میکروفون خازنی (Condenser Microphone)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
میکروفون خازنی (Condenser Microphone) :
میکروفون خازنی (کاندنسر) یکی از باکیفیت ترین انواع میکروفون ها است که در استودیوهای حرفه ای ضبط صدا و کاربردهای دقیق صوتی استفاده می شود. اصل کار آن بر اساس تغییر ظرفیت خازن با حرکت دیافراگم است. یک میکروفون خازنی از دو صفحه تشکیل شده است: یک صفحه نازک و متحرک (دیافراگم) که در معرض موج صوتی قرار دارد و یک صفحه ثابت (صفحه پشتی) که در پشت آن قرار دارد. این دو صفحه یک خازن با ظرفیت اولیه
\[ C_0 \]تشکیل می دهند. یک ولتاژ DC پلاریزاسیون (معمولا ۴۸ ولت، که به عنوان برق فانتوم شناخته می شود) بین دو صفحه اعمال می شود.
هنگامی که موج صوتی به دیافراگم برخورد می کند، آن را به لرزه درآورده و فاصله بین دو صفحه تغییر می کند. این تغییر فاصله باعث تغییر ظرفیت خازن می شود (
\[ \Delta C \]). از آنجا که بار روی صفحات ثابت است (یا توسط یک مقاومت بزرگ ثابت نگه داشته می شود)، تغییر ظرفیت باعث تغییر ولتاژ دو سر خازن می شود (
\[ \Delta V = \frac{Q}{\Delta C} \]). این تغییر ولتاژ بسیار کوچک است و توسط یک پیش تقویت کننده با امپدانس ورودی بسیار بالا (که معمولا درون بدنه میکروفون قرار دارد) تقویت می شود.
میکروفون های خازنی به دلیل دیافراگم بسیار سبک، پاسخ فرکانسی بسیار صاف و گسترده ای دارند و می توانند جزئیات ظریف صدا را با دقت بالایی ضبط کنند. آنها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: دیافراگم بزرگ (برای ضبط صداهای با جزئیات بالا مانند آواز) و دیافراگم کوچک (برای ضبط سازها و صدای محیط با دقت بالا).
مزایا:
کیفیت صدای عالی و پاسخ فرکانسی وسیع.
حساسیت بالا.
گذرای سریع (توانایی ضبط صداهای ناگهانی).
معایب:
نیاز به منبع تغذیه خارجی (برق فانتوم).
شکننده تر از میکروفون های دینامیک.
حساسیت به رطوبت.
\[ C = \frac{\epsilon A}{d} \quad , \quad \Delta V \propto \frac{\Delta d}{d^2} \]کاربردها: استودیوهای ضبط حرفه ای، پخش زنده (با کیفیت بالا)، اندازه گیری های آکوستیک دقیق (صوت سنجی)، و ضبط صداهای محیطی.
