10種類のマイク

音は素晴らしいものです。私たちが聞くさまざまな騒音はすべて、私たちの周りの空気のわずかな圧力差によって引き起こされます。それの素晴らしいところは、空気がこれらの圧力変化を比較的長い距離にわたって非常によく、そして非常に正確に伝達することです。

CDのしくみを読んだら、最初のマイクについて学びました。それは針に取り付けられた金属ダイヤフラムであり、この針は金属箔に模様を引っかいた。誰かが横隔膜に向かって話しているときに発生した空気の圧力差が横隔膜を動かし、それが針を動かし、それがホイルに記録されました。後で針がホイルの上に戻されると、ホイルに引っかかれた振動がダイヤフラムを動かし、音を再現します。この純粋に機械的なシステムが機能するという事実は、空気中の振動がどれだけのエネルギーを持つことができるかを示しています。

最新のマイクはすべて、オリジナルと同じことを実現しようとしていますが、機械的ではなく電子的に実現しています。マイクは、空気中のさまざまな圧力波を受け取り、それらをさまざまな電気信号に変換したいと考えています。この変換を実現するために一般的に使用されるいくつかの異なるテクノロジーがあります。次のページを見て、アレクサンダーグラハムベルによって最初に発明されたものを含む、さまざまなタイプのマイクについて詳しく学んでください。

1. 液体マイク
2. カーボンマイク
3. 光ファイバーマイク
4. ダイナミックマイク
5. エレクトレットマイク
6. リボンマイク
7. レーザーマイク
8. コンデンサーマイク
9. 微小電気機械式マイク
10. クリスタルマイク

アレクサンダーグラハムベルとトーマスワトソンによって発明された液体マイクは、開発された最初の実用的なマイクの1つであり、後にコンデンサーマイクになるものの前身でした。初期の液体マイクは、水と硫酸で満たされた金属製のカップを使用していました。ダイヤフラムは、ダイヤフラムの受け取り側に針でカップの上に置かれました。音波は針を水中で動かします。小さな電流が針に流れ、それは音の振動によって変調されました。液体マイクは特に機能的なデバイスではありませんでしたが、それは素晴らしい科学実験になります

最も古くて最も単純なマイクはカーボンダストを使用しています。これは最初の電話で使用された技術であり、今日でも一部の電話で使用されています。カーボンダストは片側に薄い金属またはプラスチックのダイアフラムがあります。音波がダイヤフラムに当たると、カーボンダストが圧縮され、抵抗が変化します。カーボンに電流を流すことにより、抵抗の変化により流れる電流の量が変化します。より高い線間電圧は爆発を引き起こす可能性があるため、これらは依然として鉱業および化学製造で使用されています。

従来の金属線の代わりに極細のガラス線を使用して情報を送信する光ファイバーシステムは、近年、マイクロフォン技術を含む電気通信の分野に革命をもたらしています。それで、大したことは何ですか？大きくて電気信号を送ることが多い従来のマイクとは異なり、光ファイバーマイクは非常に小さく、電気的に敏感な環境で使用できます。また、金属を使用せずに製造できるため、磁気共鳴画像法（MRI）アプリケーションや、無線周波数干渉が問題となるその他の状況で非常に役立ちます[出典：FibersoundAudio ]。

ダイナミックマイクはを活用する電磁石の影響。磁石がワイヤー（またはワイヤーのコイル）を通過すると、磁石は電流をワイヤーに流します。ダイナミックマイクでは、音波がダイアフラムに当たるとダイアフラムが磁石またはコイルのいずれかを動かし、その動きによって小さな電流が発生します。このタイプは、ボーカリストや楽器の近くに配置するのが最適で、通常、1フィート以上離れた場所から音を拾うことはありません。

現代のダイナミックマイクは、ほとんどの人がマイクについて考えるときにおそらく想像するものであり、細い管状のボディと上部に丸い録音ヘッドがあります。信頼性、携帯性、音質のバランスが取れているため、ライブミュージックショーやカラオケで非常によく見られます。

エレクトレットマイクは、地球上で最も広く使用されているマイクの1つです。安価で比較的シンプルなエレクトレットマイクは、携帯電話、コンピューター、ハンズフリーヘッドセットに使用されています。エレクトレットマイクは、外部電荷がエレクトレット材料に置き換えられたコンデンサーマイクの一種であり、定義上、電気分極の永続的な状態にあります。また、インタビュー対象の衣服に目立たないように配置できる小さな「ラペル」マイクとして、ドキュメンタリーやニュースの制作にも役立ちます[出典：BeStarAcousticComponents ]。

