Qu’est-ce qu’un microphone dynamique? (Définition détaillée + Exemples)
De tous les facteurs de différenciation entre les microphones, ils sont le plus souvent distingués comme l’un des deux types principaux: dynamique et à condensateur. Parce que le terme dynamique est appliqué à tant de microphones, il y a beaucoup à savoir sur les microphones dynamiques.
Qu’est-ce qu’un microphone dynamique? Un microphone dynamique est un transducteur audio qui convertit le son(énergie des ondes mécaniques) en audio(énergie électrique) par l’intermédiaire d’un diaphragme électriquement conducteur mobile ; une structure magnétique permanente et le principe de l’induction électromagnétique.
Dans cet article, nous développerons cette définition et discuterons plus en détail du fonctionnement interne des microphones dynamiques. Nous aborderons également quelques exemples de microphones dynamiques et d’applications courantes pour mieux comprendre ce type de microphone.
Qu’est-ce qu’un microphone dynamique?
Comme mentionné ci-dessus, la principale caractéristique déterminante d’un microphone dynamique est qu’il fonctionne sur le principe de l’induction électromagnétique. Par conséquent, un microphone dynamique doit avoir les éléments suivants:
- Une structure magnétique qui fournit un champ magnétique.
- Un élément conducteur dans lequel une différence de potentiel électrique(tension) peut être prise à travers des fils conducteurs.
- Mécanisme qui permet le mouvement relatif entre l’élément conducteur et le champ magnétique.
Cela résume à peu près la définition la plus basique(mais technique) d’un microphone dynamique! Bien sûr, il y a bien plus que cela.
Les deux modèles de microphones dynamiques de base
Il existe deux conceptions de transducteurs de microphone qui utilisent l’électromagnétisme pour convertir le son en audio. Ils sont connus comme:
Nous examinerons en détail chacun de ces types de microphones sous peu, mais pour l’instant, nous aborderons la conception de base du transducteur.
La conception du transducteur dynamique à bobine mobile
Quand on entend l’expression « microphone dynamique », on parie toujours qu’il s’agit d’un microphone dynamique à bobine mobile. Bien que les microphones à ruban soient également dynamiques, la grande majorité du temps, ils sont appelés «microphones à ruban».
Le transducteur dynamique à bobine mobile est conçu avec un diaphragme non conducteur qui a une bobine de métal conducteur(généralement du cuivre) attachée à son dos.
La structure magnétique a une découpe cylindrique dans laquelle se trouve la bobine. Cette structure fournit le champ magnétique permanent nécessaire à l’induction électromagnétique.
Lorsque le diaphragme bouge, la bobine d’entraînement bouge également. L’oscillation de la bobine conductrice dans le champ magnétique permanent provoque la production d’une tension alternative à travers la bobine par induction électromagnétique. Cette tension alternative est prise par les fils conducteurs en tant que signal audio du microphone.
La conception du transducteur à ruban dynamique
Le transducteur à ruban dynamique est conçu avec un diaphragme conducteur en forme de ruban(généralement en aluminium ondulé ultra-mince) et une structure magnétique qui entoure le périmètre du diaphragme.
Lorsque le diaphragme conducteur se déplace d’avant en arrière autour de la position de repos dans le champ magnétique permanent, une tension alternative(signal de microphone) est produite à travers lui.
Qu’est-ce que l’induction électromagnétique?
Jusqu’à présent, nous avons discuté des conceptions de base des transducteurs de microphone dynamiques. Comme nous le savons, l’induction électromagnétique est un facteur clé dans les microphones dynamiques. Par conséquent, pour mieux comprendre ces microphones, nous devons comprendre l’induction électromagnétique.
Qu’est-ce que l’induction électromagnétique? L’induction électromagnétique est la production d’une tension aux bornes d’un conducteur électrique dans un champ magnétique changeant.
Ce processus a été découvert pour la première fois par Michael Faraday en 1831 et a été utilisé dans de nombreux composants électriques depuis, y compris les inductances et les transformateurs, et les appareils électriques tels que les moteurs électriques, les générateurs et bien sûr les microphones dynamiques!
