الميكروفون هو جهاز يحول موجات الطاقة الميكانيكية أو الصوت إلى موجات طاقة كهربائية. يثير التحدث في الميكروفون (يتحرك) الحجاب الحاجز المقترن بجهاز ينتج تيارًا كهربائيًا يتناسب مع الموجات الصوتية الناتجة.
الميكروفونات جزء من الحياة اليومية. يتم استخدامها في الهواتف وأجهزة الإرسال للبث الإذاعي والتلفزيوني التجاري ، وراديو الهواة ، وأجهزة مراقبة الأطفال ، ومسجلات الأشرطة ، والصور المتحركة ، وأنظمة الخطاب العام. هناك العديد من أنواع الميكروفونات المختلفة – يعتمد التصميم على التطبيق. تستخدم استوديوهات التسجيل الصوتي والراديو والتليفزيون واستوديوهات الصور المتحركة ميكروفونات من النوع الشريطي أو المكثف نظرًا لاستنساخ الصوت عالي الجودة. يمكن لأنظمة النداء العام والهواتف وأنظمة الاتصالات اللاسلكية ثنائية الاتجاه استخدام الميكروفونات الكربونية أو الخزفية أو الديناميكية نظرًا لتعدد استخداماتها وانخفاض تكلفتها.
تاريخ
اخترع ألكسندر جراهام بيل أول ميكروفون كجهاز إرسال هاتفي في عام 1876. كان جهازًا سائلًا ولم يكن عمليًا للغاية. في عام 1886 ، اخترع توماس ألفا إديسون أول ميكروفون كربون عملي. تم استخدام ميكروفون الكربون للإرسال اللاسلكي وعلى نطاق واسع في أجهزة إرسال الهاتف حتى السبعينيات عندما تم استبدالها بعناصر خزفية كهرضغطية.
كان لميكروفون الكربون نطاق تردد محدود ، ولن يعيد إنتاج الموسيقى بشكل فعال. في عام 1916 ، تم تطوير الميكروفون المكثف بواسطة EC Wente من مختبرات Bell. يتطلب ميكروفون المكثف مضخمًا مدمجًا داخل الميكروفون لالتقاط الإشارات الخافتة. تم استخدام ميكروفونات المكثف للبث الإذاعي والجيل الأول من الصور المتحركة الصوتية.
حدث اختراق كبير في تقنية الميكروفون في عام 1931 مع اختراع الملف المتحرك أو الميكروفون الديناميكي بواسطة Wente و AC Thuras من مختبرات Bell. يحتوي الميكروفون الديناميكي على مستوى ضوضاء أو تشويه أقل من ميكروفون الكربون ولا يحتاج إلى طاقة لتشغيله. يتم استخدام الميكروفون الديناميكي على نطاق واسع اليوم في جميع مجالات الاتصال والترفيه.
في عام 1931 ، تم تقديم الميكروفون الشريطي بواسطة RCA ، وأصبح أحد أكثر الميكروفونات استخدامًا في صناعات التسجيل والبث الصوتي. اعتبره الكثيرون الميكروفون الأكثر طبيعية على الإطلاق. كان الميكروفون الشريطي ثقيلًا للغاية ، ويبلغ وزنه حوالي 8 أرطال (3.6 كجم) ، ويمكن أن يتلف بسهولة بسبب الصدمة أو النفخ فيه. لا تزال أشكال الميكروفون الشريطي مستخدمة حتى اليوم.
تم اختراع الميكروفون الخزفي أو البلوري في عام 1933 بواسطة Astatic Corporation عندما اكتشف CM Chorpening و FH Woodworth أنه بإمكانهما صنع ميكروفون من أملاح روشيل أو بلورات كهرضغطية. ووجدوا أنه عندما تضرب الموجات الصوتية هذه البلورات ، فإنها تهتز وتنتج تيارًا كهربائيًا.
مواد أولية
اعتمادًا على نوع الميكروفون ، قد تختلف المواد الخام. تصنع المغناطيسات الدائمة عمومًا من مركب بورون الحديد النيوديميوم. ملف الصوت والكابل مصنوعان من الأسلاك النحاسية. يستخدم البلاستيك لعزل الكابلات. عادة ما تكون العلبة مصنوعة من صفائح الألمنيوم وأحيانًا من البلاستيك.
تصميم
يتكون الميكروفون الديناميكي أو ذو الملف المتحرك من غشاء بلاستيكي رفيع متصل بملف صوتي. يتكون الملف الصوتي من عدة لفات ذات قطر صغير للغاية سلك نحاسي معزول ملفوف على بكرة. يحيط بملف الصوت مغناطيس دائم. يتسبب الصوت في اهتزاز الحجاب الحاجز ، مما يؤدي إلى تحرك الملف الصوتي على محوره. تستحث هذه الحركة جهدًا في الملف وتخلق تيارًا كهربائيًا متغيرًا يتناسب مع الصوت للتدفق عبر الملف. هذا التيار المستحث هو إشارة صوتية.
