ไมโครโฟนซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าmic ( / m aɪ k / ) ^{[ 1 ]}หรือmike [ ^{a ]} ​​เป็นทรานสดิวเซอร์ที่แปลงเสียงเป็น^{สัญญาณ}ไฟฟ้าไมโครโฟนถูกใช้ในด้านโทรคมนาคม การบันทึกเสียง การออกอากาศ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภครวมถึงโทรศัพท์ เครื่องช่วยฟัง และอุปกรณ์เคลื่อนที่

ปัจจุบันมีการใช้ไมโครโฟนหลายประเภท ซึ่งใช้หลักการที่แตกต่างกันในการแปลงการเปลี่ยนแปลงความดันอากาศของคลื่นเสียงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด ได้แก่ไมโครโฟนแบบไดนามิกซึ่งใช้ขดลวดที่แขวนอยู่ในสนามแม่เหล็กไมโครโฟนแบบคอนเดนเซอร์ซึ่งใช้ไดอะแฟรม ที่สั่น เป็น แผ่น ตัวเก็บ ประจุ และไมโครโฟนแบบสัมผัสซึ่งใช้ผลึกของ วัสดุ เพียโซอิเล็กท ริก โดยทั่วไปแล้ว ไมโครโฟนจะต้องเชื่อมต่อกับพรีแอมพลิฟายเออร์ ก่อนที่จะสามารถ บันทึกหรือเล่นสัญญาณได้

เพื่อให้สามารถพูดกับกลุ่มคนจำนวนมากได้ จึงเกิดความต้องการที่จะเพิ่มระดับเสียงของมนุษย์ อุปกรณ์แรกสุดที่ใช้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้คือเครื่องขยายเสียงแบบอะคูสติก ตัวอย่างแรกๆ บางส่วนมาจากกรีกในศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช คือหน้ากากละครที่มีช่องเปิดปากรูปทรงเขาซึ่งขยายเสียงของนักแสดงในโรงละครกลางแจ้ง^{[ 4 ]} ระหว่างปี 1664 ถึง 1685 โรเบิร์ต ฮุคนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเป็นคนแรกที่ทดลองกับสื่ออื่นที่ไม่ใช่อากาศด้วยการประดิษฐ์โทรศัพท์รุ่นแรกที่ทำจากลวดที่ยืดออกโดยมีถ้วยติดอยู่ที่ปลายแต่ละด้าน^{[ 5 ]}ปัจจุบันสิ่งนี้เรียกว่าโทรศัพท์ กระป๋องดีบุก

ในปี พ.ศ. 2499 นักประดิษฐ์ชาวอิตาลีอันโตนิโอ เมอุชชีได้พัฒนาไมโครโฟนแบบไดนามิกโดยอาศัยการสร้างกระแสไฟฟ้าด้วยการเคลื่อนขดลวดไปยังระดับความลึกต่างๆ ในสนามแม่เหล็ก วิธีการมอดูเลชั่นนี้ยังเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีโทรศัพท์ เมอุชชีกล่าวถึงอุปกรณ์ของเขาในปี พ.ศ. 2490 ว่า "มันประกอบด้วยไดอะแฟรมที่สั่นและแม่เหล็กที่มีกระแสไฟฟ้าพร้อมลวดขดพันรอบ ไดอะแฟรมที่สั่นจะเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าของแม่เหล็ก การเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าเหล่านี้ถูกส่งไปยังปลายอีกด้านของลวด ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่คล้ายคลึงกันของไดอะแฟรมรับสัญญาณและสร้างคำพูดขึ้นมาใหม่" ^{[ 6 ]}

ในปี พ.ศ. 2404 นักประดิษฐ์ชาวเยอรมันโยฮันน์ ฟิลิปป์ ไรส์ได้สร้างเครื่องส่งสัญญาณเสียงรุ่นแรก ( โทรศัพท์ไรส์ ) ที่ใช้แถบโลหะติดกับแผ่นไดอะแฟรมที่สั่นเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าเป็นช่วงๆ ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2419 ด้วย การออกแบบ เครื่องส่งสัญญาณแบบของเหลวในโทรศัพท์รุ่นแรกๆ จากอเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์และอีไลชา เกรย์ – แผ่นไดอะแฟรมติดอยู่กับแท่งนำไฟฟ้าในสารละลายกรด^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้ให้คุณภาพเสียงที่แย่มาก

ไมโครโฟนตัวแรกที่ทำให้การโทรศัพท์ด้วยเสียงเป็นไปอย่างถูกต้องคือไมโครโฟนคาร์บอน (แบบสัมผัสหลวม) ไมโครโฟนนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยอิสระโดยเดวิด ฮิวจ์สในอังกฤษ และเอมิล เบอร์ลินเนอร์และโทมัส เอดิสันในสหรัฐอเมริกา แม้ว่าเอดิสันจะได้รับสิทธิบัตรฉบับแรกในช่วงกลางปี ​​1877 (หลังจากการโต้แย้งทางกฎหมายที่ยาวนาน) แต่ฮิวจ์สได้สาธิตอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงของเขาต่อหน้าพยานหลายคนเมื่อหลายปีก่อนหน้านั้น และนักประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่ยกย่องเขาว่าเป็นผู้ประดิษฐ์^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}ไมโครโฟนของเบอร์ลินเนอร์ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์จากการใช้งานโดยอเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์สำหรับโทรศัพท์ของเขา และเบอร์ลินเนอร์ก็ได้ทำงานให้กับเบลล์^{[ 12 ]}ไมโครโฟนคาร์บอนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาโทรศัพท์ การออกอากาศ และอุตสาหกรรมการบันทึกเสียง^{[ 13 ]}โทมัส เอดิสันได้ปรับปรุงไมโครโฟนคาร์บอนให้เป็นเครื่องส่งสัญญาณแบบปุ่มคาร์บอนในปี 1886 ^{[ 10 ] [ 14 ]} ไมโครโฟนนี้ถูกนำไปใช้ในการออกอากาศทางวิทยุครั้งแรก ซึ่งเป็นการแสดงที่ โรงโอเปราเมโทรโพลิแทนแห่งนิวยอร์กในปี 1910 ^{[ 15 ]}

ในปี พ.ศ. 2459 EC Wente จาก Western Electric ได้พัฒนา ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ตัวแรกซึ่งเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ[ ^{16 ] ใน}ปี พ.ศ. 2466 ได้มีการสร้างไมโครโฟนแบบขดลวดเคลื่อนที่ที่ใช้งานได้จริงเป็นครั้งแรก ไมโครโฟนแม่เหล็ก Marconi-Sykes ซึ่งพัฒนาโดยกัปตันHJ Roundกลายเป็นมาตรฐานสำหรับ สตูดิโอ BBCในลอนดอน^{[ 17 ] [ 18 ]} ต่อมาในปี พ.ศ. 2473 Alan Blumlein และ Herbert Holman ได้ปรับปรุงไมโครโฟนรุ่นนี้และออกวางจำหน่าย HB1A ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ดีที่สุดในยุคนั้น^{[ 14 ]}

นอกจากนี้ในปี พ.ศ. 2466 ยังมีการแนะนำ ไมโครโฟนแบบริบบิ้นซึ่งเป็นไมโครโฟนแบบแม่เหล็กไฟฟ้าอีกชนิดหนึ่ง เชื่อกันว่าเป็นผลงานของHarry F. Olsonผู้ซึ่งนำแนวคิดที่ใช้ในลำโพงแบบริบบิ้นมาใช้ในการสร้างไมโครโฟน^{[ 19 ]}ตลอดหลายปีที่ผ่านมา ไมโครโฟนเหล่านี้ได้รับการพัฒนาโดยหลายบริษัท โดยเฉพาะอย่างยิ่ง RCA ที่ได้พัฒนาการควบคุมรูปแบบอย่างมาก เพื่อให้ไมโครโฟนมีทิศทาง

การเปิดตัวNeumann U 47ในปี 1949 ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญสำหรับเทคโนโลยีไมโครโฟน มันเป็นไมโครโฟนคอนเดนเซอร์สำหรับสตูดิโอตัวแรกที่ใช้แคปซูลไดอะแฟรมคู่ขนาดใหญ่พร้อมรูปแบบการรับเสียงที่สลับได้และแอมป์หลอดสุญญากาศ ซึ่งสร้างมาตรฐานใหม่สำหรับการบันทึกเสียงร้องและเครื่องดนตรีที่มีความเที่ยงตรงสูง อบอุ่น และมีรายละเอียด^{[ 20 ]}ด้วยเทคโนโลยีโทรทัศน์และภาพยนตร์ที่กำลังเฟื่องฟู จึงมีความต้องการไมโครโฟนที่มีความเที่ยงตรงสูงและทิศทางการรับเสียงที่ดียิ่งขึ้นElectro-Voiceจึงตอบสนองความต้องการนี้ด้วยไมโครโฟนช็อต กัน ที่ได้รับรางวัลออสการ์ในปี 1963 ^{[ 21 ]}

ไมโครโฟนShure SM57รุ่นปี 1965 ได้ปฏิวัติการบันทึกเสียงเครื่องดนตรีและดนตรีสดที่ขยายเสียง SM57 ใช้แคปซูล Unidyne III เพื่อให้ได้เสียงที่ชัดเจนและปราศจากความผิดเพี้ยน การออกแบบที่กะทัดรัดและทนทานทำให้สามารถวางไว้ใกล้กับกลองและเครื่องขยายเสียงได้ และกลายเป็นหนึ่งในไมโครโฟนที่ขายดีที่สุดในประวัติศาสตร์^{[ 22 ]}

ไมโครโฟนถูกแบ่งประเภทตามหลักการทำงานของตัวแปลงสัญญาณ (เช่น คอนเดนเซอร์ ไดนามิก เป็นต้น) และตามลักษณะการรับเสียง (เช่น รอบทิศทาง คาร์ดิออยด์ เป็นต้น) บางครั้งอาจใช้ลักษณะอื่นๆ เช่น ขนาดของไดอะแฟรม การใช้งาน หรือทิศทางการรับเสียงหลักเทียบกับแกนหลัก (แบบรับเสียงจากด้านหน้าหรือด้านข้าง) ของไมโครโฟน เพื่ออธิบายไมโครโฟนด้วย

ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ซึ่งคิดค้นขึ้นที่ Western Electric ในปี 1916 โดย EC Wente ^{[ 23 ]}ยังเรียกว่าไมโครโฟนแบบตัวเก็บประจุหรือไมโครโฟนแบบไฟฟ้าสถิต — ในอดีตตัวเก็บประจุถูกเรียกว่าคอนเดนเซอร์ ไดอะแฟรมทำหน้าที่เป็นแผ่นหนึ่งของตัวเก็บประจุ และการสั่นสะเทือนของเสียงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระยะห่างระหว่างแผ่น^{[ 24 ]}เนื่องจากความจุของแผ่นแปรผกผันกับระยะห่างระหว่างแผ่น การสั่นสะเทือนจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความจุ การเปลี่ยนแปลงในความจุเหล่านี้ใช้ในการวัดสัญญาณเสียง^{[ 25 ]}การประกอบแผ่นคงที่และแผ่นเคลื่อนที่เรียกว่า องค์ประกอบหรือแคปซูล

ไมโครโฟนแบบคอนเดนเซอร์มีหลากหลายประเภท ตั้งแต่ไมโครโฟนสำหรับโทรศัพท์ ไมโครโฟนคาราโอเกะราคาประหยัด ไปจนถึงไมโครโฟนบันทึกเสียงคุณภาพสูง โดยทั่วไปแล้ว ไมโครโฟนประเภทนี้จะให้สัญญาณเสียงคุณภาพสูง และปัจจุบันเป็นที่นิยมใช้ในห้องปฏิบัติการและสตูดิโอบันทึกเสียงความเหมาะสมโดยธรรมชาติของเทคโนโลยีนี้เกิดจากมวลที่ต้องเคลื่อนที่โดยคลื่นเสียงที่ตกกระทบมีขนาดเล็กมาก เมื่อเทียบกับไมโครโฟนประเภทอื่นที่ต้องการให้คลื่นเสียงทำงานมากกว่า

ไมโครโฟนแบบคอนเดนเซอร์ต้องการแหล่งจ่ายไฟ ซึ่งอาจมาจากอินพุตไมโครโฟนบนอุปกรณ์ในรูปแบบของไฟแฟนทอมหรือจากแบตเตอรี่ขนาดเล็ก พลังงานจำเป็นสำหรับการสร้างแรงดันไฟฟ้าของแผ่นตัวเก็บประจุ และยังจำเป็นสำหรับการจ่ายไฟให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของไมโครโฟนด้วย ไมโครโฟนแบบคอนเดนเซอร์ยังมีแบบที่มีไดอะแฟรมสองตัวที่สามารถเชื่อมต่อทางไฟฟ้าเพื่อให้ได้รูปแบบการรับเสียงที่ หลากหลาย เช่น คาร์ดิออยด์ รอบทิศทาง และรูปเลขแปด นอกจากนี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการรับเสียงได้อย่างต่อเนื่องในไมโครโฟนบางรุ่น เช่นRøde NT2000 หรือ CAD M179

ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ขึ้นอยู่กับวิธีการแยกสัญญาณเสียงจากตัวแปลงสัญญาณ ได้แก่ ไมโครโฟนแบบไบแอสกระแสตรง (DC-biased microphones) และไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ความถี่วิทยุ (RF) หรือความถี่สูง (HF)

ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์แบบไบแอสกระแสตรง (DC-biased condenser microphone ) นั้นแผ่นตัวนำ ของตัวเก็บประจุจะได้รับ ประจุคงที่ ( Q ) แรงดันไฟฟ้าที่คงอยู่ระหว่างแผ่นตัวนำของตัวเก็บประจุจะเปลี่ยนแปลงไปตามการสั่นสะเทือนในอากาศ ตามสมการความจุ (C = Q / V ) โดยที่ Q = ประจุในหน่วยคูลอม บ์ , C = ความจุในหน่วยฟารัดและ V = ความต่างศักย์ในหน่วยโวลต์ประจุที่เกือบจะคงที่จะถูกรักษาไว้บนตัวเก็บประจุ เมื่อความจุเปลี่ยนแปลง ประจุที่คร่อมตัวเก็บประจุจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยมาก แต่ที่ความถี่ที่ได้ยินได้ ประจุจะคงที่อย่างเห็นได้ชัด ความจุของแคปซูล (ประมาณ 5 ถึง 100  pF ) และค่าของตัวต้านทานไบแอส (100  MΩถึงหลายสิบ GΩ) จะสร้างตัวกรองที่ผ่านความถี่สูงสำหรับสัญญาณเสียง และผ่านความถี่ต่ำสำหรับแรงดันไบแอส โปรดทราบว่าค่าคงที่เวลาของวงจร RCเท่ากับผลคูณของความต้านทานและความจุ

ภายในช่วงเวลาที่ค่าความจุเปลี่ยนแปลง (มากถึง 50 มิลลิวินาที ที่สัญญาณเสียง 20 เฮิรตซ์) ประจุจะคงที่แทบจะตลอดเวลา และแรงดันคร่อมตัวเก็บประจุจะเปลี่ยนแปลงทันทีเพื่อสะท้อนการเปลี่ยนแปลงของค่าความจุ แรงดันคร่อมตัวเก็บประจุจะแปรผันอยู่เหนือและใต้แรงดันไบแอส ความแตกต่างของแรงดันระหว่างแรงดันไบแอสและตัวเก็บประจุจะปรากฏที่ตัวต้านทานอนุกรม แรงดันคร่อมตัวต้านทานจะถูกขยายเพื่อการแสดงหรือการบันทึก ในกรณีส่วนใหญ่ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ในไมโครโฟนเองจะไม่เพิ่มแรงดันขยาย เนื่องจากความแตกต่างของแรงดันค่อนข้างมาก สูงถึงหลายโวลต์สำหรับระดับเสียงสูง

ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์แบบ RFใช้แรงดัน RF ที่ค่อนข้างต่ำ ซึ่งสร้างขึ้นโดยออสซิลเลเตอร์ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ สัญญาณจากออสซิลเลเตอร์อาจถูกปรับความกว้างของสัญญาณโดยการเปลี่ยนแปลงของความจุที่เกิดจากคลื่นเสียงที่เคลื่อนไดอะแฟรมของแคปซูล หรือแคปซูลอาจเป็นส่วนหนึ่งของวงจรเรโซแนนซ์ที่ปรับความถี่ของสัญญาณออสซิลเลเตอร์ การดีโมดูเลชันจะให้สัญญาณเสียงความถี่ต่ำที่มีสัญญาณรบกวนต่ำและมีอิมพีแดนซ์แหล่งกำเนิดต่ำมาก การไม่มีแรงดันไบแอสสูงทำให้สามารถใช้ไดอะแฟรมที่มีแรงตึงน้อยลง ซึ่งอาจใช้เพื่อให้ได้การตอบสนองความถี่ที่กว้างขึ้นเนื่องจากความยืดหยุ่นที่สูงขึ้น กระบวนการไบแอส RF ส่งผลให้แคปซูลมีอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าต่ำลง ซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่มีประโยชน์คือ ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์แบบ RF สามารถใช้งานได้ในสภาพอากาศชื้นซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาในไมโครโฟนแบบไบแอส DC ที่มีพื้นผิวฉนวนปนเปื้อน ไมโครโฟนซีรีส์ MKH ของSennheiserใช้เทคนิคการไบแอส RF นี้เลออน เทเรมินนักประดิษฐ์ชาวรัสเซียเชื้อสายโซเวียต ได้คิดค้นอุปกรณ์ที่ใช้หลักการทางฟิสิกส์เดียวกันนี้ โดยควบคุมจากระยะไกลและแอบแฝงอยู่ ซึ่งเรียกว่า " เดอะธิง" ( The Thing)และนำไปใช้ดักฟังบ้านพักของเอกอัครราชทูตสหรัฐฯ ในมอสโก ระหว่างปี 1945 ถึง 1952

ไมโครโฟนอิเล็กเตรตเป็นไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ชนิดหนึ่งที่คิดค้นโดยGerhard SesslerและJames Westที่ห้องปฏิบัติการ Bellในปี 1962 ^{[ 26 ]}ประจุที่ใช้ภายนอกสำหรับไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ทั่วไปจะถูกแทนที่ด้วยประจุถาวรในวัสดุอิเล็กเตรต อิเล็กเตร ต เป็น วัสดุ เฟอร์โรอิเล็กทริกที่มีประจุไฟฟ้า ถาวร หรือมี ขั้ว ชื่อนี้มาจากคำว่าไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กประจุไฟฟ้าสถิตถูกฝังอยู่ในอิเล็กเตรตโดยการจัดเรียงประจุไฟฟ้าสถิตในวัสดุ ในลักษณะเดียวกับ การสร้าง แม่เหล็กถาวรโดยการจัดเรียงโดเมนแม่เหล็กในชิ้นเหล็ก

เนื่องจากประสิทธิภาพที่ดีและผลิตได้ง่าย จึงมีต้นทุนต่ำ ไมโครโฟนส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันจึงเป็นไมโครโฟนแบบอิเล็กเตรต ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ประเมินว่ามีการผลิตต่อปีมากกว่าหนึ่งพันล้านหน่วย^{[ 27 ]} ไมโครโฟน เหล่านี้ถูกนำไปใช้งานในหลายด้าน ตั้งแต่การบันทึกเสียงคุณภาพสูงและ การใช้ไมโครโฟน แบบหนีบปกเสื้อ ไปจนถึงไมโครโฟนในตัวในอุปกรณ์บันทึกเสียงขนาดเล็กและโทรศัพท์ ก่อนที่ไมโครโฟน MEMS จะแพร่หลาย ไมโครโฟนในโทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ PDA และหูฟังเกือบทั้งหมดเป็นแบบอิเล็กเตรต

แตกต่างจากไมโครโฟนแบบใช้ตัวเก็บประจุชนิดอื่น ไมโครโฟนชนิดนี้ไม่ต้องการแรงดันไฟฟ้าในการเหนี่ยวนำ แต่โดยทั่วไปจะมีพรีแอมป์ ในตัว ซึ่งต้องการพลังงาน พรีแอมป์นี้มักใช้ไฟเลี้ยงแบบแฟนทอมในระบบเสียงเสริมและงานสตูดิโอ ไมโครโฟนแบบโมโนโฟนิกที่ออกแบบมาสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) ซึ่งบางครั้งเรียกว่าไมโครโฟนมัลติมีเดีย ใช้ปลั๊กขนาด 3.5 มม. เช่นเดียวกับที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อแบบสเตอริโอ โดยวงแหวนของปลั๊กนั้น แทนที่จะส่งสัญญาณสำหรับช่องสัญญาณที่สอง จะส่งสัญญาณพลังงานแทน

ไมโครโฟนแบบใช้หลอดสุญญากาศเป็นไมโครโฟนแบบคอนเดนเซอร์ที่ใช้แอมป์หลอดสุญญากาศ [ ^{28 ] ไมโครโฟน}ประเภท นี้ยังคงได้รับความนิยมในหมู่ผู้ที่ชื่นชอบเสียงจากหลอดสุญญากาศ

ไมโครโฟนแบบไดนามิก (หรือที่รู้จักกันในชื่อไมโครโฟนแบบขดลวดเคลื่อนที่ ) ทำงานโดยใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามีคุณสมบัติทนทาน ราคาไม่แพง และทนต่อความชื้น คุณสมบัติเหล่านี้ ประกอบกับอัตราขยายที่สูงก่อนเกิดฟีดแบ็กทำให้ไมโครโฟนประเภทนี้ได้รับความนิยมในการใช้งานบนเวที

ไมโครโฟนแบบไดนามิกใช้หลักการไดนามิกเดียวกับลำโพงเพียงแต่กลับกันขดลวดเหนี่ยวนำ ขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ได้ ซึ่งวางอยู่ในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร จะติดอยู่กับไดอะแฟรม เมื่อเสียงผ่านเข้ามาทางแผ่นกันลมของไมโครโฟน คลื่นเสียงจะทำให้ไดอะแฟรมเคลื่อนที่ ซึ่งจะทำให้ขดลวดในสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ตามไปด้วย ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้า ที่เปลี่ยนแปลงไป ตามขดลวดผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ไมโครโฟนแบบริบบอนใช้แผ่นโลหะบางๆ ที่มักเป็นลอน ซึ่งแขวนอยู่ในสนามแม่เหล็ก แผ่นริบบอนเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับเอาต์พุตของไมโครโฟน และการสั่นสะเทือนของแผ่นริบบอนภายในสนามแม่เหล็กจะสร้างสัญญาณไฟฟ้า ไมโครโฟนแบบริบบอนคล้ายกับไมโครโฟนแบบขดลวดเคลื่อนที่ตรงที่ทั้งสองชนิดสร้างเสียงโดยใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ไมโครโฟนแบบริบบอนพื้นฐานตรวจจับเสียงใน รูป แบบสองทิศทาง (เรียกอีกอย่างว่ารูปเลขแปด ดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง) เนื่องจากแผ่นริบบอนเปิดอยู่ทั้งสองด้าน นอกจากนี้ เนื่องจากแผ่นริบบอนมีมวลน้อยกว่ามาก จึงตอบสนองต่อความเร็วลมมากกว่าความดันเสียงแม้ว่าการรับเสียงด้านหน้าและด้านหลังที่สมมาตรอาจเป็นปัญหาในการบันทึกเสียงสเตอริโอทั่วไป แต่การตัดเสียงด้านข้างที่สูงสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้โดยการวางไมโครโฟนแบบริบบอนในแนวนอน เช่น เหนือฉาบ เพื่อให้ส่วนรับเสียงด้านหลังรับเสียงเฉพาะจากฉาบเท่านั้น การตอบสนองแบบรูปเลขแปดของไมโครโฟนแบบริบบอนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบันทึกเสียงสเตอริโอแบบ Blumlein pairรูปแบบการรับเสียงแบบทิศทางอื่นๆ เกิดจากการปิดด้านใดด้านหนึ่งของริบบิ้นด้วยแผ่นกั้นเสียงหรือแผ่นดูดซับเสียง ทำให้เสียงสามารถเข้าถึงได้เพียงด้านเดียวไมโครโฟน RCA รุ่นคลาสสิก Type 77-DXมีตำแหน่งปรับแผ่นกั้นภายในได้หลายตำแหน่งจากภายนอก ทำให้สามารถเลือกรูปแบบการตอบสนองได้หลายแบบ ตั้งแต่แบบรูปเลขแปดไปจนถึงแบบทิศทางเดียว

การตอบสนองความถี่ต่ำที่ดีในไมโครโฟนแบบริบบิ้นรุ่นเก่าสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อริบบิ้นถูกแขวนอย่างหลวมๆ ซึ่งทำให้ริบบิ้นค่อนข้างเปราะบาง ปัจจุบันมีการนำวัสดุริบบิ้นสมัยใหม่ รวมถึงวัสดุนาโน ใหม่ [ ^{29 ] มาใช้ ซึ่งช่วยขจัดข้อกังวลเหล่านั้นและยังช่วยปรับปรุงช่วงไดนามิกที่มีประสิทธิภาพของไมโครโฟนแบบริบบิ้นที่ความถี่ต่ำ ได้}อีกด้วย แผ่นกันลมป้องกันสามารถลดอันตรายจากการทำลายริบบิ้นรุ่นเก่า และยังช่วยลดสิ่งรบกวนจากเสียงระเบิดในการบันทึกได้อีกด้วย

