أنواع الميكروفونات
أهم الأنواع المستخدمة فى الإذاعة و السينما و التليفزيون واستوديوهات التسجيل الموسيقى هما نوعان - ولكل منهما الخصائص التى تميزه عن الأخر - وبالتالى يكون أكثر صلاحية لنوع الصوت المراد تسجيله .
الميكروفون الديناميكى Dynamic Microphone
يتكون هذا الميكروفون من ملف من سلك من النحاس مثبت بالرق ومعلق بين قطبى مغناطيس ثابت , ويعمل هذا الميكروفون على أساس النظرية التى تعمل بها المولدات الكهربائية - وهى إذا قطع موصل ( سلك معدنى ) مجالاً مغناطيسياً ثابتاً يتولد فى هذا السلك قوة دافعة كهربية تتناسب مع طول السلك وشدة المجال المغناطيسى وسرعة القطع .
وعلى ذلك , فإن الميكروفون الديناميكى بفعل تكوينه من رق يستقبل الموجات الصوتية فيهتز هذا الرق ويهتز معه أيضاً الملف المثبت به و المعلق فى المجال المغناطيسى الثابت - يتكون على أطراف هذا الملف القوة الدافعة الكهربية ( ق د ك ) تقاس بالمللى فولت (1/1000 من الفولت ) حيث أنها صغيرة جداً ويمكن قياسها بأجهزة خاصة .
واهم خصائص هذا الميكروفون انه لا يحتاج الى بطاريات او تيار كهربائى خارجى التشغيله كما انة يعتبر الأكثر استخداما فى الحالات التى تحتاج الى تحريك الميكروفون بصفة دائمة كما نراه فى الحفلات العامة فى ايدى المطربين وأمام الآلات الموسيقية للاوركسترا عند تقديم الفقرات الغنائية .
الشكل الخارجى لأحد أنواع الميكروفون الديناميكى
مثبت على حامل الميكروفون
وتقوم شركات كثيرة متخصصة فى صناعة الميكروفونات الديناميكية بتقديم انواع واشكال متعددة تختلف طبقا للاستخدام منها ميكرفونات تستخدم للالات الايقاع واخر للصوت البشرى وغيرها للالات الموسيقية النحاسية واخرى للجيتار وهكذا. وتختلف هذه الميكرفونات الديناميكية عن بعضها فى منحنى الاستجابة المذبذبة Frequency Responce الخاص بكل ميكروفون
ويوضح كل منحنى ذبذبى مستوى الخروج الكهربائى للميكروفون عند الذبذبات المختلفة المسموعة .وبناء على شكل هذا المنحنى الاستجابة الذبذبية نستطيع ان نتعرف على صلاحية هذا الميكروفون للاستخدام لالات موسيقية معينة او اصوات بشرية معينة- اكثر من غيرة من الميكروفونات .
الميكروفون الشريطى Ribbon Micro
يعتبر هذا النوع من الميكروفونات من النوع الديناميكى ايضا ولكنه يختلف فى التركيب الداخلى حيث انه يصنع من مغناطيس ثابت على شكل حدوته الحصان u ويثبت بين قضبى المغناطيس شريط متعرج خفيف الوزن - وهذا الشريط يعمل عمل الرق - حيث يستقبل الموجات الصوتية فيهتز بين قطبى المغناطيس ويتولد على طرفى الشريط قوة دافعة كهربائية تمثل الذبذبات الكهربية الناتجة من الميكرفون ( انظر الشكل ) ويتميز هذا الميكروفون بان له اتجاهين لاستقبال الموجات الصوتية مما يسهل استخدامة فى الاعمال الاذاعية لامكانية وضعة بين اثنين من المتحدثين امام بعضهما البعض .
ويطلق على هذا الميكرفون شكل 8-Figure 8 لان خصائصه من زاوية الاستقبال من الناحيتين تجعلة مثل حرف 8 .
