|
[[Soubor:Robert La Follette Sr.jpg|náhled|Starší mikrofon; na obrázku je americký politik La Folette, cca 1923]]
'''Mikrofon''' je zařízení pro přeměnu [[akustika|akustického]] ([[zvuk]]ového) signálu na signál elektrický.
První mikrofon vynalezl tvůrce gramofonu [[EmileEmi Berliner]] [[4. březen|4. března]] [[1877]].
== Principy mikrofonů ==
[[Soubor:Ea f20 microphone.jpg|vlevo|náhled|250px|Kondenzátorový mikrofon Equation Audio s pop filtrem]]
[[Soubor:Oktava319-internal.jpg|vpravo|náhled|100px|Kondenzátorový mikrofon bez krytu]]
[[Rozhlas|rozhlasového vysílání]] uhlíkovými nebo kontaktních snímačů chvění.
=== Kondenzátorový mikrofon ===
Kondenzátorový mikrofon pracuje tak, že akustické kmity rozechvívají [[membrána|membránu]], která je jednou z [[elektroda|elektrod]] [[kondenzátor]]u, připojeného do [[elektrický obvod|elektrického obvodu]]. V rytmu změny polohy membrány se mění [[Kondenzátor#Hodnoty_kapacity|kapacita kondenzátoru]]. Tato změna se převádí na elektrický signál buď tak, že je vlastní mikrofonní vložka napájena z velmi měkkého zdroje polarizačního napětí a napětí na ní je snímáno předzesilovačem s velkou vstupní [[impedance|impedancí]], nebo je kapacita vložky použita jako součást [[vysokofrekvenční]]ho [[oscilátor]]u, rozlaďovaného změnou kapacity, a v následujících obvodech je demodulován nízkofrekvenční signál.
Kondenzátorové mikrofony obou provedení vyžadují napájení. Při vhodné konstrukci mikrofonní vložky je možné polarizačním napětím měnit směrové charakteristiky mikrofonu, což umožňují některé studiové mikrofony.
Kondenzátorové mikrofony jsou pokládány za nejkvalitnější a používají se často pro profesionální záznam. Také se vyrábějí pro měřící účely.
=== Elektretový mikrofon ===
Elektretový mikrofon je typem kondenzátorového mikrofonu, u něhož je [[elektrické pole]], nezbytné pro funkci, vytvářeno [[elektret]]em, tedy nevodivou hmotou, která je permanentně elektricky nabitá (srovnej s „permanentním [[magnet]]em“). V rytmu pohybu membrány se opět mění kapacita kondenzátoru a tím i napětí mezi deskami. Změny napětí musejí být zpracovávány [[předzesilovač]]em s vysokou vstupní [[impedance|impedancí]] (zpr. s [[tranzistor]]y [[Unipolární tranzistor|FET]]), který je proto součástí mikrofonu. Elektretové mikrofony vyžadují napájení pro vestavěný [[předzesilovač]]. Vyrábějí se jak pro nejnáročnější profesionální účely (např. [[měření]]), tak pro nenáročné [[Aplikační software|aplikace]] – u [[počítač]]ů, v [[telefon]]ech, [[diktafon]]ech apod. Poměrně jednoduchá konstrukce umožňuje snadno miniaturizovat rozměry. Citlivost na 1kHz nebo napětí je 1 - 10 mV/Pa.
=== Dynamický mikrofon ===
[[Soubor:Dynamic-microphone-senn-rotated.jpg|vpravo|náhled|250px|Dynamický mikrofon]]
Membrána pohybuje [[cívka|cívkou]] v [[Magnetické pole|magnetickém poli]], vytvořeném permanentním [[magnet]]em, čímž je vytvářen [[elektrický proud]] (viz [[Zákon elektromagnetické indukce]]). Dynamické mikrofony jsou méně citlivé než kondenzátorové mikrofony, lépe proto zpracují například hlasitý zpěv při živých vystoupeních, ozvučení veřejných shromáždění apod. Bývají poměrně odolné proti mechanickému poškození. Nevyžadují napájení. Citlivost na 1 kHz nebo napětí je u Dynamického středoohmového 3 - 5 mV/Pa a u Dynamického vysokoohmového je 10 mV/Pa.