เช่นเดียวกับไมโครโฟนไดนามิกประเภทอื่นๆ ไมโครโฟนแบบริบบอนไม่จำเป็นต้องใช้ไฟเลี้ยงแฟนทอม (phantom power) อันที่จริงแล้ว แรงดันไฟฟ้านี้อาจทำให้ไมโครโฟนแบบริบบอนรุ่นเก่าบางรุ่นเสียหายได้ ไมโครโฟนแบบริบบอนรุ่นใหม่บางรุ่นมีการออกแบบให้มีพรีแอมป์ในตัว จึงจำเป็นต้องใช้ไฟเลี้ยงแฟนทอม และวงจรของไมโครโฟนแบบริบบอนแบบพาสซีฟรุ่นใหม่ (เช่น รุ่นที่ไม่มีพรีแอมป์ดังกล่าว) ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อป้องกันความเสียหายต่อริบบอนและหม้อแปลงไฟฟ้าจากไฟเลี้ยงแฟนทอม

ไมโครโฟนคาร์บอนเป็นไมโครโฟนชนิดแรกสุด ไมโครโฟนแบบปุ่มคาร์บอน (หรือที่รู้จักกันในชื่อไมโครโฟนเบอร์ลินเนอร์หรือเอดิสัน) ใช้แคปซูลหรือปุ่มที่มีเม็ดคาร์บอนอัดอยู่ระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่น แรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านแผ่นโลหะ ทำให้กระแสไฟฟ้าเล็กน้อยไหลผ่านคาร์บอน แผ่นหนึ่งซึ่งเป็นไดอะแฟรมจะสั่นตามคลื่นเสียงที่ตกกระทบ ทำให้เกิดแรงดันที่เปลี่ยนแปลงไปบนคาร์บอน แรงดันที่เปลี่ยนแปลงไปจะทำให้เม็ดคาร์บอนเสียรูป ทำให้พื้นที่สัมผัสระหว่างเม็ดคาร์บอนแต่ละคู่ที่อยู่ติดกันเปลี่ยนแปลงไป และสิ่งนี้ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าของมวลเม็ดคาร์บอนเปลี่ยนแปลงไป การเปลี่ยนแปลงความต้านทานทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านไมโครโฟน ทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้า ไมโครโฟนคาร์บอนเคยใช้กันทั่วไปในโทรศัพท์ มีคุณภาพการสร้างเสียงที่ต่ำมากและช่วงการตอบสนองความถี่ที่จำกัดมาก แต่เป็นอุปกรณ์ที่ทนทานมาก ไมโครโฟน Boudet ซึ่งใช้ลูกบอลคาร์บอนขนาดค่อนข้างใหญ่ มีลักษณะคล้ายกับไมโครโฟนแบบปุ่มคาร์บอน^{[ 30 ]}

แตกต่างจากไมโครโฟนประเภทอื่น ไมโครโฟนคาร์บอนยังสามารถใช้เป็นเครื่องขยายเสียงชนิดหนึ่งได้ โดยใช้พลังงานเสียงเพียงเล็กน้อยในการควบคุมพลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก ไมโครโฟนคาร์บอนถูกนำมาใช้เป็นเครื่องทวนสัญญาณโทรศัพท์ ในยุคแรก ทำให้สามารถโทรศัพท์ทางไกลได้ในยุคก่อนที่จะมีหลอดสุญญากาศ เครื่องทวนสัญญาณเหล่านี้เรียกว่า Brown's relay ^{[ 31 ]}ทำงานโดยการเชื่อมต่อตัวรับสัญญาณโทรศัพท์แม่เหล็กเข้ากับไมโครโฟนคาร์บอนทางกลไก สัญญาณที่อ่อนจากตัวรับสัญญาณจะถูกถ่ายโอนไปยังไมโครโฟน ซึ่งจะปรับกระแสไฟฟ้าให้แรงขึ้น ทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่แรงขึ้นเพื่อส่งไปตามสาย

ไมโครโฟนคริสตัลหรือไมโครโฟนเพียโซ^{[ 32 ]}ใช้ปรากฏการณ์เพียโซอิเล็กทริกซึ่งเป็นความสามารถของวัสดุบางชนิดในการสร้างแรงดันไฟฟ้าเมื่อได้รับแรงกด^{[ b ]}เพื่อแปลงการสั่นสะเทือนเป็นสัญญาณไฟฟ้า ไมโครโฟนคริสตัลเคยถูกจัดหามาพร้อมกับอุปกรณ์หลอดสุญญากาศ (วาล์ว) ทั่วไป เช่น เครื่องบันทึกเทปในบ้าน ความต้านทานเอาต์พุตสูงของไมโครโฟนคริสตัลเข้ากันได้ดีกับความต้านทานอินพุตสูง (โดยทั่วไปประมาณ 10 MΩ) ของวงจรอินพุตหลอดสุญญากาศ ไมโครโฟนคริสตัลนั้นยากที่จะจับคู่กับ อุปกรณ์ ทรานซิสเตอร์ รุ่นแรกๆ และถูกแทนที่ด้วยไมโครโฟนไดนามิก และต่อมาด้วยอุปกรณ์คอนเดนเซอร์อิเล็กเตรตขนาดเล็ก ความต้านทานสูงของไมโครโฟนคริสตัลทำให้ไวต่อเสียงรบกวนจากการใช้งานมาก ทั้งจากตัวไมโครโฟนเองและจากสายเชื่อมต่อ

ทรานสดิวเซอร์แบบเพียโซอิเล็กทริกมักใช้เป็นไมโครโฟนแบบสัมผัสเพื่อขยายเสียงจากเครื่องดนตรีอะคูสติก ตรวจจับเสียงตีกลองและกระตุ้นตัวอย่างเสียงอิเล็กทรอนิกส์ และบันทึกเสียงในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย เช่น ใต้น้ำภายใต้ความดันสูงปิ๊กอัพที่ติดตั้งบน บริดจ์ของ กีตาร์อะคูสติกโดยทั่วไปเป็นอุปกรณ์เพียโซอิเล็กทริกที่สัมผัสกับสายกีตาร์ที่พาดผ่านบริดจ์ ไมโครโฟนประเภทนี้แตกต่างจากปิ๊กอัพขดลวดแม่เหล็กที่พบเห็นได้ทั่วไปในกีตาร์ไฟฟ้าซึ่งใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กแทนการเชื่อมต่อทางกลเพื่อรับการสั่นสะเทือน

ไมโครโฟน แบบไฟเบอร์ออปติกจะแปลงคลื่นเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสง แทนที่จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความจุหรือสนามแม่เหล็กเหมือนกับไมโครโฟนทั่วไป^{[ 33 ] [ 34 ]}

ในระหว่างการทำงาน แสงจากแหล่งกำเนิดเลเซอร์จะเดินทางผ่านใยแก้วนำแสงเพื่อส่องสว่างพื้นผิวของแผ่นไดอะแฟรมสะท้อนแสง การสั่นสะเทือนของเสียงที่เกิดขึ้นกับไดอะแฟรมจะปรับเปลี่ยนความเข้มของแสงที่สะท้อนจากไดอะแฟรมในทิศทางเฉพาะ จากนั้นแสงที่ถูกปรับเปลี่ยนจะถูกส่งผ่านใยแก้วนำแสงเส้นที่สองไปยังตัวตรวจจับแสง ซึ่งจะแปลงแสงที่ปรับเปลี่ยนความเข้มแล้วให้เป็นเสียงอนาล็อกหรือดิจิทัลเพื่อการส่งหรือบันทึก ไมโครโฟนใยแก้วนำแสงมีช่วงไดนามิกและช่วงความถี่สูง คล้ายกับไมโครโฟนแบบดั้งเดิมที่มีคุณภาพสูงที่สุด

ไมโครโฟนใยแก้วนำแสงไม่ทำปฏิกิริยาหรือได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก สนามไฟฟ้าสถิต หรือสนามรังสีใดๆ (เรียกว่า ภูมิคุ้มกันต่อ EMI/RFI ) ดังนั้น การออกแบบไมโครโฟนใยแก้วนำแสงจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในพื้นที่ที่ไมโครโฟนทั่วไปไม่สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพหรืออาจเป็นอันตราย เช่น ภายในกังหันอุตสาหกรรมหรือใน สภาพแวดล้อมของอุปกรณ์ สร้างภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI)

ไมโครโฟนใยแก้วนำแสงมีความแข็งแรง ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมทั้งความร้อนและความชื้น และสามารถผลิตให้เหมาะสมกับทิศทางหรือค่าความต้านทาน ใดๆ ก็ได้ ระยะห่างระหว่างแหล่งกำเนิดแสงและตัวตรวจจับแสงของไมโครโฟนอาจไกลได้ถึงหลายกิโลเมตรโดยไม่จำเป็นต้องใช้พรีแอมพลิฟายเออร์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ทำให้ไมโครโฟนใยแก้วนำแสงเหมาะสำหรับการตรวจสอบเสียงในอุตสาหกรรมและการเฝ้าระวัง

ไมโครโฟนไฟเบอร์ออปติกใช้ในพื้นที่การใช้งานเฉพาะเจาะจง เช่น การตรวจสอบ คลื่นเสียงความถี่ต่ำและการลดเสียงรบกวนโดยได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานทางการแพทย์ เช่น ช่วยให้รังสีแพทย์ เจ้าหน้าที่ และผู้ป่วยสามารถสนทนากันได้อย่างปกติภายในห้อง MRI ที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูงและมีเสียงดัง รวมถึงในห้องควบคุมระยะไกล^{[ 35 ]}การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ การตรวจสอบอุปกรณ์อุตสาหกรรม การปรับเทียบและการวัดเสียง การบันทึกเสียงคุณภาพสูง และการบังคับใช้กฎหมาย^{[ 36 ]}

ไมโครโฟนไฟเบอร์ออปติกชนิดย่อยใช้อินเตอร์เฟอโรเมตร Fabry-Pérot เป็นองค์ประกอบการตรวจจับ ในเซ็นเซอร์เหล่านี้ กระจกสะท้อนแสงบางส่วนสองบานก่อให้เกิดโพรงแสงซึ่งแสงจะแพร่กระจายผ่าน^{[ 37 ]}

คลื่นเสียงที่ผ่านโพรงจะเปลี่ยนดัชนีหักเหของตัวกลางภายในอินเตอร์เฟอโรเมตร ซึ่งจะทำให้ความยาวเส้นทางแสงเปลี่ยนแปลงไป และส่งผลให้เกิดการปรับเปลี่ยนความเข้มของแสงที่ส่งผ่านหรือสะท้อนซึ่งสามารถวัดได้ และสามารถแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าได้^{[ 38 ]}

เนื่องจากหลักการตรวจจับไม่ได้อาศัยเยื่อที่เบี่ยงเบนทางกล ความดันเสียงจึงปรับเปลี่ยนดัชนีหักเหของตัวกลางภายในโพรงแสงโดยตรง กลไกการตรวจจับแบบไร้เยื่อนี้ช่วยให้สามารถทำงานได้ในช่วงความถี่กว้าง ตั้งแต่ช่วงความถี่ที่ได้ยินไปจนถึงช่วงความถี่อัลตราโซนิก ไมโครโฟนแบบออปติคอลประเภทนี้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของดัชนีหักเหที่ต่ำกว่าประมาณ 10⁻¹⁴ ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงความดันในระดับไมโครปาสคาล และสามารถทนต่อระดับความดันเสียงที่สูงกว่า 180 dB SPL ได้^{[ 39 ]} การใช้งานที่รายงานไว้บรรลุช่วงความถี่ตั้งแต่ช่วงความถี่ที่ได้ยินไปจนถึงหลายเมกะเฮิรตซ์ ตัวอย่างเช่น สูงถึงประมาณ 4 MHz ในอากาศและความถี่ที่สูงกว่าในของเหลว ดังนั้นเซ็นเซอร์ดังกล่าวจึงสามารถตรวจจับสัญญาณเสียงได้ทั้งในก๊าซและของเหลว เนื่องจากกลไกการตรวจจับไม่ขึ้นอยู่กับมวลเฉื่อยที่เคลื่อนที่ ไมโครโฟนเชิงแสงแบบ Fabry-Pérot จึงสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วในเชิงเวลา และถูกนำไปใช้ในการวัดทางอัลตราโซนิกและเป็นเซ็นเซอร์อ้างอิงสำหรับการสอบเทียบตัวปล่อยคลื่นเสียงและอัลตราโซนิก

