I microfoni a condensatore sono ovunque, soprattutto nell'era di Internet e del controllo vocale. Sono utilizzati in un'ampia gamma di dispositivi, dai microfoni per karaoke ai microfoni wireless di fascia alta, ai registratori vocali di alta qualità e a vari altoparlanti Bluetooth. Persino i giocattoli AI utilizzano microfoni a condensatore. Ecco una spiegazione dettagliata del loro funzionamento e della loro composizione:
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Il concetto di base della capacità
La capacità è creata da due conduttori vicini ma non collegati. In teoria, due conduttori qualsiasi formano un condensatore. Ad esempio, due fili intrecciati tra loro possono creare una capacità di circa 4-6 picofarad (pF). La comprensione di questo concetto è fondamentale per l'utilizzo dei microfoni a condensatore.
Struttura di un microfono a condensatore
Diaframma: Il diaframma di un microfono a condensatore è una membrana sottile che deve essere rivestita con un sottile strato di metallo. Questo è uno dei conduttori (una piastra del condensatore).
Piastra posteriore: Anche la piastra posteriore è una membrana rivestita di metallo che costituisce l'altro conduttore (l'altra piastra del condensatore).
Distanziatore isolante: Posto tra il diaframma e la piastra posteriore, il distanziatore crea uno spazio, permettendo al diaframma di vibrare e garantendo che i due conduttori non si tocchino.
Come funziona
Per funzionare, un microfono a condensatore ha bisogno di una tensione che crea una carica elettrica tra il diaframma e la piastra posteriore. Quando le onde sonore colpiscono il diaframma, questo vibra e cambia la distanza tra il diaframma e la piastra posteriore. Questa variazione di distanza altera la capacità, convertendo le onde sonore in un segnale elettrico.
Il ruolo dei materiali dell'elettrete
Tra la fine degli anni '60 e l'inizio degli anni '70, la scoperta dei materiali electret ha risolto il problema della necessità di applicare costantemente una tensione al microfono a condensatore. I materiali electret possono mantenere una carica per lungo tempo dopo essere stati esposti a una tensione elevata. Rivestendo il diaframma con uno strato metallico e utilizzando materiali a elettrete, nacque il microfono a condensatore a elettrete.
Amplificazione del segnale
Il segnale elettrico di un microfono a condensatore è molto debole. Per renderlo utilizzabile, deve essere amplificato. Per amplificare il segnale si utilizzano comunemente i transistor a effetto di campo (FET). In questo modo il segnale in uscita diventa sufficientemente forte per un uso pratico.
Componenti chiave di un microfono a condensatore
Un microfono a condensatore è composto principalmente da quattro parti:
- Diaframma
- Distanziatore isolante
- Piastra posteriore
- Amplificatore FET
Considerazioni sull'uso
I microfoni a condensatore hanno bisogno di una tensione di lavoro per funzionare, a differenza dei microfoni dinamici, che generano segnali elettrici attraverso il movimento di una bobina in un campo magnetico. I moderni microfoni a condensatore richiedono in genere una tensione di lavoro di 2-3 volt, con un massimo di 6 volt e un limite estremo di 9 volt.
Conclusione
I microfoni a condensatore sono utilizzati in diversi dispositivi, tra cui telecomandi e gadget a controllo vocale. La comprensione dei loro concetti di base e del loro funzionamento può aiutare ad applicarli meglio e a risolvere i problemi.