=== Páskový mikrofon ===
[[Soubor:Páskový mikrofon.svg|vpravo|náhled|200px|Páskový mikrofon]]
Zvláštním případem dynamického mikrofonu je mikrofon páskový. Membránou je kovový pásek, nejčastěji proužek tenké [[hliník]]ové fólie, umístěný v magnetickém poli. Konstrukce je velmi jednoduchá. Vzhledem k jeho mechanické konstrukci je náchylný k mechanickému poškození a je proto používán výhradně ve studiových podmínkách. Vzhledem k velmi malému napětí bývá obvykle vybaven převodním [[transformátor]]em. Citlivost na 1 kHz nebo napětí je 0,1 mV/Pa.
=== Uhlíkový mikrofon ===
[[Soubor:Uhlíkový mikrofon.svg|vpravo|náhled|Uhlíkový mikrofon]]
Uhlíkový mikrofon byl prvním prakticky použitelným mikrofonem, hojně se využíval do 30. – 40. let [[20. století]], v [[telefon]]ech až do 80. let 20. století. Membrána stlačuje [[uhlík]]ová zrnka, čímž mění jejich odpor. Mikrofon umožňuje přímo [[Modulace|modulovat]] procházející signál, čehož se využívalo na počátku 20. století, kdy ještě nebyly k dispozici zesilovací prvky. V začátcích [[Rozhlas|rozhlasového vysílání]] uhlíkovými mikrofony přímo procházel signál vysílače s vysokým výkonem, mikrofony proto vyžadovaly chlazení. Uhlíkové mikrofony jsou velmi nekvalitní, při nežádoucím pohybu vydávají intenzivní chrastivé zvuky, a proto byly umísťovány do těžkých pouzder upevněných do soustavy pružin. Uhlíkové mikrofonní vložky se dlouhá léta používaly v telefonních přístrojích.
=== Piezoelektrický mikrofon ===
Piezoelektrický mikrofon se používal převážně v [[1950–1959|50. letech]] [[20. století]]. Pracuje na principu [[Piezoelektrický jev|piezoelektrického jevu]]: stlačováním či ohybem některých materiálů (solí některých [[minerál]]ů) vzniká [[elektrické napětí]]. Tyto mikrofony však nikdy nebyly příliš kvalitní. Používaly se převážně v systémech veřejného ozvučení a i tam se od jejich užívání záhy upustilo s nástupem dynamického mikrofonu. Piezoelektrického jevu se však dlouhou dobu využívalo v zařízení podobnému mikrofonu – [[gramofon]]ové přenosce, kde se u levných výrobků využívá doposud, a dále v některých typech snímačů [[Hudební nástroj|hudebních nástrojů]] nebo kontaktních snímačů chvění.
== Vlastnosti mikrofonů ==
=== Směrové charakteristiky ===
V závislosti na velikosti a konstrukci pouzdra mikrofonu může tento přijímat zvuk z různých směrů v různé intenzitě. Konstruktéři mikrofony záměrně navrhují s různými charakteristikami v závislosti na předpokládaném použití. Směrová charakteristika je frekvenčně závisláje –'''Niere'''), Anglosasům srdce. Jde o projevujetypickou secharakteristiku zpravidladynamických umikrofonů vysokýchpro tónůzpěváky, zatímconeboť hluboképotlačuje zůstávajízpětnou nepoznamenányvazbu.
* '''Všesměrová''' neboli '''omnidirekcionální''' neboli '''kulová''' charakteristika je taková, při které mikrofon přijímá zvuk stejně kvalitně ze všech stran. Je dosahována nejjednodušeji a je typická pro levné elektretové mikrofony, velké jen několik milimetrů.
* '''Kardioidní''' neboli '''ledvinová''' charakteristika potlačuje příjem zvuku „zezadu“ mikrofonu. Diagram připomíná Němcům a Čechům tvar ledviny (německé označení je '''Niere'''), Anglosasům srdce. Jde o typickou charakteristiku dynamických mikrofonů pro zpěváky, neboť potlačuje zpětnou vazbu.
* '''Hyperkardioidní''' (nikoliv hyperledvinová) charakteristika je více směrovává než charakteristika kardioidní.
* '''Osmičková''' neboli '''bidirekcionální''' charakteristika je taková, při které mikrofon přijímá zvuk pouze zepředu a zezadu, nikoliv však ze stran. Používá se především při některých metodách snímání stereofonního zvuku.
* '''Úzce směrová''' charakteristika má výrazně oslaben příjem zvuku zezadu, čehožčož bývá z fyzikálních důvodů dosaženo za cenu délky mikrofonu až 1 metr. Používá se pro speciální aplikace (příjem pomocného zvuku při filmování). Úzce směrová charakteristika mikrofonu je dosahována za cenu zřetelného zhoršení frekvenční charakteristiky, nebo jen v části akustického spektra.
{|class="wikitable"
| 