マイクロフォン

マイクロフォンは、口語的にはマイク（/ m aɪ k /）^[1]またはマイク^[a]と呼ばれ、音を電気信号に変換する変換器です。マイクロフォンは、電話、補聴器、コンサートホールや公共イベント用の拡声システム、映画制作、ライブおよび録音されたオーディオエンジニアリング、録音、双方向ラジオ、メガホン、ラジオやテレビ放送など、多くの用途で使用されています。また、コンピューターや携帯電話などの電子機器でも、音声の録音、音声認識、VoIP 、超音波センサーやノックセンサーなどの他の目的で使用されています。

現在、音波の空気圧の変化を電気信号に変換するさまざまな方法を採用した、数種類のマイクが使用されています。最も一般的なマイクは、磁場内に吊り下げられたコイル状のワイヤーを使用するダイナミック マイク、振動するダイヤフラムをコンデンサープレートとして使用するコンデンサー マイク、および圧電材料の結晶を使用するコンタクト マイクです。通常、マイクは、信号を録音または再生する前にプリアンプに接続する必要があります。

より大勢の人々に話しかけるためには、人間の声の音量を上げる必要が生じました。これを実現するために使用された最も初期の装置は音響メガホンでした。最初の例のいくつかは、紀元前5世紀のギリシャで、円形劇場の俳優の声を音響的に増幅する角状の口の開いた劇場の仮面でした。^[4] 1665年、イギリスの物理学者ロバート・フックは、両端にカップが付いた引き伸ばされたワイヤーで作られた「恋人たちの電話」を発明し、空気以外の媒体で実験した最初の人物でした。^[5]

1856年、イタリアの発明家アントニオ・メウチは、磁場内でコイル状の電線をさまざまな深さまで動かすことで電流を発生させるダイナミックマイクを開発した。この変調方法は、電話技術でも最も長く使われた方法だった。メウチは1857年にこの装置について次のように書いている。「振動するダイヤフラムと、その周囲を螺旋状の電線が巻かれた通電磁石で構成されている。振動するダイヤフラムは磁石の電流を変化させる。この電流の変化は電線のもう一方の端に伝わり、受信ダイヤフラムに同様の振動を生じさせて言葉を再現する。」^[6]

1861年、ドイツの発明家ヨハン・フィリップ・ライスは、断続的な電流を生成する振動膜に取り付けられた金属片を使用した初期の音声送信機（「ライス電話」）を製作しました。1876年にアレクサンダー・グラハム・ベルとエリシャ・グレイの初期の電話で「液体送信機」設計によりより良い結果が得られました。振動板は酸性溶液中の導電性ロッドに取り付けられていました。^[7]しかし、これらのシステムでは音質が非常に悪かったです。

適切な音声通話を可能にした最初のマイクロフォンは、（緩い接触の）カーボンマイクロフォンでした。これは、イギリスではデイビッド・エドワード・ヒューズ、アメリカではエミール・ベルリナーとトーマス・エジソンがそれぞれ独自に開発しました。エジソンは（長い法廷闘争の末）1877年半ばに最初の特許を取得しましたが、ヒューズはその数年前に多くの目撃者の前で実際に動作する装置を実演しており、ほとんどの歴史家は発明者を彼だと考えています。^{[8] [9] [10] [11]}ベルリナーのマイクロフォンは、アレクサンダー・グラハム・ベルが電話で使用したことで商業的に成功し、ベルリナーはベルに雇われました。^[12]カーボンマイクロフォンは、電話、放送、録音産業の発展に不可欠でした。^[13]トーマス・エジソンは、1886年にカーボンマイクロフォンを改良してカーボンボタン送信機を開発しました。 ^{[10] [14]}このマイクロフォンは、 1910年にニューヨークメトロポリタンオペラハウスで行われた最初のラジオ放送で使用されました。 ^[15]

1916年、ウェスタン・エレクトリック社のECウェンテが初のコンデンサーマイクを開発し、次のブレークスルーを成し遂げた。^[16] 1923年には初の実用的なムービングコイルマイクが作られた。HJラウンド大尉が開発したマルコーニ・サイクス磁気電話は、ロンドンのBBCスタジオの標準となった。^{[17] [18]これは1930年に}アラン・ブルムラインとハーバート・ホルマンによって改良され、HB1Aが発売され、当時の最高の標準となった。^[14]

