik. Tapi semakin ringan sesuatu, semakin rapuh. Jadi langkah-langkah harus diambil untuk membuatnya lebih kuat dan / atau melindunginya dari kerusakan.

Diafragma yang baik juga akan tahan terhadap kerusakan lingkungan. Sebagian besar kelembaban, tetapi juga asap, suhu ekstrem, goncangan, dll.

Membangun diafragma sangat sulit dan membutuhkan bahan dan mesin khusus. Ini melampaui hampir setiap hobiis, dan bahkan sebagian besar perusahaan. Kemungkinannya adalah bahwa lebih dari 75% merek mic yang dijual di tempat-tempat seperti Guitar Center tidak membuat diafragma mereka sendiri - dan itu bisa setinggi 90%.

Dimungkinkan untuk membuat diafragma di rumah Anda, tetapi itu tidak akan terdengar bagus sama sekali. Anda akan beruntung membuat yang memiliki "kualitas telepon".

Kadang-kadang diafragma disebut "kapsul mik", tetapi itu terkadang bisa menyesatkan.

Mekanis

Sifat mekanis dari mic tidak boleh diremehkan. Dengan hal-hal mekanis, maksud saya segala sesuatu yang bukan diafragma atau listrik. Tubuh mic, panggangan, posisi diafragma di dalam mic dan bahkan klip mic.

Ini terutama desain mekanik yang menentukan apakah mic adalah cardioid, omnidirectional, atau hyper-cardioid. Mungkin lebih tepatnya, desain mekaniklah yang menentukan berapa banyak suara yang tidak diinginkan ditolak. Ini dilakukan melalui penempatan diafragma dan desain panggangan.

Tugas penting lainnya dari desain mekanik adalah mengurangi penanganan noise - noise yang disebabkan oleh seseorang yang memegang, memindahkan, atau mengatur mikrofon. Dalam mic yang benar-benar buruk, hanya melenturkan tangan sambil memegang mic akan terdengar dengan jelas.

Desain mekanis juga membantu melindungi mikrofon dari angin, napas, ludah, asap, bir, dll.

Kelistrikan

Kebanyakan mikrofon, terutama mikrofon kondensor, memiliki elektron di dalamnya untuk meningkatkan sinyal dari diafragma sebelum mengeluarkannya. Beberapa mic juga memiliki filter high-pass switchable sederhana yang semakin mengurangi penanganan dan kebisingan yang terkait dengan angin.

Tentu saja elektronik harus memiliki noise rendah sambil dapat menangani rentang dinamis yang besar tanpa distorsi. Meskipun sirkuit ini biasanya sangat sederhana, membuatnya berkualitas tinggi lebih mudah dikatakan daripada dilakukan.

Ini semakin sulit untuk USB-Mics yang keluar. Membuat mikrofon USB kelas konsumen tidak terlalu sulit, tetapi mikrofon USB kelas studio sulit karena elektronik ekstra.

Konsistensi

Melakukan hal-hal di atas secara konsisten sangat penting bagi produsen mikrofon. Setelah Anda memiliki peralatan manufaktur yang mahal, relatif mudah untuk membuat mic yang berkualitas. Tetapi membuat dua mikrofon berkualitas yang cocok satu sama lain dalam level output, respon frekuensi, respon sementara, dll.

Ini sangat penting jika Anda membutuhkan sepasang mikrofon untuk rekaman stereo. Jika mik kiri memiliki respons frekuensi yang sedikit berbeda dari mik kanan maka rekaman akan terdengar aneh. Hampir setiap perusahaan mic akan menjual "pasangan yang cocok" dari mic, di mana mereka melewati kumpulan mic dan menemukan dua mic yang sangat cocok. Perusahaan lain bahkan tidak akan repot karena mereka kesulitan membuat 2 yang sama.

Membangun mikrofon berkualitas tinggi di rumah

Ini sangat sulit, tetapi tergantung pada seberapa banyak yang ingin Anda lakukan sendiri. Membuat satu dari awal hampir tidak mungkin karena memerlukan keterampilan dan peralatan yang jarang ditemukan dalam satu orang (deposisi uap, elektronik, fabrikasi logam, cetakan plastik dan / atau injeksi karet, dll.).

Anda dapat mengambil salah satu dari tugas-tugas itu dan membangun kembali mik yang ada dengan tugas itu. Sebagai contoh, Anda dapat mengambil mic Cina murah dan membangun kembali atau mendesain ulang elektronik di dalamnya. Atau dapatkan mesin bubut logam dan mesin penggilingan dan desain ulang tubuh mikrofon yang ada.

Tentu saja mungkin, dengan beberapa penelitian dan perencanaan yang cermat, untuk mengambil US $ 75 mik dan membuatnya berfungsi seperti US $ 500 mik.

Tapi jangan repot-repot mencoba membuat diafragma Anda sendiri jika kualitas audio adalah tujuan Anda. Bagaimanapun juga, buatlah seseorang hanya untuk belajar hal-hal, tetapi jangan berharap itu terdengar bagus.

Kapsul Mic Kondensor El-Cheapo

Ini tidak banyak berguna untuk audio profesional. Kualitasnya tidak ada, dalam kebisingan, respons frekuensi, rentang dinamis, dll. Kondensor profesional memiliki diafragma berdiameter 0,5 hingga 1,0 inci agar peka dan memiliki respons frekuensi yang lebih baik. Yang murah biasanya kurang dari 0,25 inci, dan mungkin 0,10 inci.