リボンマイク、薄帯-通常アルミニウム、duraluminumまたはナノフィルムは、 -磁場中に懸濁されています。音波がリボンを動かし、リボンを流れる電流を変化させます。リボンマイクは双方向です。つまり、マイクの両側から音を拾います。

RCAPB-31は最初のリボンマイクの1つでした。それは1931年に製造され、明快さに関して新しい基準を設定したため、オーディオおよび放送業界を変えました。BBC-Marconi Type AやST＆C Coles 4038など、他のいくつかのマイクメーカーが同等のモデルを作成しました。

これらのマイクは、ラジオの初期の頃から時代遅れになり、内部の更紗リボンが非常に壊れやすいため、ダイナミックモデルとコンデンサーモデルに奪われました。これらの1つは、技術者からの1回の不幸な衝突の後、簡単に修理が必要になる可能性があります。現代のサウンドスタジオは、本物の「ヴィンテージ」サウンドでトラックを録音しようとしているときに、リボンマイクを使用することがあります。

レーザーマイクは動作面外振動を捕捉することによって、例えば、窓ガラスのように、オーディオ信号に反射されたレーザ光に変換する光検出器への信号バックを送信します。音が窓ガラスに当たると、音が曲がり、レーザービームが曲がります。これは、フォトセルを使用して音に変換できます。近年、科学者たちは、フォトセルに向けられたレーザービームに煙を流し、それをオーディオ信号に変換することで機能する新しいタイプのレーザーマイクを開発しています。このタイプは、音楽などの一般的な録音には適していませんが、レーザーが極端な距離の音を密かに追跡できるため、スパイ活動には最適です。

コンデンサマイクロホンは、本質的に容量キャパシタの一方のプレートが音波に応答して移動すると、。この動きによってコンデンサの電圧が変化し、これらの変化が増幅されて測定可能な信号が生成されます。コンデンサーマイクは通常、コンデンサーの両端に電圧を供給するために小さなバッテリーを必要とします。最新の民生用コンデンサーマイクの多くは、PCへのUSB接続から電力を得ることができます。

コンデンサーマイクは、レコーディングスタジオでよく使用されます。コンデンサーマイクには、大ダイヤフラムと小ダイヤフラムの2種類があります。大型ダイアフラムデバイスは、低音や中音域の音が多いボーカルや楽器に人気があります。小さなダイアフラムマイクはよりコンパクトで、弦楽器やシンバルなどの高周波音を拾います。

微小電気機械マイク（ショート用MEMS）は、エレクトレット設計の進化であり、いくつかの携帯電話やヘッドセットでそれを置き換えるために始めています。MEMSマイクは、エレクトレットよりもわずか数ミリメートルの幅でさらに小さくすることができます。その小さなスペースの中には、機械的なサウンドダイアフラム、電流として集められた音を転送するコンデンサ、その電流の信号をブーストするアンプ、そしてスマートフォンやコンピューターで使用できるオーディオデータに変換するデジタルコンバーターを含むマイクロチップがあります。

特定の結晶は、形状が変化すると電気的特性が変化します（この現象の一例については、クォーツ時計のしくみを参照してください）。水晶にダイアフラムを取り付けることにより、音波がダイアフラムに当たったときに水晶が信号を生成します。これらのマイクは非常に安価に製造できるため、20世紀を通じて予算にやさしいアプリケーションで使用されていました。それらの音質には多くの要望が残されていましたが、最新のコンデンサーとダイナミックマイクに取って代わられました。現在、クリスタルマイクは主にモニタリングや自動車の送信機やセンサーに使用されています。

ご覧のとおり、音波を電気信号に変換するために、考えられるほぼすべてのテクノロジーが利用されています。最も共通しているのはダイアフラムです。ダイアフラムは音波を集め、信号を作成するために使用されているテクノロジーに動きを生み出します。

サウンドパターン

マイクの各モデルには、マイクの極性とも呼ばれる特定のサウンドパターンが付属しています。簡単に言うと、サウンドパターンはマイクが音を拾う方向と距離であり、各パターンは対応するアプリケーションに適しています。たとえば、カーディオイドパターンマイクは、群衆のノイズをあまりキャプチャせずにライブパフォーマンスを録音するのに理想的です。ボーカルを増幅するために使用される多くのハンドヘルドマイクは、カーディオイドマイクです。

初版：2000年4月1日

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