1923年には、もう一つの電磁気式マイクであるリボンマイクも発表された。これはハリー・F・オルソンが開発したと考えられており、リボンスピーカーのコンセプトをマイクに応用した。^[19]長年にわたり、これらのマイクはいくつかの企業によって開発され、最も有名なのはRCAで、マイクに指向性を与えるためにパターン制御で大きな進歩を遂げた。テレビや映画の技術が急成長したため、高忠実度のマイクとより高い指向性が求められた。エレクトロボイスは1963年にアカデミー賞を受賞したショットガンマイクでこれに応えた。^[20]

20世紀後半にはシュア兄弟がSM58とSM57を発売し、開発は急速に進みました。^[21]

マイクロフォンは、トランスデューサーの原理 (コンデンサー、ダイナミックなど) と指向特性 (無指向性、カーディオイドなど) によって分類されます。マイクロフォンを説明するために、ダイヤフラムのサイズ、使用目的、マイクロフォンの主軸 (エンド アドレスまたはサイド アドレス) への主な音入力の方向などの他の特性が使用される場合もあります。

コンデンサーマイクは、1916年にウェスタンエレクトリック社のECウェンテによって発明されました^{[22] 。}コンデンサーマイクまたは静電マイクとも呼ばれ、コンデンサは歴史的にコンデンサーと呼ばれていました。ダイヤフラムはコンデンサの1つのプレートとして機能し、オーディオの振動によってプレート間の距離が変化します。プレートの静電容量はプレート間の距離に反比例するため、振動によって静電容量が変化します。これらの静電容量の変化を利用してオーディオ信号を測定しま^[23]。固定プレートと可動プレートのアセンブリは、エレメントまたはカプセルと呼ばれます。

コンデンサー マイクは、電話の送話口から安価なカラオケ マイク、高忠実度録音マイクまで、さまざまな種類があります。コンデンサー マイクは一般に高品質のオーディオ信号を生成するため、現在では研究室や録音スタジオでよく使用されています。この技術が本質的に優れているのは、音波に多くの作業を必要とする他のマイク タイプと比較して、入射音波によって移動する必要がある質量が非常に小さいためです。

コンデンサー マイクには、機器のマイク入力からファンタム電源として、または小型バッテリーから供給される電源が必要です。電源は、コンデンサー プレート電圧を確立するために必要であり、マイクの電子機器に電力を供給するためにも必要です。コンデンサー マイクには、カーディオイド、無指向性、8 の字型など、さまざまな極性パターンを提供するために電気的に接続できる 2 つのダイヤフラムを備えたものもあります。Røde NT2000 や CAD M179 などの一部のマイクでは、パターンを連続的に変化させることもできます。

コンデンサー マイクには、トランスデューサーからオーディオ信号を抽出する方法に応じて、DC バイアス マイクと、無線周波数 (RF) または高周波 (HF) コンデンサー マイクの 2 つの主なカテゴリがあります。

DC バイアス コンデンサー マイクロフォンでは、プレートは固定電荷 ( Q ) でバイアスされます。コンデンサ プレートにかかる電圧は、静電容量方程式 (C = Q ⁄ V )に従って空気の振動とともに変化します。ここで、 Q =クーロン単位の電荷、C =ファラッド単位の静電容量、V =ボルト単位の電位差です。コンデンサにはほぼ一定の電荷が維持されます。静電容量が変化すると、コンデンサにかかる電荷はわずかに変化しますが、可聴周波数ではほぼ一定です。カプセルの静電容量 (約 5 ～ 100  pF ) とバイアス抵抗器の値 (100  MΩ～ 数十 GΩ) によって、オーディオ信号に対してはハイパス、バイアス電圧に対してはローパスとなるフィルタが形成されます。RC回路の時定数は、抵抗と静電容量の積に等しいことに注意してください。

静電容量の変化の時間枠内 (20 Hz のオーディオ信号で最大 50 ms) では、電荷は実質的に一定であり、コンデンサーの両端の電圧は静電容量の変化を反映して瞬時に変化します。コンデンサーの両端の電圧は、バイアス電圧の上下で変化します。バイアスとコンデンサーの電圧差は、直列抵抗器の両端で見られます。抵抗器の両端の電圧は、パフォーマンスや録音のために増幅されます。ほとんどの場合、マイク自体の電子機器は電圧ゲインに寄与しません。電圧差は非常に大きく、高音レベルでは最大数ボルトになるからです。

