امپدانس میکروفون چیست

امپدانس میکروفون چیست؟
امپدانس میکروفون ویژگی‌ است که شاید کمتر به آن دقت کنیم. با اینکه، هنگام خواندن صفحه مشخصات کالا، بدون شک با مقادیری به نام امپدانس خروجی میکروفون، امپدانس بار میکروفون یا هر دو مواجه می‌شویم. درک این مقادیر از امپدانس میکروفون، برای تسلط صحیح و استفاده حرفه‌ای از آن بسیار مهم است. امپدانس میکروفون درجه‌های مختلفی دارد. اهمیت این درجه بندی چیست؟ درجه بندی اصولی چه معیارهایی دارد؟ به عنوان یک قانون کلی، هرچه درجه امپدانس پایین‌تر باشد، میکروفون بهتر است. اما چرا؟
ما در این وبلاگ از آوازک قصد داریم ابتدا به تعریف امپدانس میکروفون بپردازیم و سپس به صورت دقیق‌تر ویژگی‌های آن را با شما به اشتراک بگذاریم. پیشنهاد می‌کنیم در ادامه مطلب همراه ما باشید تا با امپدانس میکروفون بیشتر آشنا شوید.

امپدانس میکروفون چیست؟

سیگنال‌های میکروفون را با عنوان ولتاژ AC می‌شناسیم. حال به مقاومت AC در برابر عبور جریان الکتریکی، امپدانس میکروفون می‌گویند. به بیانی دیگر امپدانس الکتریکی، اندازه‌گیری مقاومت در برابر جریان متناوب در مدار و هنگام اعمال ولتاژ است. امپدانس میکروفون با اهم (مانند مقاومت) اندازه گیری می‌شود و می توان آن را نوعی مقاومت AC، در مدار AC قلمداد کرد.

طرز کار امپدانس میکروفون چگونه است؟

برای درک طرز کار آمپدانس میکروفون باید به ابتدای فرآیند برویم، یعنی وقتی شخصی با میکروفون صحبت می‌کند یا می‌خواند، کلماتی که گفته می‌شوند، سیگنال‌های ولتاژ AC هستند. سپس این سیگنال‌ها توسط میکروفون گرفته شده و به سیگنال‌های الکتریکی معادل تبدیل می‌شوند. بیشتر اوقات، میکروفون به یک آمپلی فایر متصل می‌شود تا آمپلی فایر بتواند قدرت سیگنال را افزایش دهد. زیرا سیگنال‌های میکروفون به تنهایی قدرت کافی برای تحریک کردن بلندگوها را ندارند.
بنابراین میکروفون به صورت سِری، به یک تقویت کننده متصل می‌شود. در واقع سیگنال‌های AC، ولتاژ منفی و مثبت دارند، بنابراین سیگنال‌های صوتی هم دارای جریان‌های متناوب منفی و مثبت هستند. در نهایت امپدانس میکروفون هنگام اعمال ولتاژ سیگنال صوتی، جریان متناوب را در یک مدار صوتی کنترل می‌کند.

چرا امپدانس میکروفون مهم است؟

معمولا امپدانس میکروفون عامل مهمی در طراحی مدار آن نیست. زیرا به طور معمول آمپلی فایر به عنوان تقویت کننده خروجی سیگنال از میکروفون، دارای امپدانس ورودی بسیار بالایی از چند مگا اهم است. بنابراین، در مقایسه با میکروفون معمولی که امپدانسی حدود ۱_۲ اهم دارد، آمپلی فایر بیشترِ سیگنال ولتاژ را به جای میکروفون می‌گیرد.
با این حال، در مواردی که ممکن است امپدانس میکروفون بیش از صدها هزار اهم باشد و امپدانس تقویت کننده کم باشد، انتخاب یک میکروفن با امپدانس مناسب برای ضبط صحیح سیگنال بسیار مهم است. از طرفی، میکروفون‌ها نیز پیچیده هستند. مقاومت، خازن، ترانسفورماتور، لوله، ترانزیستورها و سایر تجهیزات الکترونیکی، همگی در تعیین مقاومت کلی میکروفون نقش دارند.
البته سیگنال میکروفون فقط هنگامی که میکروفن به یک پری آمپلی فایر وصل است، منتقل می‌شود. برای حرکت سیگنال صوتی میکروفون، خروجی آن باید یک مدار با بار ایجاد کند. بنابراین، مهم است که نه تنها به امپدانس خود میکروفون، بلکه به امپدانس دستگاه آمپلی فایر هم توجه شود.