Mic Arrays

Salah satu bidang penelitian mic yang muncul saat ini adalah penggunaan array mikrofon. Di sinilah banyak el-cheapo mic digunakan dan dikombinasikan dengan cara yang berguna. Biasanya array mic digunakan untuk membuat mikrofon super-directional untuk telekonferensi dan aplikasi serupa. Ini adalah area di mana seseorang di rumah dapat lebih mudah bermain dan mungkin menghasilkan sesuatu yang bekerja lebih baik daripada apa yang tersedia secara komersial.

Q1

Beberapa hal yang terlintas dalam pikiran adalah:

• Dynamic Range - kisaran antara level SPL terendah dan tertinggi yang dapat ditangani oleh mikrofon. Misalnya miking daun gemerisik akan membutuhkan kinerja tingkat rendah yang baik, dan miking bass drum akan membutuhkan kinerja tingkat tinggi yang baik (yaitu tidak ada distorsi).
• Respons frekuensi - kerataan di seluruh bandwidth (mis. 20Hz - 20kHz) biasanya diinginkan, tetapi dapat dirancang untuk misalnya respons bass yang lebih baik.
• Rasio sinyal terhadap noise (SNR) dan noise diri - Rasio sinyal terhadap noise adalah rasio sinyal referensi terhadap noise yang dibuat mikrofon tanpa kehadiran suara (self noise). Jadi SNR tinggi baik, dan noise diri rendah baik. Mic kondensor umumnya sangat sensitif, lebih mudah untuk mendapatkan kinerja SNR yang baik, dan karenanya bagus untuk audio level rendah.
• Directivity - bagaimana sudut suara memengaruhi respons. Berbagai jenis mikrofon memiliki pola yang berbeda. Ini dipengaruhi oleh kedua jenis elemen (dinamis, kondensor, pita, dll) dan desain case:

Di sini arah pola respons (dikenal sebagai pola polar ) untuk cardioid khas (kiri) dan shotgun mic (kanan)

Biasanya mereka diberikan dalam 2D, tetapi bagi mereka yang baru bagi mereka mungkin lebih mudah untuk memahami jika kita dapat melihat representasi 3D - di sini adalah pola cardioid yang sama dalam 3D:

Dari ini kita dapat melihat bahwa misalnya jika Anda hanya perlu mengambil suara dari arah tertentu maka senapan adalah mikrofon yang baik untuk digunakan.

• Impedansi - betapa mudahnya mencocokkan mikrofon dengan berbagai jenis peralatan, dan juga seberapa sensitifnya terhadap kebisingan (mis. Mikrofon piezo, yang sering digunakan pada instrumen akustik sangat sensitif terhadap getaran) Misalnya, mikrofon impedansi rendah akan lebih baik untuk digunakan dengan kabel panjang (hindari mengambil hum)
• Daya tahan - betapa mudahnya mikrofon dapat rusak. Pita pita IIRC cukup rapuh dan harus ditangani dengan hati-hati. Elemen kondensor profesional juga cukup mudah rusak. Jenis yang kurang rapuh termasuk dinamis (kumparan bergerak) dan karbon.
• Harga - seperti halnya banyak hal lain dalam audio, ini tidak selalu ditentukan oleh kinerja. Kapsul electret murah (~ £ 1) bila dibiaskan dengan benar dapat memiliki respons frekuensi yang jauh lebih baik daripada misalnya mik kondensor katup lama yang bisa ratusan. Berikut (dari Elliott Sound Products) adalah diskusi dan contoh penggunaan kapsul electret murah (sering difitnah, tetapi ini biasanya karena desain yang buruk daripada kapsul itu sendiri) untuk membuat mikrofon uji dengan kinerja yang sebanding dengan model profesional.
  Untuk diskusi yang lebih rinci dan luar biasa, tesis inimembandingkan test mic yang dibangun dengan kapsul electret ~ £ 1 (total biaya sekitar £ 15) dengan setup pro mic seharga ~ £ 500. Mic murah mengungguli atau cocok dengan pro mic di sebagian besar wilayah. Misalnya, inilah lantai kebisingan untuk kedua mikrofon:

Q2

Jika Anda ingin merancang kapsul itu sendiri, maka membangun mikrofon yang berkualitas akan cukup sulit mengingat sifat banyak jenis yang rapuh dan fiddly. Saya mungkin akan mencari sesuatu seperti kondensor besar atau mik electret - Anda harus bisa mendapatkan bahan film yang tepat, atau Anda bisa mendapatkan beberapa mylar dan menerapkan biaya permanen untuk itu menggunakan pasokan HV (lihat speaker elektrostatik untuk ide)
Kemudian periksa beberapa skema untuk sirkuit preamp yang diperlukan dalam mikrofon kondensor (karena impedansinya yang tinggi)
Jangan berharap hasil Anda menjadi besar, tetapi jika Anda melakukan penelitian yang cukup dan meluangkan waktu Anda, Anda tidak pernah tahu. Ini tentu akan menjadi proyek pembelajaran yang menyenangkan.

Jika Anda ingin mengambil kapsul yang ada dan membangun mikrofon di sekitarnya, maka akan jauh lebih mudah untuk mencapai hasil yang baik. Tentunya dimungkinkan menggunakan komponen dan alat yang tersedia. Membaca tesis di atas dengan cermat akan menjadi tempat yang bagus untuk memulai.

Q3

Untuk pertanyaan ketiga, sulit untuk mengatakan tanpa melihat spesifikasi / lembar data, tetapi mungkin akan berguna sebagai mikrofon pidato / musik tujuan umum (bukan untuk tingkat yang sangat tinggi)
. Kualitas harus cocok untuk penggunaan konsumen, tetapi mungkin akan gagal memenuhi standar "pro audio" (meskipun lihat catatan di atas tentang harga, tidak ada yang pasti)

Halaman Wiki pada mikrofon adalah yang bagus, intro yang sangat bagus untuk berbagai jenis - layak dibaca.