L’induction électromagnétique peut avoir lieu avec un conducteur fixe et un champ magnétique variable ; un champ magnétique stationnaire et un conducteur en mouvement, ou toute situation dans laquelle le mouvement relatif entre un champ magnétique et un conducteur change.
Pour les microphones dynamiques, le champ magnétique est stable tant que le haut-parleur(diaphragme ou accessoire de diaphragme) est en mouvement.
Étant donné que les diaphragmes du microphone oscillent d’avant en arrière autour de la position de repos(imitant les ondes sonores), la tension induite magnétiquement à travers le conducteur augmentera et diminuera. Cela génère un courant alternatif et une «tension alternative» à travers le conducteur qui est en fait une représentation électrique du son.
Sur ce, entrons dans chacun des deux types de microphones dynamiques.
Microphone dynamique Type 1: Bobine mobile
Plus communément appelé simplement «microphone dynamique».
Qu’est-ce qu’un microphone dynamique? Un microphone dynamique est un microphone passif qui utilise une bobine conductrice attachée à son diaphragme et un champ magnétique permanent pour produire son signal de microphone. Comme le son fait bouger le diaphragme et la bobine dans le champ magnétique, un signal de microphone est induit à travers celui-ci par induction électromagnétique.
Jetons un coup d’œil à un schéma simplifié d’un élément de microphone dynamique à bobine mobile:
Notez que la bobine motrice et le diaphragme sont en fait connectés. J’ai laissé un espace entre eux dans le diagramme pour souligner qu’ils sont des composants séparés.
Ainsi, la structure magnétique est conçue pour avoir une découpe circulaire où la bobine peut osciller efficacement. L’aimant a un pôle magnétique à l’intérieur de la bobine et l’autre pôle à l’extérieur. Cela crée le champ magnétique approprié.
Lorsque le diaphragme et la bobine se déplacent, une tension est induite à travers la bobine qui est absorbée par les fils électriques.
Le reste du circuit pour un microphone dynamique est assez simple. Les câbles électriques sont souvent bouclés sur un transformateur de sortie ou directement sur la connexion de sortie du microphone.
Un transformateur élévateur(qui est le type sur la sortie, si un transformateur est utilisé) aidera à augmenter la tension(amplitude) du signal du microphone tout en protégeant le microphone de la tension CC entrante(en particulier l’alimentation fantôme). Heureusement, les éléments de bobine mobile robustes sont rarement endommagés par la tension continue.
Si le microphone dynamique n’a pas de transformateur, les câbles électriques sont simplement connectés directement à la sortie du microphone et le signal produit par l’élément est émis.
Il est important de noter que les microphones dynamiques se présentent sous une variété de formes, de tailles, de types directionnels, de diagrammes polaires, de marques de microphones, de réponses en fréquence, de gammes de prix et sont conçus pour diverses applications.
Caractéristiques générales d’un microphone dynamique
Bien qu’il soit injuste de peindre un type de microphone entier avec des spécifications différentes, certains aspects des microphones dynamiques sont souvent vrais. Ceux-ci inclus:
Robustesse/Durabilité
Les microphones à bobine mobile sont relativement robustes. Ses éléments transducteurs sont physiquement robustes et son circuit passif simple résiste aux dommages.
Mauvaise réponse en fréquence haut de gamme
Les sons à haute fréquence ont du mal à déplacer les diaphragmes dynamiques, de sorte que ces micros souffrent souvent dans les aigus et ont une réponse en fréquence de couleur sombre.
Faibles cotes de sensibilité et cotes SPL maximales élevées
L’élément transducteur passif et le circuit du microphone dynamique ne produisent pas un signal de microphone trop fort(comme le font les condensateurs). D’autre part, les microphones dynamiques à bobine mobile sont pratiquement impossibles à surcharger avec un son trop fort.