เนื่องจากการออกแบบด้วยใยแก้วนำแสงและการไม่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่จุดตรวจจับ ไมโครโฟนเหล่านี้จึงแทบจะไม่ได้รับผลกระทบจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การใช้งานรวมถึงการวิจัยด้านเสียง การตรวจสอบทางอุตสาหกรรม และการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ของวัสดุ หลักการตรวจจับช่วยให้สามารถตรวจจับคลื่นอัลตราโซนิกแบบไร้สัมผัสโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับพื้นผิวที่ทดสอบ ซึ่งใช้ในแอปพลิเคชันการทดสอบแบบไม่ทำลาย รวมถึงในอุตสาหกรรมยานยนต์และอวกาศ^{[ 40 ]}

ลำแสงเลเซอร์ถูกเล็งไปที่พื้นผิวของหน้าต่างหรือพื้นผิวเรียบอื่นๆ ที่ได้รับผลกระทบจากเสียง การสั่นสะเทือนของพื้นผิวนี้จะเปลี่ยนมุมที่ลำแสงสะท้อน และการเคลื่อนที่ของจุดเลเซอร์จากลำแสงที่สะท้อนกลับมาจะถูกตรวจจับและแปลงเป็นสัญญาณเสียง ในการใช้งานที่แข็งแรงทนทานและมีราคาแพงกว่า แสงที่สะท้อนกลับมาจะถูกแยกและส่งไปยัง เครื่องวัดการรบกวนของแสง (interferometer ) ซึ่งจะตรวจจับการเคลื่อนไหวของพื้นผิวโดยการเปลี่ยนแปลงความยาวเส้นทางแสงของลำแสงสะท้อน การใช้งานแบบแรกเป็นการทดลองบนโต๊ะ ส่วนแบบหลังต้องใช้เลเซอร์ที่มีความเสถียรสูงมากและระบบเลนส์ที่แม่นยำ ไมโครโฟนเลเซอร์ได้รับการศึกษาถึงความสามารถในการตรวจจับการสั่นสะเทือนของเสียงบนพื้นผิวที่อยู่ไกลออกไป

ไมโครโฟนเลเซอร์แบบทดลองเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ลำแสงเลเซอร์และควันหรือไอระเหยเพื่อตรวจจับการสั่นสะเทือน ของเสียง ในอากาศอิสระ เมื่อวันที่ 25 สิงหาคม 2552 สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาหมายเลข 7,580,533 ออกให้สำหรับไมโครโฟนตรวจจับการไหลของอนุภาคโดยใช้เลเซอร์-โฟโตเซลล์คู่หนึ่งที่มีกระแสควันหรือไอระเหยเคลื่อนที่ในเส้นทางของลำแสงเลเซอร์ คลื่นความดันเสียงทำให้เกิดการรบกวนในควันซึ่งส่งผลให้ปริมาณแสงเลเซอร์ที่ไปถึงโฟโตดีเทคเตอร์เปลี่ยนแปลงไป ต้นแบบของอุปกรณ์นี้ได้รับการสาธิตในงานประชุม Audio Engineering Society ครั้งที่ 127 ที่นครนิวยอร์กตั้งแต่วันที่ 9 ถึง 12 ตุลาคม 2552 ^{[ 41 ]}

ไมโครโฟนรุ่นแรกๆ ไม่สามารถบันทึกเสียงพูดได้อย่างชัดเจน จนกระทั่งอเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ ได้ทำการปรับปรุง รวมถึงการสร้างไมโครโฟนและเครื่องส่งสัญญาณแบบใช้น้ำที่มีความต้านทานแปรผันได้ เครื่องส่งสัญญาณแบบใช้น้ำของเบลล์ประกอบด้วยถ้วยโลหะที่บรรจุน้ำโดย เติม กรดซัลฟิวริก เล็กน้อย คลื่นเสียงจะทำให้ไดอะแฟรมเคลื่อนที่ บังคับให้เข็มเคลื่อนที่ขึ้นลงในน้ำ ความต้านทานไฟฟ้าระหว่างลวดกับถ้วยจะแปรผกผันกับขนาดของผิวน้ำรอบๆ เข็มที่จุ่มอยู่ อีลิชา เกรย์ ได้ยื่นคำขอจดสิทธิบัตรสำหรับรุ่นที่ใช้แท่งทองเหลืองแทนเข็ม มีการดัดแปลงและปรับปรุงเล็กน้อยเพิ่มเติมในไมโครโฟนแบบใช้น้ำโดยมาโจรานนา แชมเบอร์ส แวนนี ไซค์ส และอีลิชา เกรย์ และเรจินัลด์ เฟสเซนเดน ได้จดสิทธิบัตรเวอร์ชันหนึ่ง ในปี 1903 นี่คือไมโครโฟนที่ใช้งานได้จริงเครื่องแรก แต่ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ การสนทนาทางโทรศัพท์ครั้งแรกที่มีชื่อเสียงระหว่างเบลล์และวัตสันเกิดขึ้นโดยใช้ไมโครโฟนแบบใช้น้ำ

ไมโครโฟน MEMS ยังเรียกว่าชิปไมโครโฟนหรือไมโครโฟนซิลิคอน ไดอะแฟรมที่ไวต่อแรงดันจะถูกสลักลงบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนโดยตรงด้วยเทคนิคการประมวลผล MEMS และมักจะมีพรีแอมพลิฟายเออร์ในตัว^{[ 42 ]}ไมโครโฟน MEMS ส่วนใหญ่เป็นแบบต่างๆ ของการออกแบบไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ ไมโครโฟน MEMS ดิจิทัลมี วงจร แปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) ในตัวบนชิป CMOS เดียวกัน ทำให้ชิปนั้นเป็นไมโครโฟนดิจิทัลและสามารถรวมเข้ากับผลิตภัณฑ์ดิจิทัลสมัยใหม่ได้ง่ายขึ้น ผู้ผลิตรายใหญ่ที่ผลิตไมโครโฟนซิลิคอน MEMS ได้แก่ Cirrus Logic ^{[ 43 ]} InvenSense (สายผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายโดย Analog Devices) ^{[ 44 ]} Akustica, Infineon, Knowles Electronics, Memstech, Sonion MEMS, Vesper, AAC Acoustic Technologies ^{[ 45 ]}และ Omron ^{[ 46 ]}ไมโครโฟน MEMS มักใช้ในสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต คอมพิวเตอร์ และแอปพลิเคชันอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอื่นๆ เช่น ตัวควบคุมเกมและหูฟัง

ในช่วงทศวรรษ 2010 ได้มีการพัฒนาไมโครโฟน MEMS แบบเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนแปลงทางสถาปัตยกรรมและวัสดุที่สำคัญจากการออกแบบ MEMS แบบคอนเดนเซอร์ที่มีอยู่เดิม^{[ 47 ]}

ในไมโครโฟนพลาสมา ซึ่งเป็นไมโครโฟนแบบทดลอง จะใช้อาร์คพลาสมาของก๊าซไอออนไนซ์ คลื่นเสียงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความดันรอบพลาสมา ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งเปลี่ยนแปลงค่าการนำไฟฟ้าของพลาสมา การเปลี่ยนแปลงของค่าการนำไฟฟ้าเหล่านี้สามารถตรวจจับได้เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ซ้อนทับอยู่บนแหล่งจ่ายไฟฟ้าให้กับพลาสมา^{[ 48 ]}

ลำโพง ซึ่งเป็นอุปกรณ์แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นคลื่นเสียง มีฟังก์ชันการทำงานตรงกันข้ามกับไมโครโฟน เนื่องจากลำโพงทั่วไปมีโครงสร้างคล้ายกับไมโครโฟนแบบไดนามิก (มีไดอะแฟรม ขดลวด และแม่เหล็ก) ลำโพงจึงสามารถทำงานในทางกลับกัน ได้ เหมือนกับไมโครโฟน หลักการผกผันจึงใช้ได้ ดังนั้นไมโครโฟนที่ได้จึงมีข้อจำกัดเช่นเดียวกับลำโพงแบบไดรเวอร์เดี่ยว คือ การตอบสนองความถี่ต่ำและสูงที่จำกัด ทิศทางการรับเสียง ที่ควบคุมได้ไม่ดี และความไว ต่ำ ในทางปฏิบัติ บางครั้งลำโพงถูกใช้เป็นไมโครโฟนในแอปพลิเคชันที่ไม่ต้องการแบนด์วิดท์และความไวสูง เช่นอินเตอร์คอมวิทยุสื่อสารหรืออุปกรณ์ แชทเสียงในวิดีโอเกม

อย่างไรก็ตาม มีการใช้งานจริงอย่างน้อยหนึ่งอย่างที่ใช้ประโยชน์จากจุดอ่อนเหล่านั้น นั่นคือ การใช้วูฟเฟอร์ ขนาดกลาง วางไว้ใกล้กับกลองเบสในชุดกลองเพื่อทำหน้าที่เป็นไมโครโฟน ตัวอย่างผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์คือ Yamaha Subkick ซึ่งเป็นวูฟเฟอร์ขนาด 6.5 นิ้ว (170 มม.) ที่ติดตั้งบนตัวถังกลองขนาด 10 นิ้ว ใช้วางไว้ด้านหน้ากลองเบส เนื่องจากเมมเบรนที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ไม่สามารถแปลงความถี่สูงได้ในขณะที่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่ต่ำที่รุนแรงได้ ลำโพงจึงมักเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรับเสียงกลองเบสในขณะที่ลดการรั่วไหลจากฉาบและกลองสแนร์ที่อยู่ใกล้เคียง^{[ 49 ]}

องค์ประกอบภายในของไมโครโฟนเป็นแหล่งที่มาหลักของความแตกต่างในทิศทางการรับเสียง ไมโครโฟนแบบแรงดันใช้ไดอะแฟรมระหว่างปริมาตรอากาศภายในที่คงที่กับสภาพแวดล้อม และตอบสนองต่อแรงดันจากทุกทิศทางอย่างสม่ำเสมอ จึงเรียกว่าเป็นไมโครโฟนแบบรับเสียงรอบทิศทาง ส่วนไมโครโฟนแบบแรงดันเกรเดียนต์ใช้ไดอะแฟรมที่เปิดอย่างน้อยบางส่วนทั้งสองด้าน ความแตกต่างของแรงดันระหว่างสองด้านทำให้เกิดลักษณะเฉพาะของทิศทางการรับเสียง ไมโครโฟนแบบแรงดันเกรเดียนต์บริสุทธิ์มีความไวต่อเสียงที่มาจากด้านหน้าหรือด้านหลังเท่ากัน แต่ไม่ไวต่อเสียงที่มาจากด้านข้าง เพราะเสียงที่มาถึงด้านหน้าและด้านหลังพร้อมกันจะไม่สร้างความแตกต่างของแรงดันระหว่างสองด้านนั้น รูปแบบการรับเสียงที่เป็นลักษณะเฉพาะของไมโครโฟนแบบแรงดันเกรเดียนต์บริสุทธิ์คือรูปเลข 8 รูปแบบการรับเสียงอื่นๆ ได้มาจากการสร้างแคปซูลที่รวมสองผลกระทบนี้เข้าด้วยกันในรูปแบบต่างๆ เช่น ไมโครโฟนแบบคาร์ดิออยด์ มีด้านหลังที่ปิดบางส่วน ดังนั้นการตอบสนองจึงเป็นการผสมผสานระหว่างลักษณะของแรงดันและแรงดันเกรเดียนต์^{[ 50 ]}ปัจจัยอื่นๆ เช่น รูปทรงภายนอกของไมโครโฟนและอุปกรณ์ภายนอก เช่น ท่อรบกวน สามารถเปลี่ยนแปลงการตอบสนองทิศทางของไมโครโฟนได้อีกด้วย

ทิศทางหรือรูปแบบการรับเสียงของไมโครโฟนบ่งบอกถึงความไวของไมโครโฟนต่อเสียงที่เข้ามาจากมุมต่างๆ รอบแกนกลาง รูปแบบการรับเสียงที่แสดงไว้ข้างต้นแสดงถึงตำแหน่งของจุดในพิกัดเชิงขั้วที่ให้ระดับสัญญาณเสียงเดียวกันในไมโครโฟน หาก มีการสร้าง ระดับความดันเสียง (SPL) ที่กำหนดจากจุดนั้น การวางตำแหน่งของตัวไมโครโฟนเทียบกับแผนภาพขึ้นอยู่กับการออกแบบไมโครโฟน สำหรับไมโครโฟนแบบไดอะแฟรมขนาดใหญ่ เช่น Oktava (ดังภาพด้านบน) ทิศทางขึ้นในแผนภาพการรับเสียงมักจะตั้งฉากกับตัวไมโครโฟน ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าการรับเสียง ด้านข้าง (side fireหรือside address ) สำหรับไมโครโฟนแบบไดอะแฟรมขนาดเล็ก เช่น Shure (ดังภาพด้านบน) ทิศทางขึ้นมักจะยื่นออกมาจากแกนของไมโครโฟน ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าการรับเสียง จากด้านบน ( end fireหรือtopหรือend address )

