Vài nét cơ bản về micro màng điện động (Dynamic Microphone)

Khi nói về microphone thì ta thường nghĩ ngay đến 2 cụm từ “dynamic microphone” và “condenser microphone”, vậy để phân biệt và so sánh sự khác biệt giữa 2 loại microphone này thì ta tìm hiểu về cấu tạo và cách hoạt động của dynamic microphone trước nhé.

Theo các định nghĩa phổ thông về dynamic microphone thì đây là thiết bị chuyển hóa dao động sóng âm thành tín hiệu âm thanh có thể chạy trong mạch điện của các thiết bị xử lý âm thanh như mixer/amplifier bằng nguyên lý cảm ứng điện từ (electromagnetic induction principle), vì vậy loại micro này sẽ có các yếu tố cơ bản sau: nam châm để tạo từ trường, vật dẫn điện và cấu tạo giúp vật dẫn điện chuyển động trong từ trường. Lưu ý là mình đang nói về các yếu tố cơ bản nhằm thỏa mãn điều kiện chuyển đổi tín hiệu âm thanh có tinh cơ học sang một loại tín hiệu điện để các thiết bị nhận (receiver) có thể xử lý được âm thanh đó, để cấu thành một micro hoàn chỉnh sẽ có nhiều yếu tố khác mà chưa được đề cập trong bài viết này. Sau đây mình cùng tìm hiểu về đầu thu tín hiệu sóng âm (capsule) của 2 loại dynamic microphone phổ biến.

1. Microphone màng điện động dạng cuộn dây lò xo (the moving-coil dynamic microphone)

Loại micro này được thiết kế có một lớp màng mỏng (diaphragm) bằng vật liệu không dẫn điện theo sau là một cuộn lò xo bằng kim loại (gọi là coil, thường làm bằng đồng). Bên trong cuộn dây là khối nam châm, khối nam châm này phủ từ trường cả bề mặt bên trong lẫn mặt bên ngoài cuộn dây lò xo.

Khi sóng âm đi vào micro tác động lực làm cho diaphragm chuyển động tới-lui theo nhịp điệu của sóng âm, diaphragm chuyển động thì làm cho cuộn dây lò xo chuyển động theo, dao động của cuộn dây lò xo làm biến thiên từ trường bao quanh cuộn dây lò xo và sinh ra dòng điện xoay chiều AC trong cuộn dây lò xo, dòng AC này chính là tín hiệu sóng âm đã được chuyển đổi, được đưa ra khỏi capsule thông qua dây dẫn.

Hình minh họa bên trên mô tả cấu tạo capsule của môt moving-coil dynamic microphone. Hình mô tả này có thể gây hiểu lầm là có khoảng cách nhỏ giữa diaphragm và cuộn dây lò xo, xin lưu ý là trong thực tế 2 chi tiết này được gắn liền với nhau, hình minh họa trên chỉ với mục đích cho bạn thấy được đây là 2 chi tiết có cấu tạo và chức năng riêng biệt.

2. Microphone màng điện động có cấu tạo ruy băng (Ribbon dynamic microphone).

Micro này vẫn sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để tạo ra dòng AC, tuy nhiên ở đây có sự khác biệt khi diaphragm lại là một lớp kim loại dẫn điện siêu mỏng có hình sóng (thường được làm bằng nhôm vì nhôm nhẹ, có khả năng chuyển động linh hoạt cao), diaphragm được đặt trong từ trường của nam châm. Khi diaphragm chuyển động tới-lui theo dao động của sóng âm thì tạo ra dòng điện xoay chiều AC.

Có điều cần nói về ribbon diaphragm này, do cấu tạo của nó mà khi hoạt động thì khả năng tạo ra dòng AC không giống với moving-coil diaphragm, có thể nói là yếu hơn. Do đó, một vài ribbon microphone cần thêm yếu tố để khuyếch đại tín hiệu mạnh hơn có thể vì điểm này mà khi nhắc tới dynamic microphone thì thường người ta chỉ nghĩ tới moving-coil dynamic microphone. Mình sẽ chia sẻ chi tiết hơn về ribbon microphone trong một bài viết khác nhé, còn trong bài viết này chỉ nói sơ qua để bạn biết được là ribbon microphone được phân loại vào nhóm dynamic microphone; chủ yếu bài viết này đề cập tới moving-coil dynamic microphone.