Prix relativement bas
La construction simple des microphones dynamiques les rend peu coûteux à construire et, par conséquent, ils constituent souvent l’option de microphone la moins chère.
applications de microphones dynamiques
Bien que les microphones dynamiques soient utilisés pour enregistrer(ou renforcer) de nombreuses sources sonores différentes, il existe des applications courantes pour les microphones dynamiques:
Voix(performance en direct)
Les microphones cardioïdes dynamiques(tels que le Shure SM58 et le Sennheiser e835) sont des microphones vocaux standard de l’industrie pour les performances en direct. La robustesse contribue à la durabilité dans les performances scéniques plus difficiles. La faible sensibilité, la réponse en fréquence et le diagramme polaire permettent un gain élevé avant la rétroaction. Un boost de présence, populaire pour les microphones dynamiques, aide à garder les voix propres dans un mix audio en direct.
Voix(enregistrement en studio)
Les microphones dynamiques comme le Shure SM7B sont des microphones de référence pour enregistrer des voix fortes de type cri pour des genres de musique plus difficiles. Un bon micro dynamique peut également colorer assez bien les voix pour s’adapter à des enregistrements plus vivants.
Batterie(près du micro)
Les tambours simples sont très bruyants et les microphones dynamiques sont souvent choisis pour leur capacité à gérer ces sources bruyantes sans problème. Les microphones dynamiques sont utilisés pour améliorer les coups de pied, les caisses claires et les toms dans de nombreux genres et styles d’enregistrement.
amplificateurs d’instruments
Les microphones dynamiques sont souvent choisis pour capter les sons d’un amplificateur d’instrument(guitare, basse, etc.). Ces amplis ne produisent souvent que jusqu’à 5-6 kHz, de sorte que l’atténuation haut de gamme commune aux micros dynamiques n’est pas vraiment un problème.
Laiton
Le grand son des instruments à vent est souvent mieux entendu par des microphones dynamiques. C’est plus le cas dans les paramètres de performance en direct que dans l’enregistrement en studio pour les mêmes raisons que les applications vocales.
Exemples de microphones dynamiques
Shure-SM57
Surnommé le « bourreau de travail de studio », le Shure SM57 est un microphone dynamique cardioïde de première direction. Il a un transformateur de sortie, bien qu’une modification courante consiste à supprimer ce transformateur pour augmenter l’extrémité inférieure au détriment de la sensibilité de sortie.
Le Shure SM57 est idéal pour les caisses claires, les toms, les baffles de guitare, les cors et de nombreux autres instruments et sources sonores sur scène et en studio.
Shure-SM58
Le Shure SM58 est un microphone vocal standard de l’industrie. Ce micro dynamique cardioïde à haute direction a une excellente amplification de présence pour extraire une voix d’un mix dense/fort sans avoir besoin de tonnes de traitement et d’égalisation.
Les Shure SM58 et SM57 sont incroyablement durables, ce qui en fait d’excellentes options sur la route. Le 58 fonctionne également bien dans les sources mentionnées pour le 57.
Electro-Voice RE20
L’Electro-Voice RE20 est un autre microphone dynamique cardioïde à haute direction. Cependant, ce micro est doté d’un diaphragme plus grand et de la technologie brevetée à distance variable (Variable-D) d’Electro-Voice qui élimine pratiquement l’effet de proximité.
L’EV RE20 excelle en tant que microphone de voix off, trouvant des foyers dans les studios de diffusion/podcast et les cabines vocales professionnelles du monde entier. Ce micro est également le meilleur candidat pour être placé devant des amplis d’instruments, des grosses caisses, des cors et de nombreuses autres sources.
Sennheiser MD-441U
Le Sennheiser MD-441 U est un microphone dynamique plus cher qui est commercialisé avec un son de type condensateur. Ce micro est étonnamment de première direction (à travers la conception de la grille, vous pouvez nous tromper) et possède un diagramme polaire supercardioïde.
Le Sennheiser MD-441 U est un All-Star, avec un excellent son de tous les types de sources sonores.
Microphone dynamique Type 2: Ruban
Plus communément appelé «micro à ruban», mais aussi micro dynamique.
Qu’est-ce qu’un microphone à ruban? Un microphone à ruban est un type de microphone dynamique qui utilise un diaphragme conducteur en forme de ruban suspendu dans une structure magnétique. Lorsque la bande se déplace avec les ondes sonores, une tension alternative(signal de microphone) est induite à travers elle par induction électromagnétique.
