Externaly Polarized Condenser, True Condenser

컨덴서 캡슐은 컨덴서 마이크의 진동판을 구성하는 부분 전체를 말한다.

그림 1: 컨덴서 캡슐

컨덴서 마이크의 다이어프램은 얇은 필름으로 만들고, 진동판 내부의 전도성을 만들어주기 위해 금을 얇게 증착(Gold sputterd)한다.¹⁾²⁾

컨덴서 마이크의 캡슐은 그 자체로 하나의 커패시터이다. 다이어프램에 압력이 작용하면 압력의 소밀에 따라 정전 용량이 달라지기 때문에, 음압이 전압 신호로 변환된다.

$$V = Q / C$$

• V: 출력 전압
• Q: 전하량
• C: 정전 용량, $C = \epsilon_0(A/d)$
  • $\epsilon_0$: 유전 상수
  • A: 다이어프램의 면적
  • d: 다이어프램과 백플레이트 사이의 거리

캡슐은 다이어프램, 백플레이트, 탠션 링, 스페이서 링, 백플레이트 마운팅 링 등의 부품들로 구성된다. 각 부품들은 매우 정밀해야 하며, 다이어프램과 탠션 링에 걸리는 장력을 정밀하게 조정해야 하므로 상당한 정밀 제작 기술이 필요하다.

다이내믹 마이크와 다르게 진동판이 비교적 자유롭게 진동할 수 있기 때문에 소리의 트랜지언트가 잘 표현된다.

컨덴서 마이크의 캡슐은 직류 전압을 이용하여 충전하게 되는데 보통 42V~60V 사이의 전압을 사용하며, 팬텀 파워를 사용하는 마이크는 일반적으로 48V를 사용하며, 파워 서플라이가 따로 있는 경우에는 60V 또는 그 이상의 전압으로 캡슐을 충전하기도 한다. 따라서 같은 캡슐을 사용하는 마이크라고 해도, 회로설계에 따라 캡슐을 충전하는 전압값은 천차 만별이고, 소리의 차이를 만들어내기도 한다. 충전하는 전압의 차이에 의해서 마이크 캡슐의 네이티브 감도³⁾가 결정되며, 특히 컨덴서 마이크의 PAD 스위치는 이 충전 전압값을 변경하는 회로이기 때문에 다이어프램의 감도를 변경할 수 있다.

그림 1: AKG C414의 캡슐(왼쪽)과 캡슐 충전 전압 변경 스위치 회로(오른쪽)

Center-terminated 콘덴서 마이크 캡슐은 다이어프램 또는 백플레이트의 중심에서 전기 리드가 연결되는 구조를 가집니다. 이 설계는 구조적으로 중앙에 질량체(예: 나사)가 추가되기 때문에, 다이어프램의 진동 특성에 영향을 미쳐 10kHz 부근에서 프레즌스 피크가 나타나는 경향이 있습니다. 이러한 피크는 보컬이나 악기 녹음에서 존재감이 강조되는 사운드를 만들 수 있습니다. 또한, center-terminated 캡슐은 파열음에 덜 민감한 특성을 가질 수 있고, 마이크의 정위감과 지향성 성능에도 긍정적인 영향을 줄 수 있습니다. 하지만 주파수 응답이 완전히 플랫하지 않고, 특정 고음역에서 강조가 생길 수 있음을 고려해야 합니다

Edge-terminated 콘덴서 마이크 캡슐은 다이어프램의 가장자리나 캡슐 하우징의 링 또는 몸체에서 전기 리드가 연결되는 구조를 가지고 있습니다. 이 설계는 구조적으로 중앙에 추가 질량이 없기 때문에, 다이어프램 전체가 더 균일하게 진동할 수 있습니다. 그 결과, 주파수 응답이 플랫하고 고음역대에서 해상도와 섬세한 응답이 뛰어난 경우가 많으며, 보컬이나 악기 등 소스의 디테일을 정확하게 포착하는 데 유리합니다. 설계 특성상 파열음(plosive sounds)에 다소 민감할 수 있지만, 전반적으로 넓은 주파수 대역폭과 빠른 응답 속도, 넓은 다이내믹 레인지가 장점입니다. 이러한 특성 덕분에 Edge-terminated 캡슐은 플랫한 음색과 넓은 음역이 필요한 레코딩 환경⁴⁾에서 선호됩니다.

참고 문헌: https://www.neumann.com/homestudio/en/difference-between-large-and-small-diaphragm-microphones

큰 다이어프램 마이크는 상대적으로 같은 공기 압력 진동에 대해 더 큰 전압을 생성할 수 있습니다. 이 때문에 작은 다이어프램 마이크들은 큰 다이어프램 마이크들보다 노이즈 플로어가 상대적으로 더 높은 경향을 보입니다. 다이어프램 크기뿐만 아니라, 충전 전압(polarization voltage)도 이러한 성능에 영향을 미칩니다.

높은 충전 전압은 다이어프램과 백플레이트 사이의 전기장을 더 강하게 만들어, 다이어프램이 동일한 압력 변화에 대해 더 큰 전기 신호를 생성할 수 있게 합니다. 이는 민감도를 향상시키며, 노이즈 플로어를 낮추는 데 기여할 수 있습니다. 특히 작은 다이어프램 마이크의 경우 충전 전압을 높임으로써 감도를 보완하고, 큰 다이어프램 마이크에 비해 상대적으로 높은 노이즈 플로어 문제를 개선할 수 있습니다.

따라서, 다이어프램 크기와 충전 전압은 모두 마이크의 신호 대 잡음비(SNR) 및 민감도에 중요한 역할을 하며, 이 두 요소의 적절한 조합이 마이크의 성능을 좌우합니다.

• us_pro_dual_diaphragm_paper_ea.pdf