รูปแบบการรับเสียงได้รับอิทธิพลจากการป้องกัน (หมายถึงการเลี้ยวเบน การกระจาย หรือการดูดซับ) โดยตัวเรือนไมโครโฟนเอง และการทำงานร่วมกันทางอิเล็กทรอนิกส์ของแผ่นไดอะแฟรมคู่ การออกแบบไมโครโฟนบางแบบผสมผสานหลักการต่างๆ เพื่อสร้างรูปแบบการรับเสียงที่ต้องการ

โดยทั่วไปแล้ว ไมโครโฟน แบบรับเสียง รอบทิศทาง (หรือแบบไม่มีทิศทาง) จะมีรูปแบบการรับเสียงเป็นทรงกลมในสามมิติ แต่ในความเป็นจริง รูปแบบการรับเสียงของ ไมโครโฟน แบบรับเสียงรอบทิศทางนั้นขึ้นอยู่กับความถี่ เช่นเดียวกับไมโครโฟนแบบรับเสียงทิศทางเดียว ตัวไมโครโฟนไม่ได้มีขนาดเล็กอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะกีดขวางเสียงที่มาจากด้านหลัง ทำให้รูปแบบการรับเสียงแบนลงเล็กน้อย การแบนลงนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของไมโครโฟน (สมมติว่าเป็นทรงกระบอก) มีขนาดเท่ากับความยาวคลื่นของความถี่ที่ต้องการ ดังนั้น ไมโครโฟนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กที่สุดจึงให้คุณสมบัติการรับเสียงรอบทิศทางที่ดีที่สุดที่ความถี่สูง ความยาวคลื่นของเสียงที่ 10 kHz คือ 1.4 นิ้ว (36 มม.) ไมโครโฟนที่เล็กที่สุดที่ใช้วัดมักมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.25 นิ้ว (6.4 มม.) ซึ่งแทบจะกำจัดข้อจำกัดเรื่องทิศทางได้แม้กระทั่งที่ความถี่เสียงสูงสุดที่มนุษย์ได้ยิน

ไมโครโฟนแบบรับเสียงรอบทิศทาง (Omnidirectional microphones) ต่างจากไมโครโฟนแบบรับเสียงทิศทางเดียว (Cardioids) ตรงที่ไม่ใช้โพรงเสียงสะท้อนเพื่อหน่วงเวลา จึงถือได้ว่าเป็นไมโครโฟนที่มีความบริสุทธิ์ของเสียงมากที่สุดในแง่ของการบิดเบือนเสียงต่ำ เนื่องจากมีความไวต่อแรงกด จึงสามารถตอบสนองความถี่ต่ำได้อย่างราบเรียบลงไปถึง 20 เฮิรตซ์หรือต่ำกว่านั้น นอกจากนี้ ไมโครโฟนที่ไวต่อแรงกดจะตอบสนองต่อเสียงลมและเสียงระเบิดน้อยกว่าไมโครโฟนแบบรับเสียงทิศทางเดียว (Velocity-sensitive microphones) มาก

ตัวอย่างหนึ่งของไมโครโฟนที่ไม่กำหนดทิศทางคือลูกบอลสีดำก ลมๆ ที่เรียกว่า "แปดลูก "

ไมโครโฟนแบบทิศทางเดียวจะไวต่อเสียงจากทิศทางเดียวเป็นหลักแผนภาพด้านบน (รูปกลีบ) แสดงรูปแบบต่างๆ ของไมโครโฟน โดยในแต่ละแผนภาพ ไมโครโฟนจะหันขึ้นด้านบน ความเข้มของเสียงสำหรับความถี่เฉพาะจะถูกพล็อตสำหรับมุมรัศมีตั้งแต่ 0 ถึง 360° (แผนภาพระดับมืออาชีพจะแสดงมาตราส่วนเหล่านี้และรวมถึงกราฟหลายจุดที่ความถี่ต่างๆ แผนภาพที่แสดงในที่นี้เป็นเพียงภาพรวมของรูปทรงรูปแบบทั่วไปและชื่อของรูปแบบเหล่านั้น)

ไมโครโฟนแบบทิศทางเดียวที่พบได้บ่อยที่สุดคือ ไมโครโฟน แบบคาร์ดิออยด์ซึ่งตั้งชื่อตามรูปแบบความไวในการรับเสียงที่มีรูปร่างคล้ายหัวใจ (เช่น คาร์ดิออยด์ ) ไมโครโฟนตระกูลคาร์ดิออยด์มักใช้เป็นไมโครโฟนสำหรับเสียงร้องหรือการพูด เนื่องจากสามารถตัดเสียงรบกวนจากทิศทางอื่นได้ดี ในสามมิติ ไมโครโฟนแบบคาร์ดิออยด์มีรูปร่างคล้ายแอปเปิลที่อยู่ตรงกลางโดยมีไมโครโฟนเป็นก้าน การตอบสนองแบบคาร์ดิออยด์ช่วยลดการรับเสียงจากด้านข้างและด้านหลัง ช่วยหลีกเลี่ยงการป้อนกลับจากมอนิเตอร์เนื่องจากไมโครโฟนแบบทรานสดิวเซอร์ทิศทางเหล่านี้สร้างรูปแบบการรับเสียงโดยการตรวจจับความแตกต่างของความดัน การวางไว้ใกล้กับแหล่งกำเนิดเสียงมาก (ในระยะห่างไม่กี่เซนติเมตร) จะส่งผลให้เสียงเบสเพิ่มขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความดันที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเรียกว่าเอฟเฟกต์ความใกล้เคียง [ ^{52 ]} SM58 เป็นไมโครโฟนที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับเสียงร้องสดมานานกว่า 50 ปี^{[ 53 ]}ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสำคัญและความนิยมของไมโครโฟนแบบคาร์ดิออย ^ด์

ไมโครโฟนแบบคาร์ดิออยด์เป็นการซ้อนทับกันของไมโครโฟนแบบรอบทิศทาง (แรงดัน) และไมโครโฟนแบบรูปเลข 8 (การไล่ระดับแรงดัน) อย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 54 ]}สำหรับคลื่นเสียงที่มาจากด้านหลัง สัญญาณลบจากไมโครโฟนแบบรูปเลข 8 จะหักล้างสัญญาณบวกจากองค์ประกอบแบบรอบทิศทาง ในขณะที่สำหรับคลื่นเสียงที่มาจากด้านหน้า ทั้งสองจะเสริมกัน อย่างไรก็ตาม ในความถี่ต่ำ ไมโครโฟนแบบคาร์ดิออยด์จะทำงานเหมือนไมโครโฟนแบบรอบทิศทาง

โดยการผสมผสานส่วนประกอบทั้งสองในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน สามารถสร้างรูปแบบใดๆ ก็ได้ระหว่างรูปทรงรอบทิศทางและรูปทรงเลข 8 ซึ่งประกอบเป็นตระกูลรูปหัวใจลำดับที่หนึ่ง รูปทรงที่พบได้ทั่วไป ได้แก่:

• ไมโครโฟนแบบไฮเปอร์คาร์ดิออยด์คล้ายกับแบบคาร์ดิออยด์ แต่มีส่วนประกอบรูปเลข 8 ที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย ทำให้มีพื้นที่รับความรู้สึกด้านหน้าแคบลงและมีพื้นที่รับความรู้สึกด้านหลังเล็กลง เกิดจากการรวมส่วนประกอบทั้งสองในอัตราส่วน 3:1 ทำให้เกิดจุดศูนย์ที่ 109.5° อัตราส่วนนี้ทำให้ค่าปัจจัยทิศทาง (หรือดัชนีทิศทาง) สูงสุด ^{[ 55 ] [ 56 ]}
• ไมโครโฟนแบบซูเปอร์คาร์ดิออยด์คล้ายกับแบบไฮเปอร์คาร์ดิออยด์ ยกเว้นว่ารับเสียงจากด้านหน้าได้มากกว่าและรับเสียงจากด้านหลังได้น้อยกว่า ผลิตด้วยอัตราส่วนประมาณ 5:3 โดยมีจุดศูนย์ที่ 126.9° อัตราส่วนนี้ทำให้อัตราส่วนด้านหน้าต่อด้านหลัง สูงสุด ซึ่งก็คืออัตราส่วนพลังงานระหว่างการแผ่รังสีด้านหน้าและด้านหลัง^{[ 55 ] [ 56 ]}
• ไมโครโฟนซับคาร์ดิออยด์ไม่มีจุดศูนย์ ผลิตด้วยอัตราส่วนประมาณ 7:3 โดยมีระดับ 3–10 dB ระหว่างการรับเสียงด้านหน้าและด้านหลัง^{[ 57 ] [ 58 ]}

ไมโครโฟน/ไฮโดรโฟนแบบคาร์ดิออยด์สามตัวดังกล่าวสามารถจัดวางในแนวตั้งฉากกันเป็นไตรแอดแบบวางร่วมกันเพื่อปรับปรุงอัตราขยายและสร้างรูปแบบลำแสงที่ควบคุมได้^{[ 59 ] [ 60 ]}

ไมโครโฟนแบบ รูปเลข 8หรือแบบสองทิศทางรับเสียงได้เท่ากันทั้งจากด้านหน้าและด้านหลังของตัวไมโครโฟน ไมโครโฟนแบบริบบอนส่วนใหญ่มีรูปแบบนี้ โดยหลักการแล้ว ไมโครโฟนเหล่านี้ไม่ตอบสนองต่อความดันเสียงเลย แต่จะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความดันระหว่างด้านหน้าและด้านหลังเท่านั้น เนื่องจากเสียงที่มาจากด้านข้างจะเข้าถึงด้านหน้าและด้านหลังเท่ากัน จึงไม่มีความแตกต่างของความดัน และด้วยเหตุนี้จึงไม่มีความไวต่อเสียงจากทิศทางนั้น ในทางคณิตศาสตร์แล้ว ไมโครโฟนแบบรอบทิศทางเป็น ทรานสดิวเซอร์ แบบสเกลาร์ที่ตอบสนองต่อความดันจากทุกทิศทาง ในขณะที่ไมโครโฟนแบบสองทิศทางเป็น ทรานสดิวเซอร์ แบบเวกเตอร์ที่ตอบสนองต่อความชันตามแกนที่ตั้งฉากกับระนาบของไดอะแฟรม ซึ่งมีผลทำให้ขั้วเสียงที่มาจากด้านหลังกลับด้านด้วย

ไมโครโฟนแบบช็อตกันนั้นสามารถรับเสียงจากทิศทางเฉพาะเจาะจงได้ดีเยี่ยม โดยจะจับเสียงในรูปแบบแคบๆ คล้ายกับไมโครโฟนแบบทิศทางไฮเปอร์คาร์ดิออยด์หรือซูเปอร์คาร์ดิออยด์^{[ 61 ] [ 62 ]} ไมโครโฟน ชนิดนี้สามารถรับเสียงได้อย่างแม่นยำโดยใช้ท่อยาวที่มีช่องตลอดความยาว เมื่อเสียงมาจากด้านข้าง คลื่นเสียงที่เข้ามาผ่านช่องต่างๆ จะหักล้างกัน ทำให้ลดเสียงรบกวนที่ไม่ต้องการลงได้^{[ 63 ]}

อย่างไรก็ตาม การออกแบบนี้มีความไวต่อเสียงที่มาจากด้านหลังไมโครโฟน บริเวณรับเสียงด้านหลังเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงไปตามความถี่ของเสียง ซึ่งบางครั้งอาจส่งผลต่อคุณภาพเสียงโดยการเพิ่มสีสันที่ไม่พึงประสงค์ให้กับการบันทึก