Pour mieux comprendre les microphones à ruban, j’ai ajouté un diaphragme simplifié d’un élément transducteur à ruban:
Dans la structure magnétique de l’élément de bande, nous avons un pôle magnétique à gauche et un à droite de la bande pour créer un champ magnétique suffisant. Le mince ruban ondulé ne fonctionne pas aussi bien qu’une bobine lorsqu’il s’agit d’induire une tension par induction électromagnétique, nous avons donc besoin d’autant d’optimisation que possible.
Pour cette raison, certains microphones à ruban incluent des composants actifs pour amplifier le signal. Nous y reviendrons dans une minute.
Ainsi, lorsque le diaphragme à ruban se déplace en réaction aux ondes sonores, une tension alternative est induite à travers lui. Des fils électriques sont prélevés à chaque extrémité du ruban pour créer un circuit avec un autre composant.
Désormais, dans les microphones à ruban passifs, ce circuit de signal à ruban est complété par un transformateur élévateur de sortie. Ce transformateur augmente la tension(amplitude) du signal avant sa sortie tout en protégeant le diaphragme à ruban de l’alimentation fantôme.
Avec les microphones à ruban actifs, le signal de sortie de l’élément est envoyé via un circuit actif qui amplifie efficacement le signal tout en optimisant l’impédance du signal avant sa sortie.
Les microphones à ruban actifs nécessitent de l’énergie et sont plus chers que leurs homologues passifs. Cependant, ils émettent des signaux plus forts et plus cohérents qui sont mieux optimisés pour d’autres appareils audio(en particulier les préamplis micro).
Plus d’informations sur les microphones à ruban actifs dans la section Microphones dynamiques passifs et actifs.
Il est important de noter que les microphones à ruban sont disponibles dans une variété de formes, de tailles, de types directionnels, de diagrammes polaires, de marques de microphones, de réponses en fréquence, de gammes de prix et sont conçus pour diverses applications.
Caractéristiques générales d’un microphone à ruban
Encore une fois, la généralisation est difficile à cause des exceptions. Cependant, il existe certaines spécifications communes sur les microphones à ruban dont nous devons être conscients. Ils comprennent:
Fragilité
Les diaphragmes des microphones à ruban sont très délicats. Les explosions, les souffles d’air, les bosses/chutes et une alimentation mal appliquée peuvent casser la bande, rendant le microphone inutilisable(jusqu’à ce qu’une nouvelle bande soit fabriquée).
Diagramme polaire bidirectionnel(figure 8)
Les éléments du ruban sont conçus aussi près que possible d’un véritable système de gradient de pression. Les deux côtés du diaphragme typique du microphone à ruban sont également exposés à la pression acoustique, ce qui donne un diagramme polaire bidirectionnel(figure 8).
Il convient également de noter ici que les microphones à ruban avec des diagrammes polaires bidirectionnels sont tous latéraux.
Réponse transitoire précise
La finesse et l’ouverture de la membrane ruban lui permettent de réagir très précisément aux variations de pression acoustique auxquelles elle est soumise.
Réponse en fréquence au son naturel
Le mouvement du diaphragme à ruban est très précis, mais le processus du transducteur a souvent une légère diminution de sensibilité à mesure que les fréquences sonores augmentent. Cela produit une réponse haut de gamme au son naturel qui fonctionne particulièrement bien avec des sources sonores brillantes et un enregistrement numérique.
faible sensibilité
Le processus d’induction électromagnétique dans une fine bande conductrice ne produit qu’une petite quantité de tension. Sans amplification interne, le microphone à ruban passif produira un signal de faible niveau. Notez que les microphones à ruban actifs ont des cotes d’amplification et de sensibilité internes plus élevées.