يتكون الميكروفون المكثف أو المكثف من لوحين معدنيين متباعدتين قليلاً. هاتان الصفيحتان تعملان كمكثف. المكثف هو جهاز يخزن شحنة كهربائية. تعمل اللوحة الأمامية كحاجز. عندما يهتز الحجاب الحاجز ، يتم تحفيز تيار كهربائي إلى الأسلاك المتصلة مما يخلق إشارة كهربائية بين الصفيحتين.
يتكون ميكروفون الكربون من حبيبات كربون خفيفة الوزن في حاوية. يتم وضع الوصلات الكهربائية على جوانب متقابلة من العلبة. يتم تركيب غشاء رقيق من المعدن أو البلاستيك على جانب واحد من العلبة. عندما تضرب الموجات الصوتية الحجاب الحاجز فإنها تضغط على حبيبات الكربون وتغير مقاومتها. من خلال تمرير تيار عبر الكربون ، تغير المقاومة المتغيرة الناتجة عن الصوت كمية التيار الذي يتدفق بما يتناسب مع الموجات الصوتية.
يستخدم الحجاب الحاجز للميكروفون الشريطي شريطًا رفيعًا من الألومنيوم المموج بطول حوالي 2 بوصة (50 مم) وعرضه 0.5 بوصة (2.5 مم) معلق في مجال مغناطيسي قوي. نظرًا لأن تغيرات ضغط الصوت تحل محل الشريط ، فإنه يقطع المجال المغناطيسي. هذا يستحث جهدًا وينتج تيارًا يتناسب مع الصوت الذي يضربه.
ولد جيمس دوجلاس موريسون في 8 ديسمبر 1943 في ملبورن ، فلوريدا. بعد الانتهاء من المدرسة الثانوية في الإسكندرية ، فيرجينيا ، أخذ موريسون دروسًا في كلية سانت بطرسبرغ الإعدادية وجامعة ولاية فلوريدا قبل أن يسافر إلى كاليفورنيا في عام 1964. وبحلول عام 1966 ، التحق موريسون بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس. هناك ، التقى عازف الأرغن راي مانزاريك ، وبعد فترة وجيزة ، التقى عازف الجيتار روبي كريجر وعازف الطبول جون دينسمور ، مشكلين دورز.
اندمجت موسيقى الهارد روك والتصوف والشعر الغنائي والمسرحيات في موسيقى المجموعة. رفض بعض النقاد موريسون باعتباره مطربًا متسامحًا مع نفسه لمطالب سوق موسيقى البوب بعد أن أصبح مشهورًا. وأشاد آخرون بموريسون باعتباره مغنيًا وشاعرًا قويًا ، واعتقدوا أن صوت الأبواب الفريد يمثل اندماجًا رائعًا لموسيقى الجاز والروك والبلوز والبوب.
في أواخر عام 1970 ، أصيب موريسون بخيبة أمل بسبب مكانته المشهورة. استقر في باريس ليعمل في الشعر والسيناريو. توفي موريسون فجأة في 3 يوليو 1971 ، عن عمر يناهز 27 عامًا. وذكرت التقارير الرسمية أنه أصيب بنوبة قلبية أثناء الاستحمام ، لكن جسده لم يره إلا طبيب وزوجة موريسون. نشأت أسطورة مفادها أن موريسون لم يكن ميتًا حقًا. يقع قبره في ركن الشعراء في مقبرة Pere-Lachaise في باريس ، بالقرب من قبور Balzac و Moliere و Oscar Wilde.
لا يزال موريسون شخصية عبادة كمسيح شاعري أدت رؤيته التي لا هوادة فيها إلى الموت المبكر. يواصل المعجبون اليوم زيارة قبر موريسون وشراء سجلاته وقراءة شعره. لا تزال شركة Elektra Records ، وهي شركة تسجيل دورز ، تبيع أكثر من 100000 سجل Door ، وشريط كاسيت ، وأقراص مضغوطة كل عام. صادف 3 يوليو 2001 الذكرى السنوية الثلاثين لوفاة موريسون وزار المقبرة أكثر من 20000 شخص.
تستخدم الميكروفونات الخزفية أو الكريستالية الكوارتز أو الكريستال الخزفي. توضع الأقطاب الكهربائية على جانبي البلورة. عندما تؤدي تغيرات ضغط الصوت إلى إزاحة البلورة ، يتم إنشاء تيار كهربائي يتناسب مع الصوت الذي يضربها.
