Pressure Microphone

프레슈어 마이크는 공기 입자의 움직임이나 속도와 무관하게, 사방에서 가해지는 소리의 '압력(Pressure) 변화'를 정밀하게 측정하는 마이크이다. 대표적으로 라지 다이어프램 콘덴서 마이크(Condenser Microphone) 및 정밀 측정용 마이크가 이 범주에 속한다.

프레슈어 마이크의 출력 전압은 진동판의 정전용량(Capacitance) 변화를 기반으로 하므로, 진동판이 움직인 '물리적 거리(변위, Displacement)'에 정비례한다.

$$V \propto x$$

이를 위해 물리 음향학적 설계상 최저 공진 주파수($f_1$)보다 낮은 주파수 대역인 강성 제어 영역(Stiffness-controlled region)을 전 대역에 걸쳐 메인 수음 대역으로 활용한다.

압력형 마이크는 모든 레벨에서 진동판의 변위가 일정하게 유지되도록 진동판을 북 치듯 극도로 팽팽하게 고정한다.

• 공진 주파수 위치: 진동판의 면적당 밀도($d$)를 낮추고 텐션($T$)을 극한으로 높여, 최저 공진 주파수($f_1$)를 가청 주파수의 최상한선 또는 그 밖인 10kHz ~ 20kHz 이상으로 밀어 올린다.
• 센터 터미네이션(Center-Terminated)의 튜닝: 진동판 한가운데를 고정하는 센터 터미네이션 방식은 구조상 에지 터미네이션에 비해 공진 주파수가 상대적으로 낮게 형성되는 경향이 있다. 현대의 고성능 마이크(예: Lewitt 등)는 이 구조에서 텐션을 극도로 강하게 주어 $f_1$을 20kHz 한계령 영역까지 멀리 밀어낸다.
• 고역 틸트(Tilt-up) 효과: $f_1$ 공진 점이 초고역대로 멀어지면, 그 아래 대역인 중고역(3kHz ~ 12kHz)은 공진 피크의 완만한 경사면(Resonance Hill)을 타고 감도가 우상향하는 '틸트' 반응을 얻게 된다. 이를 통해 자극적인 치찰음 피크를 피하면서도 현대적이고 화려한 에어(Air)감을 확보한다.

그림 1

• 극도로 높은 선형성(Linearity): 팽팽한 장력이 지배하는 강성 제어 영역을 사용하므로, 아주 작은 소리부터 한계 음압(SPL) 직전의 큰 소리까지 [입력 음압 $\propto$ 진동판 변위]의 공식이 완벽하게 유지된다. 유도형 마이크와 달리 수음 대역 내에서 역기전력이나 공진으로 인한 임피던스 급증 현상이 없으므로 모든 레벨에서 비교적 선형적인 주파수 반응을 유지한다.
• 안정적인 저역 제어: 메인 동작 대역이 공진 주파수와 멀리 떨어져 있으므로, 초저역대로 내려가도 진동판이 과도하게 출렁거리지 않고 단정하며 명료한 저음을 유지한다. 물리적인 바람이나 진동 같은 외부 충격에도 벨로시티 마이크에 비해 튕겨내는 힘이 강해 내구성이 상대적으로 높다.