Co to jest mikrofon cyfrowy?
Mikrofon cyfrowy to urządzenie do wychwytywania analogowych fal dźwiękowych i przekształcania ich w sygnały elektroniczne za pomocą technologii cyfrowej. Tam, gdzie konwencjonalne mikrofony działają na zasadzie elektronicznego przetwarzania różnic napięcia spowodowanych drganiami dźwięku na powierzchniach metalowych, mikrofony cyfrowe wykorzystują płytki dielektryczne lub przetworniki cienkowarstwowe do przechwytywania dźwięku. Pozwala to na małą konstrukcję, skuteczną odporność na hałas i bardziej precyzyjne odtwarzanie dźwięku. Mikrofony cyfrowe pojawiają się w aplikacjach niskiej jakości i wysokiej klasy, w tym w zabawkach, komputerach, telefonach i studiach dźwiękowych.
Jednym z dużych rynków technologii mikrofonów cyfrowych jest przemysł telefonii komórkowej, ponieważ technologia ta ma wiele zalet, takich jak eliminacja szumów, niskie zużycie energii i niskie koszty produkcji. Technologia jest zwykle stosowana w komputerach i tabletach, a także w konwencjonalnych konstrukcjach mikrofonów. Mikrofony stacjonarne stoją na stojaku i służą do połączeń konferencyjnych lub dyktowania. Mikrofony zestawu słuchawkowego są często używane do grania lub rozmów online. Mikrofony studyjne umożliwiają nagrywanie wysokiej jakości muzyki, podcastów lub profesjonalnych nagrań głosowych.
Większość technologii mikrofonów cyfrowych przekształca analogowe fale dźwiękowe w sygnały cyfrowe. Zasadniczo czujnik cyfrowy odbiera wibracje fal i przekształca je na sygnały elektroniczne. Robi to, dzieląc falę na szereg wartości cyfrowych, które można łatwo przetwarzać, filtrować lub przerabiać w celu uzyskania efektu. Mikrofony łączą się za pomocą kabli z gniazdami lub portami uniwersalnej magistrali szeregowej (USB).
Przetworniki systemów mikroelektromechanicznych (MEMS) wykorzystują cienką warstwę do wykrywania zmian pojemności spowodowanych przez dźwięk. Komplementarne płytki półprzewodnikowe z tlenkiem metalu (CMOS) wykorzystują struktury dielektryczne z metalu wytrawione w przeponie, działając jak cyfrowa błona bębenkowa. Obie metody digitalizują sygnały i umożliwiają wiele opcji przetwarzania.
Cyfrowe przetworniki analogowe (DAC) to układy znajdujące się w kartach dźwiękowych, odtwarzaczach lub głośnikach. Przekształcają one dane cyfrowe z powrotem w napięcie, prąd lub ładunek elektryczny sygnału analogowego. Głośniki działają na podobnych zasadach jak mikrofony, ale w odwrotnej kolejności.
Urządzenia MEMS wykorzystują silikonową membranę z czujnikiem ciśnienia wytrawioną w krzemie. Komponenty te, choć łatwe w produkcji, mają węższe pasma, są droższe i delikatniejsze niż w elektretowych mikrofonach pojemnościowych (ECM). W komponentach MEMS często stosuje się sprawdzony tranzystor polowy JFET. Tranzystor ten utrudnia i reguluje prąd elektryczny i działa jako przedwzmacniacz mikrofonu, element wzmacniający sygnał wyjściowy z najdrobniejszych fal dźwiękowych na wejściu analogowym: na przykład głos.
Innowacje CMOS oferują wiele zalet w porównaniu z membranami MEMS. Mogą one obejmować zmniejszone zniekształcenia harmoniczne, ulepszone ustawienia wzmocnienia i bezpośrednie wyjście cyfrowe. Dzięki takim technicznym różnicom staje się jasne, że mikrofon niekoniecznie jest prawdziwym mikrofonem cyfrowym tylko dlatego, że ma wyświetlacz cyfrowy.
W miarę rozwoju technologii mikrofonów cyfrowych ceny spadły, a produkty wysokiej jakości stały się bardziej dostępne. Mikrofony stają się bardziej zdolne do przechwytywania prawdziwego dźwięku bez zewnętrznego hałasu i niespójności. Digitalizacja daje użytkownikom na wszystkich poziomach umiejętności wiele kreatywnych opcji. Urządzenia przenośne działają lepiej w hałaśliwym otoczeniu, a użytkownicy opracowują bardziej profesjonalne media w cenach konsumpcyjnych.