มีการพัฒนาแนวทางต่างๆ มากมายเพื่อใช้ไมโครโฟนอย่างมีประสิทธิภาพในพื้นที่อะคูสติกที่ไม่เหมาะสม ซึ่งมักประสบปัญหาการสะท้อนมากเกินไปจากพื้นผิว (ขอบเขต) อย่างน้อยหนึ่งพื้นผิวที่ประกอบขึ้นเป็นพื้นที่นั้น หากวางไมโครโฟนไว้ในหรือใกล้กับขอบเขตเหล่านี้ การสะท้อนจากพื้นผิวนั้นจะมีจังหวะเวลาเดียวกันกับเสียงโดยตรง ทำให้ไมโครโฟนมีรูปแบบการรับเสียงแบบครึ่งทรงกลมและมีความชัดเจนในการรับเสียงที่ดีขึ้น ในตอนแรก วิธีนี้ทำได้โดยการวางไมโครโฟนธรรมดาไว้ติดกับพื้นผิว บางครั้งในบล็อกโฟมที่โปร่งใสทางเสียง วิศวกรเสียง Ed Long และ Ron Wickersham ได้พัฒนาแนวคิดในการวางไดอะแฟรมให้ขนานและหันหน้าเข้าหาขอบเขต^{[ 64 ]}

แม้ว่าไมโครโฟนแบบติดผนังจะถูกออกแบบโดยใช้ส่วนประกอบแบบรับเสียงรอบทิศทางเป็นหลัก แต่ก็สามารถติดตั้งไมโครโฟนแบบรับเสียงทิศทางเดียวให้ใกล้กับพื้นผิวมากพอที่จะได้รับประโยชน์บางส่วนจากเทคนิคนี้ ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติการรับเสียงทิศทางเดียวของส่วนประกอบนั้นไว้ได้เช่นกัน

ไมโครโฟนแบบ หนีบปกเสื้อ ถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานแบบแฮนด์ฟรี ไมโครโฟนขนาดเล็กเหล่านี้จะติดไว้กับตัว เดิมทีจะใช้สายคล้องคอ แต่ปัจจุบันมักจะติดกับเสื้อผ้าด้วยคลิปหนีบ เข็มกลัด เทป หรือแม่เหล็ก สายของไมโครโฟนแบบหนีบปกเสื้ออาจซ่อนอยู่ใต้เสื้อผ้า และอาจต่อเข้ากับตัวส่งสัญญาณ RF ในกระเป๋าหรือหนีบไว้กับเข็มขัด (สำหรับการใช้งานแบบเคลื่อนที่) หรือต่อตรงไปยังมิกเซอร์ (สำหรับการใช้งานแบบอยู่กับที่)

ไมโครโฟนไร้สายส่งสัญญาณเสียงผ่านคลื่นวิทยุหรือสัญญาณแสง แทนที่จะใช้สายเคเบิล ไมโครโฟนไร้สายระดับมืออาชีพส่วนใหญ่จะส่งสัญญาณโดยใช้เครื่องส่งสัญญาณวิทยุ ขนาดเล็ก ไปยังเครื่องรับสัญญาณที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งเชื่อมต่อกับระบบเสียง

ไมโครโฟนแบบสัมผัสจะรับแรงสั่นสะเทือนโดยตรงจากพื้นผิวหรือวัตถุที่เป็นของแข็ง ต่างจากแรงสั่นสะเทือนของเสียงที่ส่งผ่านทางอากาศ การใช้งานอย่างหนึ่งคือการตรวจจับเสียงที่มีระดับความดังต่ำมาก เช่น เสียงจากวัตถุขนาดเล็กหรือแมลงไมโครโฟนชนิดนี้โดยทั่วไปประกอบด้วยตัวแปลงสัญญาณแม่เหล็ก (ขดลวดเคลื่อนที่) แผ่นสัมผัส และหมุดสัมผัส แผ่นสัมผัสจะวางอยู่บนส่วนที่สั่นสะเทือนของเครื่องดนตรีหรือพื้นผิวอื่นๆ โดยตรง และหมุดสัมผัสจะส่งแรงสั่นสะเทือนไปยังขดลวด ไมโครโฟนแบบสัมผัสถูกนำมาใช้ในการบันทึกเสียงหัวใจของหอยทากและเสียงฝีเท้าของมด และเมื่อเร็วๆ นี้ได้มีการพัฒนาไมโครโฟนแบบพกพาขึ้นมาด้วย

ไมโครโฟนติดคอเป็นไมโครโฟนแบบสัมผัสชนิดหนึ่งที่รับเสียงพูดโดยตรงจากลำคอของบุคคล โดยจะรัดไมโครโฟนไว้กับลำคอ ทำให้สามารถใช้งานอุปกรณ์นี้ได้ในบริเวณที่มีเสียงรบกวนรอบข้าง ซึ่งอาจทำให้ไม่ได้ยินเสียงผู้พูดได้

ไมโครโฟนแบบพาราโบลาใช้ตัวสะท้อนแบบพาราโบลาในการรวบรวมและโฟกัสคลื่นเสียงไปยังตัวรับสัญญาณไมโครโฟน ในลักษณะเดียวกับที่เสาอากาศแบบพาราโบลา (เช่นจานรับสัญญาณดาวเทียม ) ทำกับคลื่นวิทยุ การใช้งานทั่วไปของไมโครโฟนชนิดนี้ ซึ่งมีความไวต่อเสียงด้านหน้าเป็นพิเศษและสามารถรับเสียงได้จากระยะไกลหลายเมตร ได้แก่ การบันทึกเสียงธรรมชาติ กิจกรรมกีฬากลางแจ้งการดักฟังการบังคับใช้กฎหมายและแม้แต่การจารกรรมไมโครโฟนแบบพาราโบลาโดยทั่วไปไม่ได้ใช้สำหรับการบันทึกเสียงมาตรฐาน เนื่องจากมักมีคุณภาพเสียงความถี่ต่ำที่ไม่ดี ซึ่งเป็นผลข้างเคียงจากการออกแบบของมัน

ไมโครโฟนสเตอริโอเป็นการรวมไมโครโฟนสองตัวไว้ในตัวเดียวเพื่อสร้างสัญญาณเสียงสเตอริโอ ไมโครโฟนสเตอริโอมักใช้ใน งาน ออกอากาศหรือการบันทึกเสียงภาคสนาม ซึ่งการติดตั้งไมโครโฟนคอนเดนเซอร์สองตัวแยกกันในรูปแบบ XY แบบดั้งเดิม (ดู หลักการใช้งานไมโครโฟน ) เพื่อการบันทึกเสียงสเตอริโอนั้น ไม่สะดวกไมโครโฟนบางรุ่นมีมุมรับเสียงที่ปรับได้ระหว่างสองช่องสัญญาณ

ไมโครโฟนตัดเสียงรบกวนได้รับการออกแบบให้มีทิศทางรับเสียงสูง เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง ตัวอย่างเช่น ใน ห้องนักบิน ของเครื่องบินซึ่งมักติดตั้งเป็นไมโครโฟนแบบบูมติดกับชุดหูฟัง อีกตัวอย่างหนึ่งคือการใช้งานในงานแสดงสดบนเวทีคอนเสิร์ตที่มีเสียงดัง สำหรับนักร้องที่ทำการแสดงสดไมโครโฟนตัดเสียงรบกวนหลายรุ่นจะรวมสัญญาณที่ได้รับจากไดอะแฟรมสองตัวที่มีขั้วไฟฟ้า ตรงข้ามกัน หรือผ่านการประมวลผลทางอิเล็กทรอนิกส์ ในแบบไดอะแฟรมคู่ ไดอะแฟรมหลักจะติดตั้งใกล้กับแหล่งกำเนิดเสียงมากที่สุด และไดอะแฟรมตัวที่สองจะอยู่ห่างออกไปจากแหล่งกำเนิดเสียง เพื่อรับเสียงรบกวนจากสภาพแวดล้อมและนำไปหักลบออกจากสัญญาณของไดอะแฟรมหลัก หลังจากรวมสัญญาณทั้งสองแล้ว เสียงอื่นๆ ที่ไม่ใช่แหล่งกำเนิดเสียงที่ต้องการจะลดลงอย่างมาก ทำให้ความชัดเจนของเสียงเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การออกแบบไมโครโฟนตัดเสียงรบกวนแบบอื่นๆ ใช้ไดอะแฟรมเพียงตัวเดียวที่มีช่องเปิดอยู่ด้านข้างและด้านหลังของไมโครโฟน ซึ่งโดยรวมแล้วจะสามารถลดเสียงรบกวนที่อยู่ไกลออกไปได้ถึง 16 เดซิเบล ชุดหูฟังตัดเสียงรบกวนแบบหนึ่งที่ออกแบบโดยCrownโดยใช้ไดอะแฟรมเดี่ยวได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายโดยศิลปินนักร้อง เช่นGarth Brooks , Britney SpearsและJanet Jackson ^{[ 65 ]}

มีการใช้เทคนิคมาตรฐานต่างๆ กับไมโครโฟนที่ใช้ในการเสริมเสียงในการแสดงสด หรือสำหรับการบันทึกเสียงในสตูดิโอหรือในกองถ่ายภาพยนตร์ โดยการจัดวางไมโครโฟนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นอย่างเหมาะสม จะสามารถรักษาคุณลักษณะที่ต้องการของเสียงที่จะบันทึกไว้ได้ ในขณะที่ตัดเสียงที่ไม่ต้องการออกไป

ไมโครโฟนที่มีวงจรแอคทีฟ เช่น ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ส่วนใหญ่ จำเป็นต้องใช้พลังงานในการทำงานของส่วนประกอบแอคทีฟ ไมโครโฟนรุ่นแรกๆ ใช้หลอดสุญญากาศพร้อมหน่วยจ่ายไฟแยกต่างหาก โดยใช้สายเคเบิลและขั้วต่อแบบหลายขา เมื่อมีการพัฒนาวงจรขยายสัญญาณแบบโซลิดสเตท ความต้องการพลังงานก็ลดลงอย่างมาก และสามารถใช้ตัวนำสายเคเบิลและขั้วต่อเดียวกันสำหรับทั้งสัญญาณเสียงและพลังงานได้ ในช่วงทศวรรษ 1960 มีการพัฒนาระบบจ่ายไฟหลายวิธี โดยส่วนใหญ่ในยุโรป วิธีการหลักสองวิธีถูกกำหนดไว้ในมาตรฐาน DIN 45595 ของเยอรมัน คือTonaderspeisungหรือ T-power และ DIN 45596 สำหรับ Phantom power ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา Phantom power ได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากสามารถใช้พอร์ตอินพุตเดียวกันสำหรับทั้งไมโครโฟนที่มีและไม่มีพลังงาน ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น กล้อง DSLR และกล้องวิดีโอการเสียบปลั๊กไฟเป็นที่นิยมมากกว่า สำหรับไมโครโฟนที่ใช้ขั้วต่อแบบปลั๊ก 3.5 มม. Phantom, T-power และ plug-in power ได้รับการอธิบายไว้ในมาตรฐานสากล IEC 61938 ^{[ 66 ]}

ขั้วต่อที่ใช้กันทั่วไปในไมโครโฟน ได้แก่:

• ขั้วต่อ XLRตัวผู้บนไมโครโฟนระดับมืออาชีพ
• ไมโครโฟน สำหรับนักดนตรีราคาไม่แพงมักใช้ขั้วต่อแบบTS (tip and sleeve) ขนาด1/4  นิ้ว (บางครั้งเรียกว่า 6.35 มม.)ที่ ไม่สมดุล  ส่วนไมโครโฟนสำหรับฮาร์โมนิกามักใช้ขั้วต่อแบบ TS ขนาด 1/4 นิ้วที่มีความต้านทานสูงเพื่อต่อกับแอ  มป์กีตาร์
•  ปลั๊กมินิ TRS (tip, ring and sleeve) สเตอริโอขนาด 3.5 มม. (บางครั้งเรียกว่า 1/8 นิ้ว มินิ) สำหรับไมโครโฟนกล้อง เครื่องบันทึกเสียง และคอมพิวเตอร์ระดับโปรซูเมอร์
• USBช่วยให้สามารถเชื่อมต่อกับพีซีได้โดยตรง วงจรอิเล็กทรอนิกส์ในไมโครโฟนเหล่านี้ซึ่งใช้พลังงานผ่านการเชื่อมต่อ USB จะทำการขยายสัญญาณเบื้องต้นและแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) ก่อนที่จะถ่ายโอนข้อมูลเสียงดิจิทัลผ่านอินเทอร์เฟซ USB

ไมโครโฟนบางรุ่นใช้ขั้วต่อแบบอื่น เช่น XLR 5 พิน หรือ mini XLR สำหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์พกพา ไมโครโฟนแบบหนีบปกเสื้อ (หรือlapelซึ่งมาจากสมัยที่นักข่าวใช้หนีบไมโครโฟนไว้ที่ปกเสื้อ ) บางรุ่นใช้ขั้วต่อเฉพาะสำหรับเชื่อมต่อกับเครื่องส่งสัญญาณไร้สาย เช่น วิทยุสื่อสารตั้งแต่ปี 2005 เป็นต้นมา ไมโครโฟนคุณภาพระดับมืออาชีพที่มีการเชื่อมต่อ USB เริ่มปรากฏให้เห็นมากขึ้น โดยออกแบบมาเพื่อบันทึกเสียงโดยตรงลงในซอฟต์แวร์บนคอมพิวเตอร์

