Mikrofon je typem akustickoelektrického měniče sloužícího k přeměně zvukových vln na elektrický signál. Základní rozdělení mikrofonů:
- tlakové mikrofony (gradientní mikrofony nultého řádu) – výstupní elektrické napětí je přímo úměrné akustickému tlaku. Tlakové mikrofony vykazují kulovou směrovou charakteristiku;
- rychlostní mikrofony (gradientní mikrofony prvního řádu) – výstupní elektrické napětí je přímo úměrné akustické rychlosti. Rychlostní mikrofony vykazují osmičkovou směrovou charakteristiku.
Dynamický mikrofon (viz obr. 108) pracuje na elektrodynamickém principu jako elektrodynamický reproduktor (viz kapitolu 12). Zvuková vlna dopadající na membránu mikrofonu, která je pevně spojena s cívkou, ji uvádí do pohybu, přičemž pohybem cívky ve vzduchové mezeře, kde působí statické pole permanentního magnetu, způsobuje elektromagnetickou indukci (viz kapitolu 1.5) elektrického napětí v obvodu permanentního magnetu. Změny tohoto výstupního napětí jsou přímo úměrné změnám akustického tlaku v blízkosti membrány. Mikrofony tohoto druhu jsou robustní s velkou dynamikou výstupního signálu.
Obr. 108. Schéma dynamického mikrofonu
Zajímavost
Dynamický mikrofon je stejné konstrukce jako dynamický reproduktor (viz kapitolu 12). Jedná se tedy o reciproční měnič. To znamená, že měnič této konstrukce může fungovat zároveň jako reproduktor i jako mikrofon.
Kondenzátorový (elektrostatický) měnič pracuje na elektrostatickém principu. Konstrukci tvoří pevná elektroda, která je trvale napájena tzv. fantomovým napájením. V její blízkosti (cca 20–30 μm) se nachází tenká vodivá membrána, čímž je vytvořen kondenzátor (viz obr. 109). Elektrický náboj Q tohoto kondenzátoru vychází ze vztahu (41):
kde U je přiváděné stejnosměrné fantomové napájení (zpravidla 48 V) a C je kapacita tohoto kondenzátoru (cca 30–100 pF).
Membrána je vychylována změnami akustického tlaku ve své blízkosti, a tedy přibližována nebo oddalována vůči pevné elektrodě. Tento pohyb způsobuje změnu kapacity kondenzátoru. Zvýšením vnitřního odporu napájecího napěťového zdroje lze docílit pomalého vyrovnávání náboje Q. To se projevuje změnami napětí. Tyto změny jsou slabé a je nutné signál zesilovat vhodným předzesilovačem. Kondenzátorové mikrofony mají vysokou citlivost, vyrovnanou frekvenční charakteristiku a nevykazují zkreslení. Z těchto důvodů se rovněž využívají jako měřicí mikrofony ve zvukoměrech (viz kapitolu 14). Díky vysoké vstupní impedanci nelze tento typ mikrofonů připojit přímo k mikrofonnímu kabelu, ale je nutné jej zapojit přes (před)zesilovač.
Obr. 109. Řez kondenzátorovým mikrofonem
Zajímavost
Pro účely mluveného slova je výhodnější použít dynamický mikrofon. Membrána kondenzátorového mikrofonu by se vlivem náhlých přívalů vzduchu způsobených lidskou řečí mohla poškodit.