Applications de microphone à ruban
Les microphones à ruban sont utilisés pour enregistrer un grand nombre de sources différentes et ont souvent un son incroyable sur la source à laquelle ils sont connectés. Examinons quelques applications familières des microphones à ruban pour mieux comprendre ce type de microphone:
Voix
Les microphones à ruban, en général, ont un son incroyablement naturel. Cela leur permet d’exceller au chant. Cependant, leur modèle bidirectionnel et leur fragilité les éloignent des performances en direct. En studio, il faut faire attention à ne pas abîmer la bande en chantant(et donc envoyer des explosifs) dans le micro. Il est toujours préférable d’incliner légèrement les micros à ruban hors de l’axe ; pour éloigner le chanteur du microphone et utiliser un filtre anti-pop.
Laiton
Les cuivres prennent vie en studio lorsqu’ils sont joués avec un microphone à ruban. La précision et le caractère naturel/légèrement sombre des microphones à ruban accentuent grandement les instruments à vent.
amplificateurs de guitare
Les amplis de guitare peuvent être mieux discutés avec des microphones à ruban. Le microphone à ruban typique capture facilement le vrai son d’un amplificateur tout en capturant l’espace de la pièce sans trop éclaircir le son.
Frais généraux de tambour
Bien que les condensateurs soient souvent utilisés comme overheads de batterie, les microphones à ruban excellent également dans cette position. Le son neutre d’une paire de micros à ruban peut vraiment capturer tout le son d’un kit de manière adéquate.
Exemples de microphones à ruban
Royer R-121
Le Royer R-121 est un microphone à ruban phare du fabricant de microphones à ruban probablement le plus populaire: Royer Labs.
Ce microphone à ruban à adresse latérale a un motif polaire bidirectionnel et une faible sensibilité de -47 dBv Re. 1v/pa.
Le Royer R-121 sonne à merveille sur les amplis de guitare ; comme micro aérien ou de salle de batterie, et même sur une grosse caisse si le batteur/genre est suffisamment léger.
Le R-121 a une version active connue sous le nom de Royer R-122 et a même une version à tube connue sous le nom de Royer R-122V.
ASA R84
L’AEA R84 est principalement basé sur le légendaire microphone à ruban vintage RCA 44.
Ce microphone est également side-address avec un diagramme polaire bidirectionnel et une sensibilité nominale de 2,5 mV/Pa.
Le R84 d’AEA a un son fantastique sur les voix, les cuivres et les amplis de guitare. Il fonctionne également étonnamment bien comme microphone de pièce et dans de nombreuses autres applications.
Le R84 a une version active connue sous le nom d’AEA R84A.
Chou 4038
Le Coles 4038 est, en soi, un microphone à ruban classique, bien qu’il soit toujours en production aujourd’hui.
Surnommé le «gaufrier», ce microphone est adressé latéralement avec un diagramme polaire bidirectionnel et a une faible sensibilité de 0,6 mV/Pa.
monté ntr
Le Rode NTR est le microphone à ruban haut de gamme du fabricant australien Rode.
Ce microphone à ruban, comme le reste des exemples, est un microphone bidirectionnel à adresse latérale. Contrairement aux autres, c’est un microphone actif qui fonctionne sur alimentation fantôme. Sa sensibilité est assez élevée, même pour un microphone actif, à 30,00 mV à 94 dB SPL.
Ce micro fait un travail formidable pour capturer les sons des voix, des instruments à vent, des amplis de guitare et de nombreuses autres sources sonores.
Microphones dynamiques passifs et actifs
Nous avons expliqué que l’induction électromagnétique est un processus passif (ne nécessitant pas d’alimentation électrique) dans lequel les microphones dynamiques convertissent le son en audio. Par conséquent, le composant transducteur essentiel d’un microphone dynamique est passif.
Un autre point un peu déroutant que nous avons abordé est que certains micros dynamiques sont actifs (ils nécessitent une alimentation électrique). Alors quel est le problème?
Permettez-moi de préfacer la réponse en déclarant que les microphones dynamiques à bobine mobile sont toujours passifs. Dans l’histoire des microphones, il n’a vraiment pas été nécessaire d’ajouter un amplificateur interne à un microphone dynamique et le marché n’a pas besoin d’un microphone dynamique actif.