RF コンデンサー マイクは、低ノイズ発振器によって生成される比較的低い RF 電圧を使用します。発振器からの信号は、カプセル ダイアフラムを動かす音波によって生じる静電容量の変化によって振幅変調されるか、またはカプセルが発振器信号の周波数を変調する共振回路の一部である可能性があります。復調により、非常に低いソース インピーダンスを持つ低ノイズのオーディオ周波数信号が生成されます。高いバイアス電圧がないため、張力が緩いダイアフラムを使用できます。これにより、コンプライアンスが高くなり、より広い周波数応答を実現できます。RF バイアス処理により、カプセルの電気インピーダンスが低くなります。その便利な副産物として、RF コンデンサー マイクは、絶縁表面が汚染された DC バイアス マイクで問題が発生する可能性のある湿気の多い気象条件でも動作できます。Sennheiser MKH シリーズのマイクは、 RF バイアス技術を使用しています。同じ物理原理を秘密裏に遠隔操作で応用した「ザ・シング」と呼ばれる装置が、ソ連の発明家レオン・テルミンによって考案され、1945年から1952年にかけてモスクワの米国大使公邸への盗聴に使用された。

エレクトレットマイクロフォンは、1962年にベル研究所のゲルハルト・セスラーとジム・ウェストによって発明されたコンデンサーマイクロフォンの一種です。 ^[24]従来のコンデンサーマイクロフォンに使用される外部から印加される電荷​​は、エレクトレット材料内の永久電荷に置き換えられます。エレクトレットは、永久に電気的に帯電または分極された強誘電体材料です。名前は静電気と磁石に由来しています。静電気は、材料内の静電気の整列によってエレクトレットに埋め込まれます。これは、鉄片の磁区を整列させることで 永久磁石が作られるのとよく似ています。

エレクトレットマイクは性能が良く、製造が容易で、したがってコストが低いため、今日製造されているマイクの大部分はエレクトレットマイクです。半導体メーカーは、年間生産台数を10億台以上と見積もっています。^{[25]エレクトレットマイクは、高品質の録音や}ラベリア（ラペルマイク）から、小型の録音機器や電話の内蔵マイクまで、多くの用途で使用されています。MEMSマイクが普及する前は、携帯電話、コンピューター、PDA、ヘッドセットのマイクのほとんどがエレクトレットタイプでした。^[要出典]

他のコンデンサ マイクとは異なり、これらのマイクには分極電圧は必要ありませんが、多くの場合、電源を必要とするプリアンプが内蔵されています。このプリアンプは、音響強化やスタジオ アプリケーションでファンタム電源で駆動されることがよくあります。パーソナル コンピューター(PC) 用に設計されたモノラル マイク (マルチメディア マイクと呼ばれることもあります) は、ステレオ接続に通常使用される 3.5 mm プラグを使用します。リングは、2 番目のチャネルの信号を伝送するのではなく、電源を伝送します。

バルブマイクは真空管アンプを使用するコンデンサーマイクです。^[26]真空管サウンドの愛好家の間では今でも人気があります。

ダイナミックマイク(ムービング コイル マイクとも呼ばれる)は、電磁誘導によって動作します。堅牢で、比較的安価で、湿気に強いという特徴があります。また、フィードバックが発生する前にゲインを高くできる可能性もあるため、ステージ上での使用に人気があります。

ダイナミック マイクは、スピーカーと同じダイナミック原理を逆の形で使用します。永久磁石の磁場内に配置された小さな可動誘導コイルが振動板に取り付けられています。マイクの風防を通して音が入ると、音波が振動板を動かし、それが磁場内でコイルを動かし、電磁誘導によってコイル全体に変化する電圧が発生します。

