Externaly Polarized Condenser, True Condenser

컨덴서 캡슐은 보통 컨덴서 마이크의 진동판을 구성하는 부분을 말한다.

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

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

• V: 출력 전압
• Q: 전하량
• C: 정전 용량,
  • : 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, 팬텀파워를 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 감도가 결정되며, 특히 컨덴서 마이크의 PAD 스위치는 이 충전 전압값을 변경하는 회로이기 때문에 다이어프램의 감도를 변경할 수 있다.

Center-terminated 콘덴서 마이크 캡슐은 다이어프램 또는 백플레이트의 중심에서 전기 리드가 연결되는 구조를 가집니다. 이 설계는 일반적으로 성능에 큰 차이를 일으키지는 않지만, 몇 가지 이론적인 장점이 있습니다. Center-terminated 캡슐은 파열음에 덜 민감한 특성을 가질 수 있으며, 공진이 적게 발생해 특정 주파수에서의 불필요한 왜곡이나 색채가 덜 나타날 수 있습니다. 이러한 특성은 특히 고음역에서 더 매끄러운 응답을 제공하며, 마이크의 정위감과 지향성 성능에도 긍정적인 영향을 줄 수 있습니다.

Edge-terminated 콘덴서 마이크 캡슐은 다이어프램의 가장자리나 캡슐 하우징의 링 또는 몸체에서 전기 리드가 연결되는 구조를 가지고 있습니다. 이 설계는 Center-terminated 방식과 마찬가지로 성능에 큰 차이를 일으키지는 않지만, 몇 가지 이론적인 차이점이 존재합니다. Edge-terminated 캡슐은 설계 특성상 파열음(plosive sounds)에 더 민감할 수 있으며, 공진이 더 많이 나타날 가능성이 있지만, 동시에 주파수 대역폭이 넓게 확장되는 경향이 있습니다.

이 구조는 특히 고음역대에서 더 높은 해상도와 섬세한 응답을 제공할 수 있어, 보컬과 같은 소스의 디테일을 보다 정확하게 포착할 수 있습니다. 또한, 이 방식은 마이크 캡슐 내부의 전기적 대칭성을 방해하지 않으면서도, 특정 주파수 대역에서 더 자유로운 움직임을 허용해 다이내믹 레인지와 응답 속도를 향상시키는 데 기여할 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해, Edge-terminated 캡슐은 다양한 상황에서 넓은 음역을 필요로 하는 레코딩에 유리할 수 있습니다.

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

일단 마이크 다이어프램이 작으면 작을수록 점에 가까워 지기 때문에 전방향의 진동을 다 잘 받아들이게 된다. 마이크 다이어프램이 크면 클수록 면에 가까워 져서 비교적 앞뒤 방향의 진동에만 잘 반응한다. 그리고 이것은 저역대와 고역대가 서로 다른데, 작은 다이어프램의 마이크일수록 그래서 고역으로 갈수록 지향성이 넓어지고, 큰 다이어프램의 마이크는 고역으로 갈수록 지향성이 오히려 좁아지는 경향을 보이게 된다. 그래서 공간이 안좋을 수록 큰 다이어프램 마이크를 써야 유리하다. 작은 다이어프램의 마이크는 공간의 영향을 많이 받는다.³⁾

작은 다이어프램 마이크는 펄럭거림이 적어 소리의 진동을 정확하게 받아들입니다. 반면, 큰 다이어프램은 상대적으로 더 많이 펄럭거리며, 소리의 진동이 다이어프램에 분할 진동을 발생시켜 불필요한 배음을 만들어낼 수 있습니다. 그 결과 THD(총 고조파 왜곡)가 높아지게 됩니다.

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.