Kas yra skaitmeninis mikrofonas?

Skaitmeninis mikrofonas yra prietaisas, skirtas paimti analogines garso bangas ir paversti jas elektroniniais signalais naudojant skaitmenines technologijas. Kai įprasti mikrofonai veikia elektroninio įtampos skirtumų, atsirandančių dėl garso vibracijos į metalinius paviršius, apdorojimo principu, skaitmeniniuose mikrofonuose garsui užfiksuoti naudojamos dielektrinės plokštelės arba plonasluoksniai keitikliai. Tai užtikrina mažą konstrukciją, veiksmingą atsparumą triukšmui ir tikslesnį garso atkūrimą. Skaitmeniniai mikrofonai naudojami žemos ir aukštos klasės programose, įskaitant žaislus, kompiuterius, telefonus ir garso studijas.

Viena didelė skaitmeninių mikrofonų technologijos rinka yra mobiliųjų telefonų pramonė, nes ši technologija turi daug privalumų, pavyzdžiui, triukšmo slopinimą, mažas energijos sąnaudas ir mažas gamybos sąnaudas. Ši technologija paprastai randama kompiuteriuose ir planšetiniuose kompiuteriuose, taip pat įprastinio dizaino mikrofonuose. Staliniai mikrofonai yra ant stovo ir naudojami konferenciniams skambučiams ar diktavimui. Ausinių mikrofonai dažnai naudojami žaidimams ar pokalbiams internete. Studijos mikrofonai leidžia kokybiškai įrašyti muziką, podcast’us ar profesionalius balso įrašus.

Dauguma skaitmeninių mikrofonų technologijų veikia konvertuodamos analogines garso garso bangas į skaitmeninius signalus. Iš esmės skaitmeninis jutiklis priima bangų virpesius ir paverčia juos elektroniniais signalais. Tai daroma suskirstant bangą į skaitmeninių verčių seriją, kurias galima lengvai apdoroti, filtruoti arba perdirbti, kad būtų efektas. Mikrofonai jungiami per kabelius su lizdais arba universaliosios nuosekliosios magistralės (USB) prievadais.

Mikroelektromechaninių sistemų (MEMS) keitikliai naudoja ploną plėvelę, kad aptiktų garso sukeltus talpos pokyčius. Papildomose metalo oksido ir puslaidininkių (CMOS) plokštelėse naudojamos metalo dielektrinės struktūros, išgraviruotos į diafragmą, veikiančios kaip skaitmeninis ausies būgnelis. Abu metodai suskaitmenina signalus ir suteikia daugybę apdorojimo parinkčių.

Skaitmeniniai analoginiai keitikliai (DAC) yra lustai, esantys garso plokštėse, grotuvuose ar garsiakalbiuose. Jie paverčia skaitmeninius duomenis atgal į analoginio signalo įtampą, srovę arba elektros krūvį. Garsiakalbiai veikia panašiais principais kaip ir mikrofonai, bet atvirkščiai.

MEMS įrenginiuose naudojama silicio slėgio jutimo diafragma, išgraviruota į silicį. Nors šiuos komponentus lengva gaminti, jie turi siauresnį dažnių juostos plotį ir yra brangesni bei trapesni nei elektretiniuose kondensatoriniuose mikrofonuose (ECM). MEMS komponentuose dažnai naudojamas išbandytas ir tikras lauko efekto tranzistorius (JFET). Šis tranzistorius trukdo ir reguliuoja elektros srovę bei veikia kaip mikrofono pirminis stiprintuvas – komponentas, kuris padidina išvesties signalą iš mažų analoginės įvesties garso bangų: pavyzdžiui, balso.
CMOS naujovės suteikia daug pranašumų, palyginti su MEMS diafragmomis. Tai gali būti sumažintas harmoninis iškraipymas, patobulinti stiprinimo nustatymai ir tiesioginė skaitmeninė išvestis. Dėl tokių techninių skirtumų tampa aišku, kad mikrofonas nebūtinai yra tikras skaitmeninis mikrofonas vien todėl, kad turi skaitmeninį ekraną.

Tobulėjant skaitmeninių mikrofonų technologijai, kainos krito, o kokybiški produktai tapo prieinamesni. Mikrofonai gali geriau užfiksuoti tikrą garsą be pašalinio triukšmo ar nenuoseklumo. Skaitmeninimas suteikia įvairaus lygio naudotojams daug kūrybinių galimybių. Nešiojamieji įrenginiai geriau veikia triukšmingoje aplinkoje, o vartotojai kuria profesionalesnes laikmenas vartotojų kainomis.