Microphone(마이크)

마이크로폰은 음향에너지를 전기에너지로 바꾸는 변환기(transducer)이다.
이 변환 동작은 두 단계로 나눌 수 있는데, 음원의 음향 에너지가 diaphram이라 불리는 진동판에 의해 기계적인 운동으로 변환되는 것과, 진동판의 진동으로 교류전압이 발생하는 단계로 나눠진다.
마이크를 디자인한다는 일은 상당한 지식을 요구하며, 모든 마이크가 다른 컨셉과 목적으로 디자인되었기 때문에 모든 마이크는 각기 다른 특성을 가지고 있다.

변환방식에 의한 분류
-Dynamic 마이크
다이나믹 마이크는 moving 코일형과 리본형이 있으나 일반적으로 moving 코일을 지칭하며 단일지향, 무지향 중 한가지의 지향특성을 가진다.


1-1 Moving-coil 마이크
무빙 코일 마이크는 자계(magnetic field) 내에 있는 코일이 diaphram 뒤에 붙어 있는 구조로 되어, 자유롭게 움직이는 진동판이 소리에 의해 진동하면 자계 내의 코일로 움직이게 되어 코일에는 전압이 유도되며 그 전압의 크기는 진동판에 전달되는 음향 에너지의 크기와 비례한다.
경제적이고 비교적 충격에 강하며(온도 습도등 환경변화에도 잘 적응함) 아주 높은 sound pressure를 견딜 수 있고(어택이 큰 소리에 대해 distortion이 적음), 따로 전원 공급이 필요 없다는 장점이 있으나, diaphram의 움직임이 그 무게에 영향을 받는다는 단점이 있다. 즉 고주파대역의 빠른 움직임일수록 코일의 관성이 커진다 (이는 16K 이상 고주파수 대역에 무딘 특성으로 직결되며, 이를 극복하기 위해 Neodymium이란 소재가 쓰이기도 한다). 또 다른 단점은 출력 신호가 약해 많은 증폭이 필요하단 점인데, 크고 가까운 음원은 그리 상관 없으나, 어쿠스틱 기타 등 작고 먼 음원은 증폭 후 잡음이 생기기도 한다.


1-2 리본 마이크(velocity 혹은 pressure-gradient 마이크)
리본 마이크는 무빙 코일형 마이크에서 진동판과 무빙 코일 대신에 자계 내에 달려 있는 얇은 metal foil 리본이 앞뒤로 진동하면서 작은 전압이 유도된다. 이 때 아주 낮은 전기신호가 출력됨으로 트랜스포머를 통해 레벨이 증가시킨다.
리본형 마이크는 리본 자체의 중량이 가벼우므로 펄스 신호에 대한 반응이 빠르고 정확하며(20 KHz나 그

이상의 고음에 강함), 음색은 깨끗하고 섬세하여 클래식에도 많이 쓰인다. 그러나 바람, 충격, 진동, 팝 노이즈에 대단히 민감하여 사용 할 때 많은 제한을 받는다.
디자인 특성상 양지향성이 많이 쓰인다.

2 Condensor(Capacitor) 마이크
마주보는 두 개의 metal plate 사이에 전하가 저장된 상태로 한 극은 고정되어 있고 다른 한 극은 음압의 진동에 의해 움직이면(diaphram) 플레이트 사이에 정전 용량에 변화를 가져오고 이 변화에 의해 발생한 전압은 마이크 케이스 내에 내장된 프리앰프 (Pre-amplifier)에 전달되어 사용 가능한 level로 증폭된다.
정전용량의 변화를 유발하기 위해서 양극사이에는 항상 직류 전압이 걸려있어야 하는데 이 외부 전압을 팬텀 전원(Phantom Power)이라 하고, 9V에서 48V까지 다양한 형태로 존재하며, 외장 팬텀 파워 서플라이나 콘솔내장 형태가 있다. 다이나믹 마이크도 와이어가 발란스로 되어있다면 팬텀이 켜져 있어도 문제없다고 알려져 있으나 코일부에 팬텀파워가 남아 있고 그로 인해 손상될 수도 있으니 컨덴서 마이크에만 쓰는 것이 바람직하다.
전압을 저장하는 방식으로 오래 전부터 진공관이 쓰였으나(최근 다시 각광 받는 추세), 근래에 값이 싸고 열이 발생하지 않는 트랜지스터가 많이 쓰여 별도의 프리앰프 박스를 생략시키게 되었다.(FET, field effect transistor)

3 Carbon 마이크
탄소 입자가 채워진 마이크 캡셀이 진동을 받으면 저항이 변하는 원리를 이용한 마이크로 음질은 좋지 않으나 값싸고 견고하여 전화기 등에 사용한다.

4 크리스탈 마이크
역시 음질 문제로 녹음용보다 무전기 등에 많이 쓰인다.