انواع مقادیر امپدانس میکروفون

دو مقدار امپدانس میکروفون، برای عملکرد مناسب آن و انتقال سیگنال مهم هستند:
• امپدانس خروجی میکروفون: امپدانس واقعی میکروفون در اتصال خروجی آن محسوب می‌شود.
• امپدانس بار میکروفون: امپدانس ورودی دستگاه صوتی یا پری آمپلی فایر است که مداری را با خروجی میکروفون ایجاد می‌کند.
• امپدانس اسمی میکروفون: همانطور که پیش‌تر گفتیم دو مقدار برای امپدانس میکروفون وجود دارد. ولی با این حال عنوانی به نام امپدانس اسمی هم شنیده می‌شود. امپدانس خروجی میکروفون در واقع مختص فرکانس است. با این حال به جای تهیه نمودار، تولید کنندگان معمولا مشخصات امپدانس خروجی را به عنوان امپدانس اسمی میکروفون ارائه می‌دهند. به بیانی ساده‌تر، امپدانس اسمی همان امپدانس خروجی و تقریبی میکروفون است که به طور متوسط در طیف فرکانس‌های قابل شنیدن (۲۰ هرتز _ ۲۰ هزار هرتز) قرار دارد.

امپدانس خروجی میکروفون

در ابتدا خوب است بدانید که میکروفون‌ها امپدانس ورودی ندارند، چون AC دریافت نمی‌کنند. آنها امپدانس خروجی دارند زیرا ولتاژ AC (سیگنال‌های میکروفون آنالوگ) را تولید می‌کنند. برخی از شرکت‌های تولید کننده، مقادیر امپدانس خروجی و امپدانس بار را در کاتالوگ یادداشت می‌کنند، اما بعضی دیگر این موارد را شرح نمی‌دهند.
به عنوان یک قانون کلی، امپدانس بار میکروفون باید حداقل ۱۰ برابر بیشتر از امپدانس خروجی میکروفون باشد. البته برخی منابع نیز این عدد را، ۵ برابر بیشتر بیان می‌کنند. تا زمانی که امپدانس بار بیشتر از امپدانس خروجی باشد، سیگنال میکروفون باید از میکروفون به پری آمپری فایر جریان داشته باشد.
امپدانس، جریان سیگنال صوتی را کنترل می‌کند و برای اینکه سیگنال میکروفون به طور مطلوبی حرکت کند، امپدانس خروجی میکروفن باید با امپدانس بار آن مطابقت داشته باشد. تقریبا همه میکروفون‌های استودیویی حرفه‌ای، یا میکروفون دستی بیسیم و باسیم حرفه ای، با درجه امپدانس‌های خروجی کم طراحی شده‌اند. پری آمپلی فایرهای حرفه‌ای معمولا با امپدانسِ به اندازه کافی و بالا طراحی می‌شوند تا بتوانند از قانون ۱۰ برابر، پیروی کنند.
در مشخصات امپدانس میکروفون، می‌توانید عدد نوع خروجی آن را پیدا کنید. اگر امپدانس میکروفون کم است، یعنی امپدانس خروجی آن در محدوده ۵۰ اهم_ ۶۰۰ قرار دارد. بهترین عدد برای امپدانس خروجی میکروفون حرفه‌ای، بین ۱۵۰-۲۵۰ اهم است. برای ساده کردن کارها، مقاومت کلی دستگاه را یک عدد در نظر می‌گیریم. این عدد امپدانس خروجی است که از طریق پایانه‌های خروجی میکروفون اندازه گیری می‌شود.
دامنه‌های عمومی امپدانس خروجی در میکروفون‌ها به شرح زیر است:
• میکروفون با امپدانس پایین: کمتر از ۶۰۰ اهم
• میکروفون با امپدانس متوسط: ۶۰۰ _ ۱۰,۰۰۰ اهم
• میکروفون با امپدانس بالا: بیشتر از ۱۰,۰۰۰ اهم