عملية التصنيع
في حين أن عملية التصنيع ستختلف اعتمادًا على نوع الميكروفون وكيفية استخدامه ، فإن جميع الميكروفونات تحتوي على ثلاثة أجزاء مشتركة – كبسولة تحتوي على عنصر الميكروفون ، والأسلاك الداخلية ، والمبيت. تصف العملية التالية بناء ملف متحرك أو ميكروفون ديناميكي.
تتكون العلبة من صفائح رقيقة من الألومنيوم أو من البلاستيك المحقون بالقالب. يتم وضع صفائح الألمنيوم في قالب من آلة الضغط. القالب هو نسخة طبق الأصل مقلوبة لشكل العلبة المطلوب. يتم تحرير الثقب الهيدروليكي وإجبار الألومنيوم على الدخول في القالب. يتم قطع أي مادة زائدة والتخلص منها. إذا كانت العلبة مصنوعة من البلاستيك ، يتم إدخال الكريات البلاستيكية في قادوس وتذوب. يصب السائل في آلة التشكيل بالحقن. تقوم الآلة بإدخال السائل في قالب مغلق. بمجرد ملء القالب وتبريد البلاستيك ، يتم فتح القالب وإخراج العلبة البلاستيكية. إذا كان المفتاح مطلوبًا ، يتم تثبيته في موضعه في العلبة ويتم تثبيته بمسامير صغيرة وصواميل أو مسامير برشام.
يتكون الملف الصوتي عن طريق لف سلك نحاسي مصقول ناعم للغاية على بكرة بلاستيكية. السلك مؤمن على البكرة بالغراء.
يتكون المغناطيس الدائم من مركب بورون حديد نيوديميوم. يتم تشكيلها عن طريق تلبيد المسحوق (يوضع المسحوق في قالب ضغط عالي ويتم تسخينه ، وتتحد المعادن وتصبح صلبة) أو عن طريق ربطها بمواد رابطة بلاستيكية.
يتم وضع الحجاب الحاجز البلاستيكي المقطوع مسبقًا في أداة تثبيت. يتم بعد ذلك لصق بكرة الملف الصوتي في مركز البكرة بالضبط. بعد أن يتم معالجة الغراء (حوالي 24 ساعة) ، يتم إنزال التجميع في مجموعة المغناطيس الدائم ولصقها معًا.
يتم تحديد كبل إشارة صوتية متحد المحور وقصه حسب الطول. يتم نزع العزل من جميع الخيوط عند طرفي الكبل. بعد ذلك ، يتم لحام موصل الصوت في أحد طرفي الكبل. يتم ترك الطرف المفتوح للكابل مجانًا.
يتم إدخال الطرف المفتوح لكابل الصوت من خلال الفتحة الموجودة في الجزء السفلي من العلبة. يتم سحب الكبل من خلال الجزء العلوي من العلبة بطول كافٍ للسماح بلحام الأسلاك بالمفتاح والملف الصوتي.
يتم وضع مباعد مطاطية رغوية حول مجموعة الملف الصوتي ويتم إنزال التجميع في العلبة. يتم تثبيتها في مكانها الصحيح بشبكة وغطاء.
يتم بعد ذلك تعبئة الميكروفون وشحنه إلى الموزع.
مراقبة الجودة
يتم اختبار الميكروفون عن طريق وضع مجموعة ملف الصوت في محطة اختبار. تصدر محطة الاختبار إشارة ضوضاء بيضاء تحتوي على جميع الترددات المسموعة في وقت واحد. ثم يتم قياس استجابة التردد للتأكد من أن الميكروفون ضمن المواصفات.
حسب المنتجات / النفايات
يمكن إعادة تدوير الخردة المعدنية أو البلاستيكية من العلبة وإعادة تشكيلها. يجب التخلص من المواد الغريبة مثل النيوديميوم والحديد والبورون وفقًا للوائح الكيميائية الحكومية.
المستقبل
تقوم الصناعة باستمرار بتجربة المواد الخام لتحسين جودة صوت الميكروفون والحساسية واستجابة التردد. مع تقدم التكنولوجيا ، أصبحت الميكروفونات أكثر شيوعًا. أصبحت الآن قياسية مع أي نظام كمبيوتر جديد ، مما يمنح المستخدم فرصة التحدث إلى الأصدقاء والعائلة عبر الإنترنت. اعتمادًا على استخدامها ، يتم إعادة تصميم الميكروفونات باستمرار لتتوافق مع الاحتياجات المختلفة للعميل.