Diaphragm, 진동판

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.¹⁾

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 최대 48V 까지 이용이 가능하다. 파워 서플라이가 따로 있는 경우에는 60V 또는 그 이상의 전압으로 캡슐을 충전하기도 한다. 따라서 같은 캡슐을 사용하는 마이크라고 하더라고, 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 다이어프램과 또는 백플레이트의 중심에서 전기 리드가 끝나는 구조를 가지고 있습니다. 성능에 큰 영향을 미치는 요소는 아니지만, 이론적으로 Center-terminated 캡슐은 파열음에 덜 민감하며 공진이 적게 나타납니다.

Edge-terminated 콘덴서 마이크 캡슐은 다이어프램의 가장자리나 캡슐 하우징의 링이나 몸체에서 전기 리드가 끝나는 구조를 가지고 있습니다. 성능에 큰 영향을 미치는 요소는 아니지만, 이론적으로 Edge-terminated 캡슐은 파열음에 더 민감하고 공진이 더 많이 나타날 수 있으나 주파수 대역폭이 확장됩니다.

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.²⁾

작은 다이어프램의 마이크는 들 펄렁 거리기 때문에 온전히 소리의 진동을 똑바로 받아들인다. 큰 다이어프램은 상대적으로 펄렁거리기 때문에, 소리의 진동이 다이어프램을 펄렁거리게 만들어서 분할 진동을 발생시키고 쓸대 없는 배음을 발생시킨다. 그 결과 THD 가 높아진다.

당연히 큰 다이어프램의 마이크가 상대적으로 같은 공기의 압력 진동에 대해 큰 전압을 생성할 수 있다. 그래서 작은 다이어프램 마이크들은 큰 다이어프램의 마이크들보다 노이즈 플로어가 상대적으로 높은 경향을 보인다.

다이내믹 무빙 코일은 다이어프램과 자석과 코일로 이루어져 있다. 소리의 떨림은 다이어프램을 진동시키고 다이어프램의 진동은 다이어프램과 연결된 코일과 자석에 의한 전자기 유도 현상에 의해 전압 신호로 변경되어 출력된다.

무빙 코일의 다이어프램에는 코일과 자석에 의한 전기적 성질 및 물리적인 진동판의 장력이 작용하고 있기 때문에, 소리의 트랜지언트가 무뎌지는 특성이 있다.

리본 마이크에서 쓰이는 리본 엘레멘트는 얇은 리본 형태의 다이어프램과 자석으로 이루어져 있다. 리본 모양의 다이어프램은 전기 전도성이 있어야 하며 일반적으로 알루미늄으로 만들어진다. 리본이 얇으면 얇을수록 물리적으로 찢어지기 쉽고 전도성이 줄어들지만, 더 큰 정확성과 움직임을 만들어 낼 수 있다. 이 때문에 리본 마이크의 트랜지언트 표현력은 가장 우수하다. 또한 리본 다이어프램은 주름이 잡혀 있기 때문에 쉽게 찢어지지 않고 장력을 느슨하게 하는 것에 도움을 준다. 장력이 낮아지면 리본 다이어프램 스스로의 공진 주파수를 낮출 수 있기 때문에 저역 주파수 대역을 넓힐 수 있다.

리본의 세로 형태를 따라서 자석의 극성이 배열된다.³⁾ 자석이 생성한 전자기장 안에서 전도성 리본이 앞뒤로 진동하기 때문에 전자기 유도 현상에 의해서 리본에서 전압이 생성된다. 따라서 리본의 떨림은 효과적으로 전압 신호로 변경되어 출력된다. 리본은 앞뒤로 진동하기 때문에, 기본적으로 리본 마이크의 지향성은 Figure-8 형태를 가지게 된다.

Permanantly Polarized Condenser, Prepolarized Condenser

컨덴서 마이크의 경우 마이크 캡슐을 전하로 충전하기 위해 팬텀파워를 사용하지만, 일렉트릿 캡슐은 일렉트릿이라는 영구히 충전된 재료를 사용하여 마이크 캡슐을 충전한다.

호일 일렉트릿 콘덴서 마이크는 일렉트릿 재료로 코팅된 별도의 다이어프램 플레이트를 사용하는 대신 다이어프램으로 일렉트릿 재료 필름을 사용다. 호일 일렉트릿이 가장 일반적이지만 일렉트릿 필름은 다이어프램으로서의 성능이 좋지 않기 때문에 성능이 좋지 못하다.

백 일렉트릿 캡슐은 일렉트릿 마이크의 한가지 방식으로 전면 진동판이 아닌 백 플레이트에 일렉트릿 재료가 충전되어 있는 형태이다. 보통 저가형 마이크에서 이 방식을 많이 찾아볼 수 있다.

전면 일렉트릿 콘덴서 마이크는 백플레이트가 없는 일렉트릿 마이크이다. 오히려 커패시터는 다이어프램과 마이크 캡슐의 내부 표면으로 구성된다. 마이크 전면 커버 내부에는 일렉트릿 필름이 고정되어 있고 다이어프램은 FET의 입력에 연결되어 있다.

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