เมื่อเลือกพรีแอมป์สำหรับไมโครโฟนตัวใดตัวหนึ่งจะต้องทราบค่าอิมพีแดนซ์ ของไมโครโฟน อิมพีแดนซ์เป็นคุณลักษณะทางไฟฟ้าที่ขึ้นอยู่กับความถี่ วัดเป็นโอห์ม (Ω) ซึ่งสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว สัญญาณจะถูกส่งผ่านในรูปของแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไป เมื่อไม่คำนึงถึง การถ่ายโอนพลังงานและนี่ก็เป็นกรณีเดียวกันกับไมโครโฟน เพื่อให้ได้แอมพลิจูดของสัญญาณสูงสุด จะใช้วิธีที่เรียกว่าการบริดจ์อิมพีแดน ซ์ ในการกำหนดค่านี้ อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของไมโครโฟนควรมีค่าน้อยมากเมื่อเทียบกับอิมพีแดนซ์อินพุตของพรีแอมป์ (ในทางปฏิบัติ แนะนำให้ใช้อิมพีแดนซ์ของพรีแอมป์อย่างน้อย 10 เท่าของอิมพีแดนซ์ของไมโครโฟน) ด้วยวิธีนี้ สัญญาณจะถูกลดทอนน้อยที่สุดและแทบจะไม่ใช้พลังงานในกระบวนการเลย^{[ 67 ]}

ทางเลือกหลักนอกเหนือจากการบริดจ์อิมพีแดนซ์คือการจับคู่อิมพีแดนซ์ ซึ่งจะเพิ่มการถ่ายโอนพลังงานสูงสุดสำหรับอิมพีแดนซ์แหล่งกำเนิดที่กำหนด อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่เกี่ยวข้องมาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อแอมพลิฟายเออร์มีราคาแพงมากและสร้างความร้อนจำนวนมาก เพื่อลดจำนวนแอมพลิฟายเออร์ในสายโทรศัพท์ การสูญเสียพลังงานจึงจำเป็นต้องน้อยที่สุด ดังนั้นจึงมีการจับคู่อิมพีแดนซ์แหล่งกำเนิดและโหลด ข้อเสียของการจับคู่อิมพีแดนซ์คือการสูญเสียสัญญาณ 6 dB ที่เกิดขึ้นเนื่องจากระดับแรงดันไฟฟ้าเพียงครึ่งเดียวปรากฏที่อินพุตของพรีแอมพลิฟายเออร์^{[ 67 ]}อย่างไรก็ตาม ไมโครโฟนแบบริบบอนและแบบไดนามิกบางชนิดเป็นข้อยกเว้น เนื่องจากผู้ออกแบบสันนิษฐานว่าอิมพีแดนซ์โหลดบางอย่างเป็นส่วนหนึ่งของวงจรหน่วงเสียงไฟฟ้าภายในของไมโครโฟน^{[ 68 ]}

ไมโครโฟนแต่ละชนิดอาจมีค่าอิมพีแดนซ์แตกต่างกันอย่างมาก ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบ ในไมโครโฟนแบบพาสซีฟ ค่านี้จะสัมพันธ์โดยตรงกับอิมพีแดนซ์ของขดลวด (หรือกลไกที่คล้ายกัน) ส่วนในไมโครโฟนแบบแอคทีฟ ค่านี้จะอธิบายถึงอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของวงจรขยายสัญญาณภายใน

อิมพีแดนซ์ต่ำถือว่าต่ำกว่า 600 Ω อิมพีแดนซ์ปานกลางถือว่าอยู่ระหว่าง 600 Ω ถึง 10 kΩ อิมพีแดนซ์สูงคือสูงกว่า 10 kΩ เนื่องจาก มี แอมพลิ ฟายเออร์ในตัว ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์จึงมักมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตระหว่าง 50 ถึง 200 Ω ^{[ 67 ] [ 69 ]}

มาตรฐานAES42ซึ่งเผยแพร่โดยAudio Engineering Societyกำหนดอินเทอร์เฟซดิจิทัลสำหรับไมโครโฟน ไมโครโฟนที่สอดคล้องกับมาตรฐานนี้จะส่งสัญญาณเสียงดิจิทัลโดยตรงผ่านขั้วต่อ XLR หรือXLDตัวผู้ แทนที่จะส่งสัญญาณอนาล็อก ไมโครโฟนดิจิทัลสามารถใช้งานได้ทั้งกับอุปกรณ์ใหม่ที่มีการเชื่อมต่ออินพุตที่เหมาะสมซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐาน AES42 หรือผ่านกล่องอินเทอร์เฟซที่เหมาะสม ปัจจุบันมีไมโครโฟนคุณภาพระดับสตูดิโอที่ทำงานตามมาตรฐาน AES42 วางจำหน่ายแล้วจากผู้ผลิตไมโครโฟนหลายราย

เนื่องจากความแตกต่างในการสร้าง ไมโครโฟนจึงมีลักษณะการตอบสนองต่อเสียงที่แตกต่างกัน ความแตกต่างในการตอบสนองนี้ทำให้เกิด การตอบสนอง เฟสและความถี่ ที่ไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ ไมโครโฟนยังไม่ไวต่อแรงดันเสียงอย่างสม่ำเสมอและสามารถรับระดับเสียงที่แตกต่างกันได้โดยไม่เกิดการบิดเบือน แม้ว่าสำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ ไมโครโฟนที่มีการตอบสนองที่สม่ำเสมอกว่าจะเป็นที่ต้องการ แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่เป็นเช่นนั้นสำหรับการบันทึกดนตรี เนื่องจากการตอบสนองที่ไม่สม่ำเสมอของไมโครโฟนสามารถสร้างสีสันของเสียงได้ตามต้องการ มีมาตรฐานสากลสำหรับข้อกำหนดของไมโครโฟน^{[ 70 ]}แต่มีผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายที่ปฏิบัติตาม ส่งผลให้การเปรียบเทียบข้อมูลที่เผยแพร่จากผู้ผลิตที่แตกต่างกันทำได้ยาก เนื่องจากมีการใช้เทคนิคการวัดที่แตกต่างกัน ควรใช้ความระมัดระวังในการสรุปผลที่แน่ชัดจากข้อมูลนี้หรือข้อมูลที่เผยแพร่อื่นๆ เว้นแต่จะทราบว่าผู้ผลิตได้ให้ข้อกำหนดตามมาตรฐาน IEC 60268-4

แผนภาพการตอบสนองความถี่แสดงค่าความไวของไมโครโฟนในหน่วยเดซิเบลในช่วงความถี่ต่างๆ (โดยทั่วไปคือ 20 เฮิรตซ์ ถึง 20 กิโลเฮิร์ตซ์) โดยทั่วไปสำหรับเสียงที่ตกกระทบตรงแกน (เสียงตกกระทบทำมุม 0° กับแคปซูล) การตอบสนองความถี่อาจระบุเป็นข้อความได้น้อยกว่า เช่น 30 เฮิรตซ์–16 กิโลเฮิร์ตซ์ ±3 เดซิเบล ซึ่งตีความได้ว่าเป็นการพล็อตที่เกือบราบเรียบและเป็นเส้นตรงระหว่างความถี่ที่ระบุ โดยมีการเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดไม่เกินบวกหรือลบ 3 เดซิเบล อย่างไรก็ตาม จากข้อมูลนี้เราไม่สามารถระบุได้ว่า การเปลี่ยนแปลงนั้น ราบเรียบ เพียงใด หรือเกิดขึ้นในส่วนใดของสเปกตรัม โปรดทราบว่าคำกล่าวที่มักใช้กัน เช่น "20 เฮิรตซ์–20 กิโลเฮิร์ตซ์" นั้นไม่มีความหมายหากไม่มีการวัดค่าความคลาดเคลื่อนในหน่วยเดซิเบล การตอบสนองความถี่ของไมโครโฟนแบบทิศทางจะแตกต่างกันอย่างมากตามระยะห่างจากแหล่งกำเนิดเสียง และตามรูปทรงเรขาคณิตของแหล่งกำเนิดเสียง มาตรฐาน IEC 60268-4 ระบุว่า การตอบสนองความถี่ควรวัดใน สภาวะ คลื่นระนาบแบบก้าวหน้า (อยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดเสียงมาก) แต่ในทางปฏิบัติแล้วมักทำได้ยาก ไมโครโฟน สำหรับพูดคุยระยะใกล้อาจวัดได้ด้วยแหล่งกำเนิดเสียงและระยะห่างที่แตกต่างกัน แต่ไม่มีมาตรฐานกำหนดไว้ ดังนั้นจึงไม่มีวิธีเปรียบเทียบข้อมูลจากรุ่นต่างๆ เว้นแต่จะมีการอธิบายเทคนิคการวัดไว้

ระดับ เสียงรบกวนในตัวเอง หรือ ระดับเสียงรบกวน เทียบเท่าอินพุตคือระดับเสียงที่สร้างแรงดันไฟฟ้าขาออกเท่ากับที่ไมโครโฟนสร้างขึ้นในกรณีที่ไม่มีเสียง ค่านี้แสดงถึงจุดต่ำสุดของช่วงไดนามิกของไมโครโฟน และมีความสำคัญอย่างยิ่งหากคุณต้องการบันทึกเสียงที่เบา โดยทั่วไปจะระบุค่าเป็นdB(A)ซึ่งเป็นความดังเทียบเท่าของเสียงรบกวนบนมาตราส่วนเดซิเบลที่ถ่วงน้ำหนักตามความถี่ที่หูได้ยิน ตัวอย่างเช่น 15 dBA SPL (SPL หมายถึงระดับความดันเสียงเทียบกับ 20  ไมโครปาสคาล ) ยิ่งตัวเลขต่ำยิ่งดี ผู้ผลิตไมโครโฟนบางรายระบุระดับเสียงรบกวนโดยใช้การถ่วงน้ำหนักเสียงรบกวน ITU-R 468ซึ่งแสดงถึงวิธีที่เราได้ยินเสียงได้แม่นยำกว่า แต่ให้ค่าที่สูงกว่าประมาณ 11–14 dB ไมโครโฟนที่เงียบโดยทั่วไปจะมีค่า 20 dBA SPL หรือ 32 dB SPL ที่ถ่วงน้ำหนักตาม 468 ไมโครโฟนที่เงียบมากมีมานานแล้วสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง เช่น Brüel & Kjaer 4179 ซึ่งมีระดับเสียงรบกวนประมาณ 0 dB SPL เมื่อไม่นานมานี้ มีไมโครโฟนบางรุ่นที่มีคุณสมบัติเสียงรบกวนต่ำถูกนำออกสู่ตลาดสตูดิโอ/บันเทิง เช่น รุ่นจากNeumannและ Røde ที่โฆษณาว่ามีระดับเสียงรบกวนระหว่าง 5–7 dBA โดยทั่วไปแล้ว การลดระดับเสียงรบกวนนี้ทำได้โดยการปรับเปลี่ยนการตอบสนองความถี่ของแคปซูลและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้ได้เสียงรบกวนที่ต่ำลงภายใน ช่วง ความถี่ Aในขณะที่เสียงรบกวนในช่วงความถี่กว้างอาจเพิ่มขึ้น

ระดับการตัดสัญญาณ (Clipping level) เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของระดับเสียงสูงสุดที่ใช้งานได้ เนื่องจาก ค่า ความผิดเพี้ยนฮาร์มอนิกทั้งหมด (THD) 1% ที่มักระบุไว้ภายใต้ค่า SPL สูงสุดนั้น แท้จริงแล้วเป็นระดับความผิดเพี้ยนที่น้อยมาก แทบจะไม่ได้ยิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงพีคสูงสั้นๆ การตัดสัญญาณนั้นจะได้ยินชัดเจนกว่ามาก สำหรับไมโครโฟนบางตัว ระดับการตัดสัญญาณอาจสูงกว่าค่า SPL สูงสุดมาก

ช่วงไดนามิกของไมโครโฟนคือความแตกต่างของระดับความดันเสียง (SPL) ระหว่างระดับเสียงรบกวนพื้นฐานและระดับความดันเสียงสูงสุด หากระบุเพียงแค่ "120 dB" จะให้ข้อมูลน้อยกว่าการระบุค่าเสียงรบกวนพื้นฐานและระดับความดันเสียงสูงสุดแยกกันอย่างเห็นได้ชัด