وقد امكن لصناع الميكرفونات استخدام تلك الظاهرة لاستنباط اشكال مختلفة لزاوية الاستقبال بطريقة الجمع بين خصائص شكل 8 وخصائص الميكرفون العادى الذى يستقبل الصوت من جميع الجهات - ونتج عن ذلك ما يسمى بالميكرفون القلبى Cardioid Microphone
الميكروفون المكثف Condenser Microphone
يصنع هذا الميكروفون من مكثف كهربى ( انظر الشكل ) مكون من لوحين معدنيين بينهما فراغ أو مادة عازلة , فإذا وضع على اللوحين طرفى بطارية ( + , - ) تظهر شحنة كهربية بين اللوحين . وبناء على قيمة هذه الشحنة والمسافة بين اللوحين تتحدد سعة المكثف التى تقاس بالفاراد ( أو الميكروفاراد ) 1/ 1000000 من الفاراد ويطلق على هذا الميكرفون ايضا اسم Capacitor Microphone عندما يكون أحد اللوحين هو الرق المرن الذى يهتز بفعل إهتزاز الطاقة الصوتية التى يستقبلها - فإنه بذلك يغير المسافة بين اللوحين بدرجة طفيفة جداً , ولكنها كافية لكى تغير من سعة المكثف - وهذا التغير فى سعة المكثف ينتج عنه تغيير فى التيار المار بالدائرة الكهربية المغذية للمكثف - ويؤخذ هذا التيار المتغير طبقاً لتغير السعة , عن طريق مقاومة خاصة فى الدائرة إلى الأطراف الخارجية للميكروفون .
ويتميز هذا الميكرفون بان له حساسية عاليه للذبذبات المرتفعة High Frequency ولذلك يكثر استخدامه فى تسجيل الالات الوترية خاصة ذات الاصوات الرقيقة جدا مثل الكمان - كما يستخدم فى تسجيل الاصوات البشرية فى الاستديو بشرط ان يكون مثبتا على حامله امام المطرب او الكورال او الالة الموسيقية هذا الميكرفون المكثف يستخدم بحذر شديد نظرا لان اى لمسة له غير مقصودة يكون تأثيرها مكبرا بشكل يفسد الصوت - ولذلك عادة يثبت فى حاملة الميكرفون عن طريق وصلة مرنه " Elastic SusPension " .
كذلك يتأثر هذا الميكروفون المكثف بكمية الهواء الذى يخرج من الفم عند نطق بعض الحروف( عند بعض المطربين ) ويتأثر بالهواء الخارجى عند استخدامة فى التسجيلات الخارجية -لذلك يفضل ان يوضع له مانع الهواء Wind Screen كما هو مبين بالشكل .
الميكروفون اللاسلكى Wireless Microphone
يقال للميكروفون أنه من النوع اللاسلكى عندما يستخدم الموجة الحاملة للإشارة Frequency Carrier بدلاً من الكابل الموصل بين الميكروفون والمازج أو جهاز التسجيل . وبذلك يسهل حركة المتحدث فى الميكروفون اللاسلكى سواء فى الأستوديو أو على المسرح دون التقيد بالكابل الذى يعوق الحركة أثناء التجوال على المسرح أو فى الأستوديو .
ويحتاج هذا النوع من الميكروفونات جهاز إرسال Transmitter يوصل به الميكروفون ويحمله معه الممثل أو المتحدث أو يخفيه بين ملابسه - أما فى المسرح فنراه معلقاً على كتف الممثلين .
وجهاز الإستقبال Receiver للموجة الحاملة لذبذبات هذا الميكروفون , يقوم بفصل الموجة الحاملة عن ذبذبات الصوت الأصلى ويرسلها الى جهاز التسجيل أو المازج الصوتى ( مكسر ) .
الموجة الحاملة فى الميكروفون اللاسلكى :
يقوم الميكروفون الصغير المعلق على صدر الممثل أو الممثلة بتحويل الموجات الصوتية الى ذبذبات كهربية يأخذ المرسل Transmitter هذه الذبذبات ويركبها على مجموعة من الذبذبات الأخرى تكون أعلى بكثير من الذبذبات الصوتية العادية بآلاف المرات , وتسمى هذه العملية Frequency modulation , أى التعديل الذبذبى - ثم يقوم جهاز الإرسال بتحويل هذه الذبذبات العالية جداً الى موجات كهرومغناطيسية Electro-magnetic Waves -وهذه الموجات الكهرومغناطيسيةتنتشر فى الهواء عبر الهوائى ( الايريال ) لمسافات محددة دون ان يؤثر ذلك على جودة الصوت الاصلى
وعندما يستقبل جهاز الإستقبال Receiver هذه الموجات الكهرومغناطيسية عبر الهوائى Ariel المتصل به - يقوم بإستخلاص ذبذبات الصوت الأصلى منها بعد التخلص من الموجة الحاملة له , ويوصلها الى المازج أو المكبرأو جهاز التسجيل المطلوب .
