I microfoni sono dispositivi AC o DC?

I microfoni agiscono come trasduttori, convertendo le onde sonore(energia delle onde meccaniche) in segnali audio(energia elettrica). Il movimento di questa energia elettrica è chiamato corrente, che si verifica in una delle due forme: corrente alternata(AC) o corrente continua(DC).

I microfoni sono dispositivi AC o DC? Alcuni microfoni richiedono tensioni CC per alimentare correttamente i loro circuiti attivi(preamplificatori interni, ecc.) E per polarizzare le loro capsule microfoniche, rendendoli dispositivi CC. Tuttavia, altri microfoni non richiedono alimentazione. I microfoni emettono segnali CA(segnali audio analogici), rendendoli dispositivi di uscita CA.

Pertanto, alcuni microfoni non richiedono alimentazione, mentre altri richiedono alimentazione CC per funzionare correttamente. Diamo un’occhiata più da vicino al motivo per cui alcuni microfoni sono dispositivi CC mentre altri no, e diamo anche un’occhiata alle uscite CA dei microfoni.

Cosa rende un microfono un dispositivo DC?

Iniziamo innanzitutto definendo cos’è un dispositivo DC. Un dispositivo DC è qualsiasi dispositivo elettronico che richiede elettricità in corrente continua per funzionare.

In base a tale definizione, i microfoni che richiedono una tensione CC, non importa quanto piccola sia la tensione, per funzionare correttamente sono dispositivi CC.

Quindi alcuni microfoni sono dispositivi DC mentre altri no. I microfoni che richiedono una tensione CC per funzionare correttamente sono noti come microfoni attivi. I microfoni che non richiedono alimentazione elettrica per funzionare sono noti come microfoni passivi.

Quindi cosa rende un microfono attivo un dispositivo DC? Ci sono due ragioni principali per cui un microfono richiede un’alimentazione CC esterna:

• Circuito attivo: tutti i microfoni a condensatore ACsi e alcuni microfoni a nastro sono progettati con preamplificatori attivi nei corpi dei microfoni. I circuiti di amplificazione attiva dei microfoni attivi agiscono non solo per aumentare il segnale della capsula, ma anche per regolare l’impedenza del segnale del microfono in modo che possa essere utilizzato efficacemente. Gli amplificatori richiedono alimentazione elettrica esterna per amplificare il segnale di ingresso applicato.
• Capsula Bias: alcuni microfoni a condensatore(noti come condensatori «veri» o «non electret») richiedono una tensione esterna per polarizzare correttamente le loro capsule. Le capsule del microfono a condensatore sono fondamentalmente condensatori a piastre parallele e richiedono elettricità per mantenere un carico elettrico CA.

La domanda «questo microfono è un dispositivo elettronico DC o no» è essenzialmente la stessa di «questo microfono è attivo o passivo?» Quando si lavora con i microfoni, è sempre bene sapere se sono attivi o passivi.

Di seguito sono riportate alcune generalità sul fatto che un tipo di microfono sia attivo o passivo:

• I microfoni a condensatore sono attivi: indipendentemente dal fatto che venga utilizzata l’alimentazione esterna per polarizzare la capsula, alimentare l’amplificatore o correggere l’impedenza del segnale, i microfoni a condensatore sono attivi. Sono attivi sia i condensatori «veri» che i condensatori a elettrete.
• I microfoni dinamici a bobina mobile sono passivi: i microfoni dinamici a bobina mobile hanno un design semplice e robusto e sono tutti passivi.
• I microfoni a nastro dinamici sono generalmente passivi, sebbene alcuni siano attivi: i microfoni a nastro sono dinamici e non richiedono alimentazione per funzionare correttamente. Per questo motivo, la maggior parte dei microfoni a nastro sono passivi. Tuttavia, poiché i microfoni a nastro emettono segnali microfonici così bassi, alcuni sono stati progettati con preamplificatori per inviare il segnale a livelli più sani.

Tenendo presente le generalità di cui sopra, dobbiamo davvero preoccuparci solo dei microfoni a nastro. Detto questo, è sempre meglio fare i compiti con il microfono che utilizzerai al lavoro.

Come viene fornita la CC ai microfoni?

Finora abbiamo rilevato che tutti i microfoni a condensatore e alcuni microfoni a nastro sono attivi e quindi richiedono un’alimentazione CC esterna per funzionare.