リボン マイクは、磁場内に吊り下げられた、通常は波形の薄い金属リボンを使用します。リボンはマイクロフォンの出力に電気的に接続されており、磁場内でのリボンの振動によって電気信号が生成されます。リボン マイクは、磁気誘導によって音を生成するという点でムービング コイル マイクに似ています。基本的なリボン マイクは、リボンが両側で開いているため、双方向 (下の図のように 8 の字型とも呼ばれます) パターンで音を検出します。また、リボンの質量ははるかに小さいため、音圧ではなく空気の速度に反応します。通常のステレオ録音では、対称的な前面ピックアップと背面ピックアップが邪魔になることがあります。リボン マイクを水平に配置する (たとえばシンバルの上) ことで、背面ローブがシンバルからの音のみを拾うようにすることで、ハイサイド リジェクションを有利に利用できます。交差した 8 の字型、またはBlumlein ペアによるステレオ録音が人気を集めており、リボン マイクの 8 の字型応答はその用途に最適です。

その他の指向性パターンは、リボンの片側を音響トラップまたはバッフルで囲むことで生成され、音が片側だけに届くようになります。クラシックなRCA タイプ 77-DX マイクロフォンには、内部バッフルの位置を外部から調整できる箇所がいくつかあり、「8 の字」から「単一指向性」まで、いくつかの応答パターンを選択できます。このような古いリボン マイクロフォンは、今でも高品質のサウンド再生を提供するものもありますが、この理由でかつては高く評価されていましたが、リボンを非常に緩く吊り下げた場合にのみ、良好な低周波応答が得られ、そのため比較的壊れやすくなっていました。新しいナノマテリアルを含む最新のリボン材料^[27]が導入され、これらの懸念が解消され、低周波でのリボン マイクロフォンの有効ダイナミック レンジが向上しています。保護用のウィンド スクリーンは、ビンテージ リボンを損傷する危険性を減らし、録音時の破裂音のアーティファクトも減らすことができます。適切に設計されたウィンド スクリーンは、高音の減衰を無視できるほど小さくします。他のクラスのダイナミック マイクロフォンと同様に、リボン マイクロフォンにはファンタム電源は必要ありません。実際、この電圧は古いリボン マイクを損傷する可能性があります。最新のリボン マイクの設計にはプリアンプが組み込まれているため、ファンタム電源が必要です。また、最新のパッシブ リボン マイク (前述のプリアンプのないマイク) の回路は、ファンタム電源によるリボンとトランスへの損傷に耐えるように特別に設計されています。また、風の衝撃やファンタム電源の影響を受けない新しいリボン素材も販売されています。

カーボン マイクは最も初期のタイプのマイクです。カーボン ボタン マイク (または単にボタン マイクと呼ばれることもあります) は、ベルリナー マイクやエジソン マイクのように、2 枚の金属板の間に押し込まれたカーボン グラニュールを含むカプセルまたはボタンを使用します。金属板に電圧が加えられると、カーボンに小さな電流が流れます。プレートの 1 つであるダイヤフラムは、入射音波に共鳴して振動し、カーボンにさまざまな圧力をかけます。圧力の変化によってグラニュールが変形し、隣接するグラニュールの各ペア間の接触面積が変化し、グラニュールの塊の電気抵抗が変化します。抵抗の変化によって、マイクを流れる電流がそれに応じて変化し、電気信号が生成されます。カーボン マイクはかつて電話でよく使用されていました。音質が非常に低く、周波数応答範囲が非常に限られていますが、非常に堅牢なデバイスです。比較的大きなカーボン ボールを使用した Boudet マイクは、グラニュール カーボン ボタン マイクに似ていました。^[28]

他のタイプのマイクとは異なり、カーボンマイクは一種の増幅器としても使用でき、少量の音響エネルギーを使用して大量の電気エネルギーを制御します。カーボンマイクは初期の電話中継器として使用され、真空管が登場する前の時代に長距離電話を可能にしました。ブラウンリレー^[29]と呼ばれるこれらの中継器は、磁気電話受信機をカーボンマイクに機械的に結合することで機能しました。受信機からの微弱な信号がマイクに転送され、そこでより強い電流が変調され、より強い電気信号が生成されて回線に送信されます。

