Mikrofoni-kaapeli


Yleistä

mikrofoni.png


Mikrofoni tarkkailee ilmanpainetta ja muuntaa ilmanpaineen vaihtelut sähköiseksi signaaliksi. Signaali kuljetetaan johtimia pitkin vahvistimelle, joka muuntaa signaaliin kuunneltavaan muotoon. Johtimia, eli mikrofonikaapeleita tarvitaan siis tuomaan mikrofonille sen tarvitsema virta ja lisäksi viemään hyötysignaali takaisin tallennettavaksi tai kuunneltavaksi. On olemassa myös langattomia mikrofoneja, joissa ei tarvita kaapelia. Signaali kuljetetaan radioteitse ja mikrofoni ottaa virtansa akuista. Kotoa löytyvät mikrofonit ovat yleensä normaalia kuparikaapelia mutta ammatti käytössä on kehitetty hieman monimutkaisempia menetelmiä. Viereisessä kuvassa on vanha mikrofoni ja kaapeli, jota käytetään tarkasteluun tässä työssä.

Mikrofoni-kaapeli

johto1.png


Mikrofoni-kaapeli avattiin puukolla. Uloimpana kaapelissa on noin millin paksuinen suojamuovi, joka on hyvin taipuisa ja ei ota helposti viiltoja itseensä. Suojakerroksen alla on kaksi eri signaalia kuljettavaa väylää. Ensimmäisenä on noin kahdentoista ohuen kuparikaapelin muodostama johto, joka kulkettaa maapotentiaalin mikrofonille. Johdon sisällä on uusi suojamuovi, joka suojaa itse signaalikuljettavaa johtoa. Signaalia kuljettava johtoa on myös tehty kuparista ja siinä kulkee noin kymmenen ohutta kuparijohtoa. Viereisessä kuvassa on esitetty avattu kaapeli kahdesta eri kohdasta. [1]


Mikrofoni kaapeliin liittyy oleellisena osana myös liitin, jolla kaapeli kytketään esimerkiksi vahvistimeen. Yleisimmin käytössä olevissa mikrofonikaapeleissa käytetään TRS-liittimiä. Kyseinen mikrofoni on kuitenkin hyvin vanha ja tässä mikfonissa on käytössä vielä kaksikontaktinen TS-liitin, jonka paksuus mitattuna on noin 2.5mm. [2]

liitin.png


Kuparikaapelin ominaisarvoja


Alla olevassa on taulukossa on esitetty joitakin ominaisarvoja kuparille tarkempaa johdon mallintamista varten. [3]

taulukkko.png

Mikrofonikaapeleiden rajoituksia


Kuparikaapelin resistanssi riippuu sen pituudesta seuraavasti:

R = ρ · l / A

Missä ρ on ominaisvastus, l johdon pituus ja A poikkipinta-ala. Mitä pidempi kaapeli on, sen suuremmaksi kaapelin impedanssi nousee, ja sitä enemmän tarvitaan jännitettä kuljettamaan hyötykuormaa. [4]

Suurempi haitta on kuitenkin johdoissa esiintyvä kapasintanssi, joka lisääntyy johdon pituuden kasvaessa. Tämä kapasitanssi aiheuttaa erityisesti korkeataajuisille signaaleille häviöitä. Lisäksi pitkiin kaapeleihin summaantuu ympäristöstä erilaista kohinaa enemmän. [5]

Ammattikäyttö

Ammattikäytössä käytettävästä mikrofoneissa käytetään häiröiltä hyvin suojattuja kaapeleita. Tälläinen on esimerkiksi balansoitu kaapeli, missä kulkee kolme johdinta. Yksi johtimista on maa ja kaksi muuta kuljettavat hyötysignaalia. Hyötysignaali kuljetetaan toisessa johtimessa sellaisenaan ja toisessa invertoituna. Kun vastaanotin ottaa signaalit vastaan, se invertoi toisen singaalin ja summaa sitten molemmat signaalit toisiinsa. Häiriöt ovat summautuneet samanlaisesti molempiin johtimiin, koska johtimet kulkevat hyvin lähellä toisiaan. Tällöin häiriöt häviävät koska toisen signaalin summaantuneet häiriöt summataa inveroituna toiseen. Koska alkuperäinen signaali oli jo invertoitu, hyötysignaali tuplaantuu. Tälläisissä johtimissa käytetään yleensä kolme pinnisiä XLR-liittimiä. [5]

Lähteet

[1] http://fi.wikipedia.org/wiki/Mikrofoni
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/TRS_connector
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Copper
[4] http://fi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4hk%C3%B6johdin
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Microphone