تاریخچه‌ی میکروفن

احسان علی‌آبادی

کارشناسی ارشد مهندسی صدا

ehsanaliabadi@iribu.ac.ir

مقدمه

میکروفن وسیله‌ای (مبدلی[۱]) است که صدا را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این وسیله در تلفن، سمعک، سیستم‌های صوتی اعلام عمومی مانند سالن‌های کنسرت، فرودگاه‌ها، بیمارستان‌ها، مراکز خرید بزرگ و …، زمینه‌های مهندسی صدای زنده مثل کنسرت‌ها و غیر زنده مثل استودیوهای ضبط موزیک، سینما و رادیو و تلویزیون کاربرد دارد؛ البته زمینه‌های تشخیص صدا مثل سنسورهای صوتی به کاررفته در قفل‌های صوتی و یا VoIP [2] که به دسته‌ی تکنولوژی‌های مورد استفاده برای انتقال صدا در بستر اینترنت هستند هم از میکروفن استفاده می‌کنند.

۱-۱- تاریخچه

برای صحبت در جمع‌های بزرگ مردم، نیاز به تقویت صدا احساس می‌شد. اولین ابزارهای مورد استفاده برای دستیابی به این هدف بلندگو[۳]‌های آکوستیک بودند (شکل ۱). برخی از اولین نمونه‌ها که به قرن پنجم پیش از میلاد مسیح در یونان برمی‌گردد، ماسک‌هایی هستند که در قسمت دهان شکلی شبیه به شاخ داشتند و با این شکل آکوستیکی به خصوص، صدای بازیگران در آمفی‌تئاترها را تقویت می‌کردند.

شکل ۱ – بلندگوی کوچک ورزشی

در سال ۱۹۶۵، رابرت هوک[۴]، اولین کسی بود که با اختراع «تلفن عاشقان»[۵] از طریق کانال ارتباطی‌ای جز هوا، برای انتقال صوت استفاده کرد؛ این وسیله، سیمی بود که به دو سر آن، فنجانی وصل شده بود. (شکل ۲)

در سال ۱۸۶۱، یوهان فلیپ ریز[۶]، مخترع آلمانی، فرستنده‌ی صوتی اولیه‌ای ساخت که شامل یک نوار فلزی متصل به غشای ارتعاشی بود که می‌توانست جریان الکتریکی تولید کند (تلفن ریس[۷]). چند سال بعد، در سال ۱۸۷۶، الکساندر گراهام بل[۸] و الیشا گری[۹] با اختراع فرستنده‌ی مایع[۱۰] نتایج بهتری به دست آوردند؛ در این وسیله، دیافراگم، در محیط اسیدی، به یک میله‌ی رسانا وصل شده بود. در هر حال، سیستم‌های اختراع شده تا این زمان، کیفیت صدای خیلی ضعیفی داشتند.

اولین میکروفنی که امکان ارتباط صوتی مناسب را برقرار کرد، میکروفن کربنی (بدون اتصال) بود که به طور هم‌زمان، در دو گروه به طور مستقل یعنی دیوید ادوارد هیوز[۱۱] در انگلستان و امیلی برلینر[۱۲] و توماس ادیسون[۱۳] در امریکا اختراع شد؛ هر چند حق ثبت اختراع این وسیله، پس از مشاجرات حقوقی طولانی در اواسط ۱۸۷۷ به توماس ادیسون داده شد ولی به این خاطر که هیوز، چند سال پیش، وسیله‌ی خود را در مقابل بسیاری از شاهدان به نمایش گذاشته بود، بسیاری از مورخان، اعتبار اختراع را به هیوز داده‌اند.

میکروفن کربنی، نمونه‌ی اولیه‌ی بسیاری از میکروفن‌های امروزی است که در توسعه‌ی تکنولوژی‌های مربوطه‌ی به کاررفته در تلفن و صنعت صدا و تصویر، نقش غیرقابل انکاری داشته است. توماس ادیسون، در سال ۱۸۸۶، میکروفن کربنی را در فرستنده‌ی دکمه‌ کربنی[۱۴] بهبود داد؛ این میکروفن سال ۱۹۱۰ در اولین پخش رادیویی در اپرای متروپولیتن نیویورک مورد استفاده قرار گرفت.