3. Ngoài phần capsule thì bên trong moving-coil dynamic microphone còn có những gì nhỉ?

Trên đây là hinh minh họa tổng thể một dynamic microphone, bạn có thấy một chi tiết gọi là transformer không?

Step-up Transformer nôm na là 1 biến áp có cấu tạo giống hình bên dưới nhé:

Biến áp này gồm cuộn sơ cấp (màu cam) và cuộn thứ cấp (màu xanh lá cây), cuộn sơ cấp và thứ cấp được quấn bằng nhiều vòng kim loại (thường bằng đồng), số vòng trên cuộn thứ cấp nhiều hơn trên cuộn sơ cấp.

Dòng AC sau khi đi ra khỏi capsule thì đến cuộn sơ cấp, dòng xoay chiều AC này tạo ra trường điện từ, theo định luật cảm ứng điện từ Faraday thì trường điện từ này tạo ra dòng điện cảm ứng trên cuộn thứ cấp. Chính số vòng trên cuộn thứ cấp nhiều hơn số vòng trên cuộn sơ cấp đã làm tăng (stepped-up) điện áp đầu ra trên cuộn thứ cấp, đồng thời làm tăng trở kháng của dòng AC đó.

Vậy là ta đã biết chức năng của transformer là dùng để tăng điện áp của dòng AC sau khi nó đi ra từ capsule rồi nhé. Tuy nhiên, với đặc tính của nó thì transformer cũng có các chức năng rất hữu ích sau:

• Vì transformer hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ, nó chỉ có tác dụng với dòng điện xoay chiều AC mà thôi, do đó nó sẽ chặn không cho dòng điện một chiều DC đi vào để có thể làm tổn hại mạch micro. Điều này lý giải tại sao khi cắm dynamic microphone vào một bàn mixer và bật 48V phantom power lên thì micro này vẫn hoạt động bình thường.
• Giảm nhiễu tín hiệu đi ra từ cuộn cảm thứ cấp, vì sao lại thế nhỉ? Điều này được thực hiện bởi 1 chi tiết trong transformer đó là “center-tap transformer”, xem hình bên dưới nhé

Center-tap transformer chia tín hiệu của cuộn dây thứ cấp thành hai phần và trái dấu nhau. Ví dụ: V_P (240v) được chia thành V_A(+120V) và V_B(-120v). Khi tín hiệu chạy trong dây dẫn để đến với các thiết bị nhận như mixer/amplyfier thì Pin2 của dây dẫn sẽ truyền dẫn tín hiệu phần cực dương V_A(+120V) còn Pin3 sẽ truyền dẫn tín hiệu phần cực âm V_B(-120v), đây chính là yếu tố cần thiết để tạo cơ chế giảm nhiễu tín hiệu (sẽ được giải thích trong bài viết khác nhé).

Trên đây là cái nhìn tổng quan về dynamic microphone, mình hy vọng bài viết đem đến vài thông tin bổ ích cho bạn và hãy đón xem những bài viết tiếp theo nhé.

Sam Audio có nhiều dynamic microphone trong các tầm giá để bạn có thể chọn được cho mình một micro phù hợp với nhu cầu và khả năng tài chính. Các thương hiệu dynamic microphone đang hiện được bán và phân phối tại Sam Audio đến từ Mỹ (Heil Sound) và Pháp (Prodipe)

(có những hình ảnh, đồ thị sử dụng trong bài viết này được góp nhặt từ nguồn dữ liệu được chia sẽ rộng rãi trên internet. Sam Audio coi đó là nguồn tư liệu mở và không xem đây là yếu tố vi phạm bản quyền và sẵn sàng điều chỉnh/gỡ bỏ khi có yêu cầu của chủ sở hữu bản quyền hợp pháp)