اما چرا هیچ میکروفون حرفه‌ای با امپدانس بالا وجود ندارد؟

در حقیقت تنها مزیت میکروفن‌های با امپدانس بالا، هزینه ساخت کم آن‌ها است و معایب زیادی دارند. بنابراین شاید در هیچ سیستم ضبط یا صدای حرفه‌ای، نتوانید میکروفون با امپدانس بالا پیدا کنید. یک مثال خوب از میکروفون با امپدانس بالا، میکروفون کارائوکه، برای مصرف کنندگان معمولی است. همانطور که می‌دانید کارائوکه یک وسیله سرگرمی و یادگیری محبوب به حساب می‌آید که از طریق آن می‌توانید آهنگ مورد علاقه خود را بخوانید و ضبط کنید. این ابزار سال‌های اخیر در ایران بسیار پرطرفدار شده و یکی از اجزای آن، میکروفون برای ضبط صدا است.
اما گاهی دیده می‌شود که در نوع معمولی آن‌ها صدا با کیفیت پایینی پخش می‌شود. زیرا این میکروفون‌های کارائوکه از سطح سیگنال خروجی بسیار بالایی برخوردار هستند و بنابراین به یک خروجی با امپدانس بالا نیاز دارند. این خروجی بالا به معنای عدم افزایش تقویت کننده درون میکروفون است که به شدت هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد. یعنی این میکروفون‌ها برای رساندن سیگنال‌های خود از میکروفن به سطح، نیازی به پری آمپلی فایر ندارند.
اما نکته منفی بزرگ این است که میکروفون‌های با امپدانس بالا در هنگام کار طولانی مدت با کابل‌های بلند، عملکرد خوبی ندارند. هرچه کابل بلندتر باشد، نتیجه بدتر خواهد بود. این به دلیل ظرفیت ذاتی یک کابل میکروفون است. وقتی سیگنالی با امپدانس بالا از طریق کابل میکروفون ارسال می‌شود، اساسا یک فیلتر کم گذر به وجود می‌آید.
هرچه کابل بلندتر باشد، قطع فیلتر پایین‌تر آمده و صدا بیشتر خفه می‌شود. علاوه بر این، هرچه امپدانس بالاتر باشد، سیگنال نسبت به نویز و صداهای خارجی حساس‌تر است. در نتیجه تداخل الکترومغناطیسی و رادیویی، نسبت سیگنال به نویز را بدتر کرده و کیفیت را بی نهایت کاهش می‌دهد. پس همانطور که مطالعه کردید، این اتقاق خوبی نیست و بنابراین خروجی‌هایی با امپدانس پایین، به استاندارد صوتی حرفه‌ای تبدیل شده‌اند.

پس میکروفون‌های حرفه‌ای و امپدانس پایین چطور کار می‌کنند؟

همه این‌ها به حفظ کیفیت صدا بر می‌گردد. میکروفون‌های با امپدانس پایین امکان اجرای طولانی با کابل را فراهم می‌کنند، بدون آنکه از کیفیت سیگنال صوتی کم شود. از نظر تئوری، کاهش کیفیت صوتی در فرکانس‌های سطح بالا اتفاق می‌افتد. همانند میکروفون‌های با امپدانس بالا، در حقیقت میکروفون‌های با امپدانس پایین فرکانس‌های زیادی دارند که به طول کابل آن وابسته است. با این حال، کاهش کیفیت در فرکانس‌های فراتر از طیف شنیدنی صوت اتفاق می‌افتد و به عبارت دیگر ما تفاوت را نمی‌شنویم.

امپدانس بار میکروفون

ما در مورد امپدانس خروجی میکروفون و اینکه چرا امپدانس پایین مناسب است، صحبت کردیم. حال باید برای درک کامل امپدانس میکروفون، نوع دیگری از امپدانس مربوط به سیگنال‌های میکروفون، یعنی امپدانس بار را بررسی می‌کنیم. امپدانس بار میکروفون، امپدانس ورودی دستگاه صوتی است که میکروفون را در زنجیره سیگنال دنبال می‌کند.
به طور معمول این دستگاه یک پری آمپلی فایر از نوع تقویت کننده میکروفون است، اما می‌تواند یک فیلتر یا دستگاه صوتی دیگری نیز باشد. برای آنکه امپدانس بار بالاتر از امپدانس خروجی میکروفون باشد و به طور کلی برای کسب بهترین نتیجه، حداقل باید ۱۰ برابر بیشتر ولتاژ انتقال دهیم. همچنین جهت تطبیق آمپدانس صحیح، می‌بایست آمپدانس خروجی میکروفون و پری آمپلی فایر باهم یکسان باشند.

امیدواریم با مطالعه این مطلب به خوبی ویژگی‌های امپدانس میکروفون را درک کرده باشید. جهت کسب اطلاعات بیشتر و جهت خرید انواع لوازم صوتی از جمله میکروفون، بلندگو، آمپلی فایر و… کافیست با شماره ۰۲۱۹۱۰۱۶۰۵۰ تماس بگیرید. شما می‌توانید به صورت رایگان با مشاورین مجرب ما به گفتگو بپردازید و با کیفیت‌ترین لوازم را خریداری کنید.