الميكروفون اللاسلكى المحمول باليد الميكرفون اللاسلكى المحمول علي الصدر
ويوجد نوعان من هذا الميكروفون :
1. الميكروفون المحمول باليد Hand Held :
وفية يكون الميكروفون وجهاز الارسال وحدة واحدة ويكون الاريال الخاص به مثبتا فى الطرف الاسفل - او داخليا قلب الوحدة ( انظر الشكل ).
2. الميكروفون المحمول على الصدر Clip on or Lavalier Use :
وفيه يكون الميكروفون منفصل عن جهاز الارسال الخاص به مما يسهل عملية اخفاء كل من وحده الميكروفون نفسة (نظرا لصغر حجمه ) وكذلك يمكن إخفاء وحده الارسال فى الملابس اذا تتطلب الامر ذلك فى تصوير اللقطات و المشاهد السينمائية
الميكروفون القلبى والبندقية والأومنى
زاوية استقبال الصوت
أحياناً يطلق على الميكروفون أنه قلبى ( Cardioid ) أو بندقية ( gun ) أو أومنى ( Omni ) .
وهذا التصنيف يرجع إلى الكيفية التى يستقبل بها الميكريفون الموجات الصوتية , فإذا كان الميكروفون يستقبل الموجات الصوتية من جميع الجهات التى حوله فيكون عندئذ من النوع ( Omni ) وإذا كان الميكروفون يستقبل الموجات الصوتية من اتجاه واحد أمامى فقط فيكون مثل البندقية ( Gun ) - وإذا كان يستقبل الموجات الصوتية من الأمام أكثر والجوانب أقل من الخلف أقل ما يمكن ,
( أى على شكل قلب ) يسمى ميكروفون قلبى ( Cardioid ) كما هو موضح بالشكل.
8زاوية إستقبال الصوت على شكل المنحنى حرف
المواصفات الفنية للميكروفون
لكل ميكروفون مواصفات فنية تحدد جودته وتجعله مناسباً للأعمال الإذاعية والتليفزيونية والسينمائية - وسوف نذكر أهم أربع مواصفات مطلوبة لهذا الغرض:
1- الإستجابة الذبذبية Frequency Response
ويقصد بالإستجابة الذبذبية , عدد الذبذبات الصوتية التى يمكن للميكروفون أن يتعامل معها - أى يقوم بتحويلها الى ذبذبات كهربية - وهذه الإستجابة تحدد من عشرة ذبذبة فى الثانية إلى عشرون ألف ذبذبة فى الثانية . وتقوم كل شركة من شركات صناعة الميكروفونات بإصدار بيان رسم بيانى يوضح الإستجابة الذبذبية حتى يتمكن مهندس الصوت من اختيار الميكروفون المناسب للتسجيل الذى يقوم به.
فمثلاً إذا كان المهندس يريد تسجيل آلات موسيقية ذات أصوات رفيعة ( آى ذات عدد ذبذبات كبيرة ) , فإنه يختار ميكروفون من النوع المكثف , لأن هذا النوع من الميكروفونات يستطيع أن يتعامل مع الذبذبات العالية حتى عشرون ألف ذبذبة فى الثانية .
وإذا كان يريد تسجيل حوار أو تعليق لأشحاص عاديين فيكفى ان يستخدم الميكروفون الديناميكى أو الشريطى لكى يحصل على الذبذبات المطلوبة .
كذلك يمكنه أن يستخدم نفس الميكروفون الديناميكى لتسجيل المؤثرات الصوتية المطلوبة , مثل حركة الأرجل أثناء المشى أو خلافه .
2- أقل تشويه Minimum Distortion
ويقصد بالتشويه هنا , هو أى تغيير فى شكل الذبذبة الكهربية المعبرة عن شكل الموجه الصوتية الساقطة على الميكروفون . إذ يجب أن تكون جميع الذبذبات الكهربية تكافىء تماماً تلك التضاغطات والتخلخلات المكونة للصوت الموسيقى أو صوت المتحدث فى الميكروفون - حتى يمكن إستعادتها مرة ثانية بنفس هيئتها من خلال أجهزة التكبير والسماعة . وعادة مايكون التشويه فى الذبذبات العالية من منحنى الإستجابة الذبذبية وهذا يجعل الصوت غير مطابقاً للحقيقة - ولذلك يجب اختيار الميكروفون القادر على الإستجابة للذبذبات العالية بدون تشويه , ويعرف ذلك من المنحنيات الخاصة التى تصدرها الشركات المصنعة للميكروفونات .