クリスタルマイクまたはピエゾ マイク^{[30] は、}圧電現象(一部の材料が圧力を受けると電圧を生成する能力) を利用して、振動を電気信号に変換します。その一例が酒石酸カリウムナトリウムで、これは圧電結晶であり、マイクとしても薄型スピーカー部品としても変換器として機能します。クリスタル マイクは、かつては家庭用テープ レコーダーなどの真空管 (バルブ) 機器によく付属していました。その高い出力インピーダンスは、真空管入力段の高い入力インピーダンス (通常約 10 MΩ) とよく一致していました。初期のトランジスタ機器とのマッチングが難しく、一時期はダイナミック マイクに、その後は小型のエレクトレット コンデンサー デバイスにすぐに取って代わられました。クリスタル マイクの高インピーダンスにより、マイク自体と接続ケーブルの両方から発生するハンドリング ノイズの影響を非常に受けやすくなりました。

圧電トランスデューサーは、アコースティック楽器の音を増幅したり、ドラムの打撃を感知したり、電子サンプルをトリガーしたり、高圧下の水中などの厳しい環境で音を録音したりするためのコンタクト マイクとしてよく使用されます。アコースティック ギターのサドルに取り付けられたピックアップは、通常、サドルを通過する弦に接触する圧電デバイスです。このタイプのマイクは、一般的なエレキギターでよく見られる磁気コイル ピックアップとは異なります。磁気コイル ピックアップは、振動を拾うために機械的結合ではなく磁気誘導を使用します。

光ファイバーマイクロフォンは、従来のマイクロフォンのように静電容量や磁場の変化を感知するのではなく、光の強度の変化を感知することで音波を電気信号に変換します。^{[31] [32]}

動作中、レーザー光源からの光は光ファイバーを通って反射ダイヤフラムの表面を照らします。ダイヤフラムの音響振動により、特定の方向にダイヤフラムから反射する光の強度が調整されます。調整された光は、2 番目の光ファイバーを介して光検出器に伝送され、強度調整された光は伝送または録音用にアナログまたはデジタル オーディオに変換されます。光ファイバー マイクは、最高の高忠実度の従来のマイクと同様に、高いダイナミック レンジと周波数範囲を備えています。

光ファイバー マイクは、電気、磁気、静電、または放射性の場に対して反応したり、影響を与えたりしません (これをEMI/RFI耐性と呼びます)。したがって、光ファイバー マイクの設計は、産業用タービンの内部や磁気共鳴画像(MRI) 装置環境など、従来のマイクが効果を発揮しない、または危険な領域での使用に最適です。

光ファイバー マイクは堅牢で、熱や湿度などの環境変化に耐性があり、あらゆる方向性やインピーダンス整合に合わせて製造できます。マイクの光源と光検出器間の距離は、プリアンプやその他の電気機器を必要とせずに最大数キロメートルまで離れることができるため、光ファイバー マイクは産業用および監視用の音響モニタリングに適しています。

光ファイバーマイクは、超低周波音の監視やノイズキャンセリングなどの非常に特殊な用途で使用されています。特に医療用途で有用であることが証明されており、MRIスイート内や遠隔制御室で、強力でノイズの多い磁場内で放射線科医、スタッフ、患者が通常通り会話できるようにするなどです。^[33]その他の用途としては、産業機器の監視、オーディオの校正と測定、高忠実度録音、法執行などがあります。^[34]

レーザー マイクは、マイク装置から離れた場所から音を拾うことができるため、映画ではスパイ ガジェットとしてよく登場します。レーザー ビームは、音の影響を受ける窓などの平面の表面に向けられます。この表面の振動によってビームが反射される角度が変わり、戻ってきたビームからのレーザー スポットの動きが検出され、オーディオ信号に変換されます。

より堅牢で高価な実装では、戻ってきた光が分割されて干渉計に送られ、反射ビームの光路長の変化によって表面の動きが検出されます。前者の実装は卓上実験ですが、後者には非常に安定したレーザーと精密な光学系が必要です。

新しいタイプのレーザー マイクは、レーザー ビームと煙または蒸気を使用して自由空気中の音の振動を検出するデバイスです。2009 年 8 月 25 日、レーザー ビームの経路に煙または蒸気の流れがあるレーザー光電セル ペアに基づく微粒子フロー検出マイクの米国特許 7,580,533 が発行されました。音圧波によって煙が乱れ、光検出器に到達するレーザー光の量に変化が生じます。このデバイスのプロトタイプは、2009 年 10 月 9 日から 12 日までニューヨーク市で開催された第 127 回オーディオ エンジニアリング協会の大会でデモされました。

