I microfoni

Appunti di Fisica Tecnica Acustica: il microfono Introduzione . 1 Microfoni a condensatore . 1 Microfoni piezoelettrici . 2 Microfono electret . 3 Microfoni dinamici. 3 INTRODUZIONE Il microfono trasforma la pressione sonora in segnale elettrico, in modo tale che questo possa essere successivamente elaborato. Per un funzionamento ideale, le caratteristiche del microfono dovrebbero essere le seguenti: sensibilità SOLO alle variazioni di pressione acustica, senza dipendere dalle variazioni di temperatura, dall'umidità, dalla pressione atmosferica, dalla velocità del vento, da campi magnetici e da vibrazioni; dimensioni trascurabili rispetto alla più piccola lunghezza d'onda rilevata, in modo da influire il meno possibile sul campo acustico; impedenza acustica elevata rispetto a quella del mezzo di trasmissione del suono, in modo da assorbire poca energia acustica; sensibilità indipendente dal livello di pressione sonora; in particolare, la sensibilità deve essere molto alta, in quando le forze, causate dalle variazioni di pressione, sono molto piccole. basso rumore; andamento piatto della curva della risposta in frequenza; sfasamento nullo tra il segnale di pressione in ingresso e quello elettrico in uscita. Purtroppo nessuno dei microfoni disponibili soddisfa a tutte queste caratteristiche. Vediamo allora rapidamente i principali tipi di microfoni. MICROFONI A CONDENSATORE Nei microfoni a condensatore, la pressione sonora agisce su un diaframma che costituisce una delle due armature di un condensatore. Uno schema di principio è il seguente: Appunti di "Fisica Tecnica" La variazione della capacità del condensatore, conseguente allo spostamento del diaframma soggetto alla pressione acustica, produce la conversione del segnale di pressione in segnale elettrico. La tecnica più usata per produrre questo segnale elettrico è quella che permette di ottenere ai capi del condensatore una tensione variabile al variare della sua capacità, mantenendo costante la carica del condensatore mediante una tensione di polarizzazione fornita da una resistenza molto alta. I pregi di questi microfoni sono una discreta sensibilità acustica, una buona risposta in frequenza ed un basso rumore interno, mentre i difetti sono una piccola capacità microfonica, un diaframma fragile e una eccessiva sensibilità all'umidità. MICROFONI PIEZOELETTRICI I microfoni piezoelettrici sfruttano l'omonimo effetto piezoelettrico: la forza esercitata dalla pressione acustica su di un diaframma, comprimendo e deformando uno strato di materiale piezoelettrico (cristalli naturali come quarzo, solfato di litio, tormalina o materiali ceramici sintetici), produce sulle facce opposte del materiale stesso cariche elettriche uguali e di segno opposto e quindi una differenza di potenziale elettrico. Autore: Sandro Petrizzelli 2 Acustica: il microfono I microfoni piezoelettrici hanno il vantaggio di avere un'alta capacità microfonica e una larga banda e di non aver bisogno di alcuna tensione di polarizza Continua »