Bien que la sensibilité de sortie d’un microphone dynamique à bobine mobile soit faible, un bon préamplificateur de microphone sera plus qu’efficace pour ramener le signal audio au niveau ligne pour une utilisation dans un équipement professionnel.
Ce sont donc les microphones à ruban qui ont des modèles actifs sur le marché. Pourquoi un microphone à ruban bénéficierait-il d’un circuit interne actif?
La raison principale est que les microphones à ruban ont naturellement une sensibilité de sortie très faible. Une bande conductrice est beaucoup moins efficace pour induire une tension par induction électromagnétique qu’une bobine.
Les microphones à ruban actifs ont des préamplis internes qui fonctionnent principalement pour amener le niveau de sortie du microphone à un niveau plus sain.
En optimisant un préampli interne pour correspondre à l’élément à ruban, les fabricants de microphones couvrent également d’autres bases.
Tout d’abord, l’impédance de sortie du microphone devient plus cohérente. L’impédance de sortie d’un microphone dépend de la fréquence, et donc en fonction du préamplificateur de microphone (qui a sa propre impédance d’entrée), la réponse en fréquence réelle d’un microphone à ruban passif pourrait être modifiée (souvent pour le pire).). Un préampli actif sur un micro à ruban aide à niveler l’impédance et optimise le micro pour tous les préamplis.
Les avantages supplémentaires incluent moins de bruit car l’étage de gain est optimisé et le fait que ces micros actifs nécessiteront une alimentation fantôme (afin que l’alimentation fantôme n’endommage pas le micro à ruban, c’est une préoccupation courante).
Différences entre les microphones dynamiques et à condensateur
Au début de cet article, j’ai dit que les microphones sont souvent divisés en deux groupes principaux: les dynamiques et les condensateurs. La principale différence entre les microphones dynamiques et à condensateur est le principe du transducteur.
Les microphones dynamiques, comme nous l’avons mentionné, convertissent le son en audio par induction électromagnétique. Les microphones à condensateur, quant à eux, convertissent le son en audio en utilisant des principes électrostatiques.
Cette distinction importante s’accompagne d’autres différences générales. Un contraste important est que les transducteurs à condensateur sont actifs (ils nécessitent de l’énergie) tandis que les transducteurs dynamiques sont passifs (bien que certains microphones à ruban soient actifs en raison de leur circuit d’amplification interne).
Les microphones dynamiques sont généralement plus durables et se vendent à des prix inférieurs. Les microphones à condensateur bénéficient généralement d’une meilleure sensibilité et précision (en réponse transitoire et en fréquence).
Toutes les principales différences générales entre les microphones dynamiques et à condensateur sont répertoriées ci-dessous:
| micros dynamiques | microphones à condensateur | |
|---|---|---|
| Principe du transducteur | induction électromagnétique | principes électrostatiques |
| Actif Passif | Passif | Actif |
| Réponse fréquente | De couleurs | plat/étendu |
| réponse transitoire | Prêté | Vite |
| motifs polaires | Tout sauf bidirectionnel | Tous(surtout avec capsule à double diaphragme) |
| Sensibilité | bas | Haut |
| bruit de soi | Non | Oui |
| Niveau de pression acoustique maximal | Souvent trop grand pour mesurer | Souvent dans les limites pratiques |
| Durabilité | très résistant | quelque chose de durable |
| prix | Bon marché à modéré | bon marché à très cher |
des questions connexes
Les microphones dynamiques nécessitent-ils de l’énergie?
L’induction électromagnétique est un processus passif, de sorte que la conception de base d’un transducteur de microphone dynamique ne nécessite aucune alimentation pour fonctionner. Cependant, il existe sur le marché des microphones à ruban actifs qui nécessitent une alimentation pour leurs préamplis internes.
Les microphones à condensateur sont-ils bons pour le chant?
Les microphones à condensateur(en particulier les condensateurs à large diaphragme) sont la norme pour l’enregistrement des voix en studio, et pourtant ils sont parfaits pour les voix. Cependant, les microphones vocaux dynamiques sont souvent préférés aux microphones à condensateur dans les situations en direct en raison de leur robustesse et de leur gain élevé avant larsen.