初期のマイクロフォンは、アレクサンダー・グラハム・ベルが可変抵抗のマイクロフォン/送信機などの改良を施すまで、理解可能な音声を生成できませんでした。ベルの液体送信機は、少量の硫酸を加えた水で満たされた金属カップで構成されていました。音波によってダイヤフラムが動き、針が水中で上下に動きます。すると、ワイヤーとカップ間の電気抵抗は、水中に沈んだ針の周りの水メニスカスのサイズに反比例しました。エリシャ・グレイは、針の代わりに真鍮の棒を使用するバージョンの警告を提出しました。 ^{[いつ? ]} マジョランナ、チェンバース、ヴァンニ、サイクス、エリシャ・グレイによって液体マイクロフォンに対するその他の小さなバリエーションと改良が加えられ、1つのバージョンは1903年にレジナルド・フェッセンデンによって特許を取得しました。これらは最初の実用的なマイクロフォンでしたが、商用には実用的ではありませんでした。ベルとワトソンの間の有名な最初の電話会話は、液体マイクロフォンを使用して行われました。

MEMS （微小電気機械システム）マイクは、マイクチップまたはシリコンマイクとも呼ばれます。圧力感知ダイアフラムは、MEMS処理技術によってシリコンウェーハに直接エッチングされ、通常は集積プリアンプが付属しています。[ ^{35]ほとんどのMEMSマイクは、コンデンサーマイク設計のバリエーションです。デジタルMEMSマイクには、同じCMOSチップ上に}アナログ-デジタルコンバーター（ADC）回路が組み込まれているため、チップがデジタルマイクになり、現代のデジタル製品との統合が容易になります。 MEMSシリコンマイクを生産している主なメーカーは、Wolfson Microelectronics（WM7xxx、現Cirrus Logic）^{[36] 、InvenSense（Analog Devices [37]}が販売した製品ライン）、Akustica（AKU200x）、Infineon（SMM310製品）、Knowles Electronics、Memstech（MSMx）、NXP Semiconductors（Knowles ^[38]が買収した部門）、Sonion MEMS、Vesper、AAC Acoustic Technologies、^[39]、Omronです。^[40]

最近では、2010年代以降、既存のコンデンサ型MEMS設計から大幅に構造的および材料的に変更された圧電MEMSマイクの製造への関心と研究が高まっています。^[41]

プラズママイクロフォンでは、イオン化されたガスのプラズマアークが使用されます。音波はプラズマの周囲の圧力に変化を引き起こし、次に温度の変化を引き起こし、プラズマの伝導性を変化させます。これらの伝導性の変化は、プラズマへの電源に重畳された変化として検出できます。^[42]これは実験的なマイクロフォンです。

スピーカーは電気信号を音波に変換する変換器であり、マイクロフォンの機能とは逆の機能を果たします。従来のスピーカーはダイナミック マイクロフォン (振動板、コイル、磁石) と構造が似ているため、実際にはスピーカーはマイクロフォンとして「逆」に機能します。相互性が適用されるため、結果として得られるマイクロフォンには、低域と高域の周波数応答が制限され、指向性が適切に制御されず、感度が低いという、シングル ドライバー スピーカーと同じ欠点があります。実際の使用では、インターコム、トランシーバー、ビデオ ゲームの音声チャット周辺機器など、高帯域幅と高感度が必要ないアプリケーションや、従来のマイクロフォンが不足しているときに、スピーカーがマイクロフォンとして使用されることがあります。

しかし、これらの弱点を悪用した実用的なアプリケーションが少なくとも1つあります。それは、ドラムセットの「キックドラム」（バスドラム）のすぐ前に置かれた中型のウーファーをマイクとして使うことです。市販製品の例としては、ヤマハのサブキックがあります。これは、キックドラムの前で使われる10インチのドラムシェルにショックマウントされた6.5インチ（170 mm）のウーファーです。比較的大きな膜は、強い低周波の過渡現象に耐えることはできるものの、高周波を変換することはできないため、このスピーカーはキックドラムの音を拾いながら近くのシンバルやスネアドラムからの音漏れを減らすのに最適です。^[43]