در سال ۱۹۱۶، ای سی ونت[۱۵] از شرکت وسترن الکترونیک[۱۶] با اختراع اولین میکروفن خازنی[۱۷] پیشرفت خارق‌العاده‌ی بعدی را رقم زد. در سال ۱۹۲۳، تکنولوژی به حدی رسید که اولین میکروفن با سیم‌پیچ متحرک به صورت عملی ساخته شود. میکروفن داینامیک مارکونی – سایکس[۱۸] که توسط کاپیتان اچ جِی روند[۱۹] ساخته شد به استانداردی برای استودیوهای بی بی سی لندن تبدیل شد. این وضعیت تا سال ۱۹۳۰، زمانی که آلن بلوملین و هربرت هولمن، میکروفن HB1A را ساختند، ادامه داشت؛ پس از آن HB1A به بهترین استاندارد برای آن سال‌ها تبدیل شد.

در سال ۱۹۲۳، میکروفن نواری[۲۰] معرفی شد. میکروفن الکترومغناطیس دیگری که تصور می‌شود توسط هری اف السون[۲۱] ساخته شده باشد و اساسا ساخت آن با مهندسی معکوس کردن بلندگوهای نواری انجام شده است. در گذر سال‌ها، میکروفن‌ها توسط شرکت‌های مختلف توسعه یافته‌اند که در این بین نقش شرکت RCA غیرقابل انکار است و بسیاری از پیشرفت‌ها در الگوی دریافت میکروفن‌ها برای بهینه‌سازی جهت‌وری آن‌ها توسط این شرکت به دست آمده است.

با پیشرفت تکنولوژی و افزایش تقاضای میکروفن‌ها در سینما و تلویزیون، نیاز به میکروفن‌ها با کیفیت صدای بالاتر و جهت‌وری بیش‌تر هر چه بیش‌تر احساس می‌شد. در سال ۱۹۶۳ الکتروویس[۲۲]، با رونمایی از اولین میکروفن شات‌گان، یه این نیاز پاسخ داد و در همان سال این میکروفن، برنده‌ی جایزه‌ی آکادمی شد.

در نیمه‌ی دوم قرن بیستم، با معرفی دو میکروفن SM57 و SM58 که توسط برادران شور[۲۳] ساخته شد، سرعت زیادی گرفت.

شکل ۴ – مصاحبه‌ی جک براون با هامفری بوگارت و لورن باکال در خلال جنگ جهانی دوم

آخرین تحقیقات ِساخت میکروفن، در زمینه‌ی توسعه‌ی تکنولوژی‌های فیبر نوری، لیزر و تداخل‌سنج‎[۲۴] در حال انجام است.


[۱] transducer

[۲] Voice over Internet Protocol

[۳] megaphones

[۴] Robert Hooke

[۵] lovers’ telephone

[۶] Johann Philipp Reis

[۷] Reis telephone

[۸] Alexander Graham Bell

[۹] Elisha Gray

[۱۰] liquid transmitter

[۱۱] David Edward Hughes

[۱۲] Emile Berliner

[۱۳] Thomas Edison

[۱۴] carbon-button transmitter

[۱۵][۱۵] E.C. Wente

[۱۶] Western Electric

[۱۷] condenser microphone

[۱۸] Marconi-Sykes

[۱۹] Captain H. J. Round

[۲۰] ribbon microphone

[۲۱] Harry F. Olson

[۲۲] Electro-Voice

[۲۳] Shure

[۲۴] ابزاری که در آن از تداخل امواج استفاده می شود تا با کمک طول موج، اندازه‌گیری‌های دقیقی از طول جابجایی انجام شود.