La tensione CC esterna viene fornita ai microfoni in vari modi, a seconda dei requisiti specifici del microfono. Di seguito è riportato un elenco di possibili metodi per alimentare i microfoni attivi:

• Alimentazione phantom: l’alimentazione phantom(P48 o +48V) è il modo più comune per alimentare microfoni attivi autonomi(cioè microfoni non integrati in altri dispositivi elettronici come telefoni cellulari, laptop, ecc.). P48 funziona inviando +48 volt ai pin 2 e 3(rispetto al pin 1) di un ACble XLR bilanciato. L’alimentazione phantom professionale è un vero 48 volt CC, tuttavia alcuni alimentatori phantom variano da questo valore(sono accettabili tra 11 e 48 volt CC). I microfoni che richiedono l’alimentazione phantom sono progettati per prendere ciò di cui hanno bisogno da 48 V CC. L’alimentazione phantom è spesso fornita da preamplificatori microfonici o interfacce audio.
• Tensione di polarizzazione CC: la tensione diLa polarizzazione CC è di gran lunga il modo più comune per alimentare microfoni attivi se si considera il numero di piccoli microfoni a elettrete in laptop, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici in tutto il mondo. La tensione di polarizzazione CC viene utilizzata anche per alimentare molti microfoni lavalier a elettrete. Le tensioni di polarizzazione variano in genere da 1,5 a 9 volt CC e sono trasportate su un singolo conduttore, quindi non è necessaria una linea audio bilanciata. La funzione principale della polarizzazione CC è quella di alimentare i transistor ad effetto ACmpo(FET, JFET, ecc.) dei microfoni a elettrete, che convertono l’impedenza del segnale del microfono in modo che possa essere utilizzato efficacemente.
• Alimentazione esterna – Molti vecchi microfoni a condensatore a valvole hanno un alimentatore dedicato che fornirebbe la tensione CC richiesta.
• Alimentazione USB: la maggior parte dei microfoni USB sul mercato sono a condensatore. Questi microfoni attivi assorbono alimentazione dal computer collegato tramite USB.

Segnali audio CA in uscita dal microfono

Alcuni microfoni richiedono alimentazione CC e altri no. Tuttavia, tutti i microfoni emettono un segnale audio CA. Discutiamo questo punto.

Sia che utilizziamo microfoni passivi o attivi, il principio generale di un microfono è lo stesso: un diaframma si muove in sintonia con le onde sonore che lo circondano e viene prodotto un segnale audio corrispondente.

La domanda qui ha a che fare con i segnali audio. Perché i segnali audio sono AC invece di DC?

Iniziamo parlando di onde sonore.

Le onde sonore sono onde di compressione e rarefazione che si propagano attraverso mezzi gassosi, liquidi e solidi. Le onde sonore variano la pressione in quel mezzo. Le onde stesse hanno picchi(massima compressione) e depressioni(massima rarefazione) e sostanzialmente oscillano tra di loro.

Parliamo ora dei diaframmi dei microfoni.

I diaframmi del microfono reagiscono alla pressione sonora ambientale causata dalle onde sonore. La variazione della pressione contro uno o entrambi i lati del diaframma di un microfono fa sì che il diaframma si muova avanti e indietro nella sua posizione di riposo. Come le onde sonore che lo influenzano, il diaframma subirà il massimo spostamento sia nella direzione anteriore che in quella posteriore. Il diaframma oscillerà anche avanti e indietro, ACcambiando direzione dopo aver raggiunto la corsa completa su entrambi i lati della posizione di riposo.

Infine, parliamo del segnale del microfono.

I segnali del microfono sono rappresentazioni elettriche del movimento del diaframma del microfono. Quando il diaframma oscilla, la sua direzione di movimento AC cambia rapidamente. Il flusso del segnale del microfono risultante fa lo stesso. I rapidi cambiamenti di corrente alternata nella direzione della corrente indicano che il segnale del microfono è una corrente alternata.

Come esempio visivo più semplice, dai un’occhiata a un grande altoparlante che proietta le basse frequenze. A queste frequenze più basse, possiamo vedere il diaframma dell’altoparlante oscillare avanti e indietro, spingendo l’aria in un modo che rappresenta il segnale audio inviato all’altoparlante.

Quindi i microfoni non sono dispositivi CA per definizione che non funzionano con tensione CA. Detto questo, i microfoni sono in realtà dispositivi di uscita CA.

Una nota sui microfoni USB

L’avvertenza popolare qui sarebbe che i microfoni USB emettono dati audio digitali anziché un segnale audio elettrico CA.

La verità è che le capsule del microfono del microfono USB creano effettivamente tensioni CA. Tuttavia, questi microfoni dispongono di convertitori analogico-digitali integrati che convertono queste tensioni CA in dati digitali prima che l’audio venga emesso dal microfono.

Domande correlate

L’alimentazione phantom danneggerà il mio microfono? L’alimentazione phantom può danneggiare i diaframmi a nastro di alcuni microfoni a nastro più vecchi che non sono progettati per ricevere +48V. I microfoni moderni richiedono l’alimentazione phantom o dispongono di trasformatori sulle uscite che bloccheranno efficacemente la CC e non verranno danneggiati se viene applicata l’alimentazione phantom.

I microfoni dinamici sono attivi o passivi? La stragrande maggioranza dei microfoni dinamici è passiva. I microfoni dinamici trasmettono energia attraverso l’induzione elettromagnetica e non richiedono alimentazione per funzionare. Detto questo, ci sono alcuni modelli di microfoni dinamici(in particolare microfoni a nastro) che hanno preamplificatori integrati e sono quindi attivi.