3- الحساسية Sensitivity
ويقصد بالحساسية هنا , هى كمية الخرج الكهربى للميكروفون فى مقابل الضغط الصوتى على الرق - فكلما كان الخرج الكهربى أكبر ( بدون تشويه ) يكون الميكروفون أكثر حساسية , وهذا أفضل من الميكروفون ذى الحساسية الأقل - لأن هذا يقلل من المجهود الصوتى الذى يبذله الممثل لكى يشعر به الميكروفون ويحوله الى ذبذبات كهربية ذات فرق جهد ( يقاس بالفولت ) كبير يمكن التعامل معه فى المراحل التالية للتسجيل الصوتى فى السينما والتلفزيون .
ومقياس الخرج الكهربى للميكروفون بالفولت أو الديسيبل فى عزف قياس خاصة , ويوضح ذلك فى البيانات المتعلقة بالميكروفون .
4- مقاومة خرج الميكروفون Impedance
لكل ميكروفون مقاومة خرج معينة تقاس بالأوهم عند ألف ذبذبة فى الثانية ( Out put impedance at 1khz ) والتى عندها يكون خرج الميكروفون مطابقاً لباقى المواصفات . وهذه المقاومة تتراوح بين 50 أوهم و 600 أوهم فى الميكروفونات المستخدمة فى التسجيلات الإحترافية ., ويجب أن تكون هذه المقاومة مساوية لمقاومة الدخل Input Impedance الذى يوصل به الميكروفون إلى جهاز التسجيل أو المازج حتى يتم الحصول على أقصى مواءمة Matching من الميكروفون - وإذا حدث غير ذلك تكون النتيجة أن بعض الذبذبات التى تخرج من الميكروفون أكبر أو أقل عند التسجيل مما هو مدون لها على منحنى الإستجابة الذبذبية لهذا الميكروفون . بالتالى يختلف الصوت المسجل عن الصوت المطلوب - أى يحدث به قدر معين من التشويه تبعاً لمقدار الفرق فى المقاومة بين خرج الميكروفون ودخل المازج ( المكسر ) أو المسجل الموصل بالميكروفون .
نقل الاصوات بالكابلات Microphone Cables
تنتقل الذبذبات الكهربائية للصوت من الميكروفون الى جهاز التسجيل عن طريق اسلاك تسمى الكابلات وهى نوعان :-
أ- الكابلات الغير متزنة .
ب- الكابلات المتزنة .
أ- الكابلات الغير متزنة :
عبارة عن سلك طويل حوله عازل من البلاستيك ويلف حول العازل جراب من السلك المجدول كالشبكة ليحمى الذبذبات الصوتية من اى تداخل خارجى إذا ما وقع الكابل فى وسط مغناطيسى فأذا حدث مجال مغناطيسى نتيجة الكهرباء الموجودة بالحجرة او الاستديو فانه يؤثر على الذبذبات الصوتية ويضيف اليها ذبذبة الكهرباء نفسها وهى 50 ذبذبة فى الثانية خاصة إذا كان الكابل قريبا من الاسلاك الكهربائية العادية او اسلاك الاضاءة فى الاستديوويستخدم هذا النوع من الكابلات فى اجهزة الصوت المنزلية مثل البيك اب و الكاسيت و الراديو نظرا لانها لا تتطلب اسلاك طويلة وعادة تكون مثبتة بالجهاز لمدة طويلة .
ب- الكابلات المتزنة :
عبارة عن سلكين طويلين من النحاس و منعزلين بالبلاستيك ويلف حولهما الجراب السلكى المجدول لحماية الذبذبات الصوتية من المؤثرات المغناطيسية الخارجية , وتستخدم هذه الكابلات فى التوصيلات بين الميكروفون و اجهزة التسجيل وبعض الاجهزة الاخرى كتلك التى نحتاجها فى الاستديو السينمائى او الاذاعى او التلفزيونى .
ويمتاز هذه النواع من الكابلات بميزتين هامتين :
أ- الذبذبات الكهربائية للصوت لا تختلط بالذبذبات الناتجة عن المجال المغناطيسى الخارجى التى يلتقطها الجراب السلك .
ب- هذه الكابلات توصل بمحولات صوت خاصة ذات مقاومة منخفضة لكى تعطى كفاءة عالية فى التسجيل ويمكن نقل الذبذبات الصوتية من جهاز لاخر على مسافة طويلة بدون ان تتأثر بالمجالات المغناطيسية من حولها ،وقد ثبتت المقاومة الكهربائية عند دخول الكابل الى جهاز التسجيل بمقدار 50 اوم أو 200 اوم أو 600 اوم عند صناعة اجهزة الصوت العالمية .
منقول