ความไวในการรับเสียงบ่งบอกถึงประสิทธิภาพของไมโครโฟนในการแปลงความดันเสียงเป็นแรงดันไฟฟ้าขาออก ไมโครโฟนที่มีความไวสูงจะสร้างแรงดันไฟฟ้าได้มากกว่า จึงต้องการการขยายสัญญาณที่มิกเซอร์หรืออุปกรณ์บันทึกเสียงน้อยกว่า นี่เป็นเรื่องที่สำคัญในทางปฏิบัติ แต่ไม่ได้บ่งบอกถึงคุณภาพของไมโครโฟนโดยตรง และในความเป็นจริง คำว่า "ความไว" อาจเป็นคำที่ไม่ถูกต้องนัก คำว่า " อัตราขยายการแปลงสัญญาณ " (หรือ " ระดับเอาต์พุต ") อาจมีความหมายมากกว่า เพราะความไวที่แท้จริงมักถูกกำหนดโดยระดับเสียงรบกวนและความไว ที่มาก เกินไปในแง่ของระดับเอาต์พุตจะทำให้ระดับการตัดสัญญาณลดลง มีวิธีการวัดสองวิธีที่ใช้กันทั่วไป มาตรฐานสากล (ที่นิยมใช้) คือการวัดเป็นมิลลิโวลต์ต่อปาสคาลที่ 1 kHz ค่าที่สูงกว่าแสดงถึงความไวที่มากกว่า วิธีการแบบอเมริกันที่เก่ากว่านั้นอ้างอิงถึงมาตรฐาน 1 V/Pa และวัดเป็นเดซิเบลธรรมดา ซึ่งจะได้ค่าเป็นลบ อีกครั้ง ค่าที่สูงกว่าแสดงถึงความไวที่มากกว่า ดังนั้น -60 dB จึงมีความไวมากกว่า -70 dB

ไมโครโฟนบางชนิดมีไว้สำหรับทดสอบลำโพง วัดระดับเสียง และวัดประสบการณ์ทางเสียงในรูปแบบอื่นๆ ไมโครโฟนเหล่านี้เป็นทรานสดิวเซอร์ที่ได้รับการสอบเทียบแล้ว และมักจะมาพร้อมกับใบรับรองการสอบเทียบที่ระบุความไวสัมบูรณ์เทียบกับความถี่ คุณภาพของไมโครโฟนสำหรับการวัดมักจะถูกอ้างถึงโดยใช้การกำหนด: คลาส 1, ประเภท 2 เป็นต้น ซึ่งไม่ใช่การอ้างอิงถึงข้อกำหนดของไมโครโฟน แต่เป็นการอ้างอิงถึงเครื่องวัดระดับเสียง^{[ 71 ]}มาตรฐานที่ครอบคลุมมากขึ้น^{[ 72 ]}สำหรับการอธิบายประสิทธิภาพของไมโครโฟนสำหรับการวัดได้รับการนำมาใช้เมื่อเร็วๆ นี้

ไมโครโฟนสำหรับวัดเสียงโดยทั่วไปเป็นเซนเซอร์ วัด ความดัน แบบสเกลาร์ โดยจะตอบสนองแบบรอบทิศทาง ซึ่งจำกัดเฉพาะลักษณะการกระเจิงของขนาดทางกายภาพของตัว ไมโครโฟนเท่านั้น การวัด ความเข้มเสียงหรือกำลังเสียงต้องอาศัยการวัดความชันของความดัน ซึ่งโดยทั่วไปจะทำโดยใช้ชุดไมโครโฟนอย่างน้อยสองตัว หรือใช้เครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อน

ในการวัดทางวิทยาศาสตร์ด้วยไมโครโฟน จำเป็นต้องทราบค่าความไวที่แม่นยำ (ในหน่วยโวลต์ต่อปาสคาล ) เนื่องจากค่านี้อาจเปลี่ยนแปลงไปตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ จึงจำเป็นต้องสอบเทียบไมโครโฟนวัดอย่างสม่ำเสมอ บริการนี้มีให้บริการโดยผู้ผลิตไมโครโฟนบางรายและห้องปฏิบัติการทดสอบอิสระที่ได้รับ การรับรอง การสอบเทียบไมโครโฟน ทั้งหมด สามารถตรวจสอบย้อนกลับได้ถึงมาตรฐานหลักที่สถาบันการวัดระดับชาติ เช่นNPLในสหราชอาณาจักรPTBในเยอรมนี และNISTในสหรัฐอเมริกา ซึ่งส่วนใหญ่จะสอบเทียบโดยใช้มาตรฐานหลักแบบแลกเปลี่ยน ไมโครโฟนวัดที่สอบเทียบโดยใช้วิธีนี้สามารถนำไปใช้สอบเทียบไมโครโฟนอื่น ๆ โดยใช้เทคนิคการสอบเทียบแบบเปรียบเทียบได้

ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ไมโครโฟนสำหรับวัดจะต้องได้รับการทดสอบเป็นระยะ (โดยทั่วไปทุกปีหรือทุก ๆ หลายเดือน) และหลังจากเหตุการณ์ที่อาจก่อให้เกิดความเสียหาย เช่น การตกหล่น (ไมโครโฟนส่วนใหญ่จะมีกล่องหุ้มด้วยโฟมเพื่อลดความเสี่ยงนี้) หรือการสัมผัสกับเสียงที่เกินระดับที่ยอมรับได้

ชุดไมโครโฟน คือ ไมโครโฟนจำนวนใดๆ ก็ตามที่ทำงานร่วมกันมีการใช้งานหลากหลายด้าน:

• ระบบสำหรับแยกเสียงพูดออกจากเสียงรบกวนรอบข้าง (โดยเฉพาะโทรศัพท์ ระบบรู้จำเสียงพูด และเครื่องช่วยฟัง)
• ระบบเสียงรอบทิศทางและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง
• การระบุตำแหน่งวัตถุด้วยเสียง: การระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดเสียง (เช่น การใช้งานทางทหารเพื่อระบุตำแหน่งแหล่งที่มาของการยิงปืนใหญ่) การระบุตำแหน่งและการติดตามอากาศยาน
• บันทึกเสียงต้นฉบับคุณภาพสูง
• การสร้างลำแสงเชิงพื้นที่ 3 มิติสำหรับการตรวจจับเสียงใต้ผิวหนัง แบบเฉพาะจุด

โดยทั่วไปแล้ว ชุดไมโครโฟนจะประกอบด้วยไมโครโฟนแบบรับเสียงรอบทิศทางที่กระจายอยู่รอบขอบเขตของพื้นที่ และเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ที่บันทึกและตีความผลลัพธ์ให้อยู่ในรูปแบบที่เข้าใจได้

แผ่นกันลม (หรือเรียกอีกอย่างว่าแผ่นบังลม ) เป็นวิธีการลดผลกระทบของลมต่อไมโครโฟน แผ่นกันเสียงป๊อปสกรีนช่วยป้องกันลมที่พัดมาจากทิศทางเดียวหมวก โฟม ช่วยป้องกันลมที่พัดเข้าตะแกรงจากทุกทิศทาง และที่ครอบ ไมโครโฟน แบบบอลลูนเรือเหาะหรือตะกร้าจะห่อหุ้มไมโครโฟนและปกป้องตัวไมโครโฟนอย่างสมบูรณ์ ซึ่งอย่างหลังนี้สำคัญมาก เพราะเสียงลมมีคลื่นความถี่ต่ำมาก การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในตัวเรือนของไมโครโฟนจึงสามารถทำให้เกิดเสียงรบกวนได้มาก

วัสดุที่ใช้ป้องกันเสียง – ไม่ว่าจะเป็นตาข่ายลวด ผ้า หรือโฟม – ถูกออกแบบมาให้มีค่าความต้านทานเสียงสูง การเปลี่ยนแปลงความดันอากาศที่มีความเร็วอนุภาคค่อนข้างต่ำซึ่งเป็นส่วนประกอบของคลื่นเสียงสามารถผ่านได้โดยมีการลดทอนน้อยที่สุด แต่ลมที่มีความเร็วอนุภาคสูงกว่าจะถูกขัดขวางอย่างมาก การเพิ่มความหนาของวัสดุจะช่วยลดการลดทอนของลม แต่ก็จะเริ่มส่งผลกระทบต่อคุณภาพเสียงความถี่สูงด้วย สิ่งนี้จำกัดขนาดที่ใช้งานได้จริงของฉากกั้นโฟมแบบง่ายๆ ในขณะที่โฟมและตาข่ายลวดสามารถรองรับน้ำหนักได้เองบางส่วนหรือทั้งหมด แต่ผ้าและตาข่ายที่อ่อนนุ่มจำเป็นต้องยืดบนโครงหรือเคลือบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างที่หยาบกว่า

เนื่องจากเสียงลมทั้งหมดเกิดขึ้นที่พื้นผิวแรกที่อากาศกระทบ ยิ่งระยะห่างระหว่างขอบของแผ่นบังลมกับแคปซูลไมโครโฟนมากเท่าไร การลดทอนเสียงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สำหรับแผ่นบังลมที่มีรูปร่างคล้ายทรงกลม การลดทอนเสียงจะเพิ่มขึ้น (โดยประมาณ) เป็นกำลังสามของระยะห่างนั้น สำหรับแผ่นบังลมแบบตะกร้าเต็มรูปแบบ จะมีเอฟเฟกต์ห้องความดันเพิ่มเติม ซึ่งอธิบายครั้งแรกโดย Joerg Wuttke ^{[ 73 ]}ซึ่งสำหรับไมโครโฟนแบบสองพอร์ต (การไล่ระดับความดัน) จะทำให้การรวมกันของแผ่นบังลมและไมโครโฟนทำหน้าที่เป็นตัวกรองเสียงความถี่สูง

เนื่องจากความปั่นป่วนที่พื้นผิวเป็นแหล่งกำเนิดเสียงลม การลดความปั่นป่วนโดยรวมจึงสามารถช่วยลดเสียงรบกวนได้ พื้นผิวที่เรียบตามหลักอากาศพลศาสตร์และพื้นผิวที่ป้องกันการเกิดกระแสลมหมุนวนที่รุนแรงนั้นถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จ ในอดีต ขนสัตว์เทียมพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์มากสำหรับวัตถุประสงค์นี้ เนื่องจากเส้นใยทำให้เกิดความปั่นป่วนขนาดเล็กและดูดซับพลังงานได้อย่างเงียบเชียบ หากไม่ถูกลมและฝนทำให้เป็นก้อน เส้นใยขนสัตว์จะโปร่งใสต่อเสียงมาก แต่แผ่นรองที่ทอหรือถักสามารถลดทอนเสียงได้อย่างมาก ในฐานะวัสดุ ขนสัตว์เทียมมีข้อเสียคือผลิตได้ยากและรักษาให้อยู่ในสภาพสมบูรณ์ได้ยากในสถานที่ ดังนั้นจึงมีความสนใจที่จะเลิกใช้^{[ 74 ]}

• จีโอโฟน – อุปกรณ์แปลงสัญญาณเสียงที่อยู่ภายในพื้นโลก
• ไฮโดรโฟน – อุปกรณ์แปลงสัญญาณเสียงในน้ำ
• ไอโอโนโฟน – ไมโครโฟนแบบพลาสมา
• อุปกรณ์ปิดกั้นไมโครโฟน – อุปกรณ์เสริมสำหรับคอมพิวเตอร์ที่ใช้ปิดการใช้งานไมโครโฟนภายในเครื่อง
• ขั้วต่อไมโครโฟน
• อิมพีแดนซ์ระบุ

• คอร์เบ็ตต์, เอียน. Mic It!: ไมโครโฟน เทคนิคการใช้ไมโครโฟน และผลกระทบต่อการมิกซ์เสียงขั้นสุดท้าย . สำนักพิมพ์ CRC, 2014.
• ไวท์, พอล. การใช้รูปแบบการรับเสียงของไมโครโฟนอย่างมีประสิทธิภาพ . Sound on Sound , SOS Publications Group, 2007.
• เอิร์เกิล, จอห์น. หนังสือไมโครโฟน . เทย์เลอร์ แอนด์ ฟรานซิส, 2004.
• "การประดิษฐ์ไมโครโฟน" . Scientific American . 13 กรกฎาคม 1878. หน้า 16.

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับไมโครโฟน

• ข้อมูล รูปภาพ และคลิปเสียงจากไมโครโฟนวินเทจ
• การแปลงค่าความไวของไมโครโฟน—dB เทียบกับ 1 V/Pa และค่าตัวประกอบการถ่ายโอน mV/Pa
• ฐานข้อมูลที่สามารถค้นหาได้ ประกอบด้วยข้อมูลจำเพาะและส่วนประกอบต่างๆ ของไมโครโฟนกว่า 1000 รุ่น