指向性の違いの主な原因は、マイクロフォンの内部要素です。圧力型マイクロフォンは、固定された内部容積の空気と環境の間にダイヤフラムを使用し、あらゆる方向からの圧力に均一に反応するため、無指向性であると言われています。圧力勾配型マイクロフォンは、両側が少なくとも部分的に開いているダイヤフラムを使用します。両側の圧力差によって、指向特性が生成されます。マイクロフォンの外形や干渉管などの外部デバイスなどの他の要素も、マイクロフォンの指向性応答を変える可能性があります。純粋な圧力勾配型マイクロフォンは、前面または背面から到着する音に対しては同等に感度がありますが、側面から到着する音には感度がありません。これは、前面と背面に同時に到着する音は、2 つの間に勾配を生じないためです。純粋な圧力勾配型マイクロフォンの特徴的な指向性パターンは、8 の字型です。他の極性パターンは、これら 2 つの効果をさまざまな方法で組み合わせたカプセルを作成することによって得られます。たとえば、カーディオイドは、部分的に閉じた背面を特徴とするため、その応答は圧力と圧力勾配特性の組み合わせになります。^[44]

• マイクの極性感度。各図ではマイクがページと平行で上を向いている。^[45]
• 
  全方向
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  サブカーディオイド
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  カーディオイド
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  スーパーカーディオイド
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  ハイパーカーディオイド
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  双方向または8の字型
• 
  ローバー

マイクロフォンの指向性または極性パターンは、中心軸の周りのさまざまな角度で到達する音に対する感度を示します。上に示した極性パターンは、特定の音圧レベル(SPL) がその点から生成された場合にマイクロフォンで同じ信号レベル出力を生成する極座標の点の軌跡を表します。マイクロフォンの物理的な本体が図に対してどのように向けられるかは、マイクロフォンの設計によって異なります。Oktava (上図) などの大型膜マイクロフォンの場合、極性図の上方向は通常、マイクロフォン本体に対して垂直で、一般に「サイドファイア」または「サイドアドレス」と呼ばれます。Shure (上図) などの小型ダイヤフラム マイクロフォンの場合、通常はマイクロフォンの軸から伸びており、一般に「エンドファイア」または「トップ/エンド アドレス」と呼ばれます。

マイクの設計によっては、望ましい極性パターンを作成するために複数の原理を組み合わせているものもあります。これには、ハウジング自体によるシールド（回折/散逸/吸収を意味する）から二重膜の電子的組み合わせまでが含まれます。

全方向性(または無方向性) マイクの応答は、一般的に 3 次元で完全な球体であると考えられています。現実世界では、そうではありません。指向性マイクと同様に、「全方向性」マイクの極性パターンは周波数の関数です。マイクの本体は無限に小さいわけではなく、その結果、後方から到達する音に対して邪魔になり、極性応答がわずかに平坦化される傾向があります。この平坦化は、マイクの直径 (円筒形であると仮定) が問題の周波数の波長に達するにつれて大きくなります。したがって、直径が最も小さいマイクは、高周波数で最良の全方向性特性を提供します。

10 kHz での音の波長は 1.4 インチ (3.5 cm) です。最も小さい測定用マイクの直径は 1/4 インチ (6 mm) であることが多く、最高周波数まで指向性がほとんどなくなります。無指向性マイクはカーディオイドとは異なり、遅延として共振空洞を使用しないため、色付けが少ないという点では「最も純粋な」マイクであると考えられます。元の音にはほとんど何も加えません。圧力に敏感なので、20 Hz 以下まで非常に平坦な低周波応答を持つこともできます。圧力に敏感なマイクは、指向性 (速度に敏感な) マイクに比べて、風切り音や破裂音に対する応答もはるかに少なくなります。

応用分野：スタジオ、古い教会、劇場、テレビの現地インタビューなど^[46]

無指向性マイクの一例としては、丸い黒いエイトボールがあります。^[47]

単一指向性マイクは、主に 1 方向からの音のみに反応します。上の図 (lobar) は、こうしたパターンをいくつか示しています。各図では、マイクが上を向いています。特定の周波数の音の強さは、0 から 360° の放射状の角度でプロットされています。(専門的な図では、これらのスケールが示され、異なる周波数で複数のプロットが含まれています。ここで示す図は、一般的なパターンの形状とその名前の概要のみを示しています。)

最も一般的な単一指向性マイクロフォンはカーディオイドマイクロフォンで、感度パターンが「ハート型」（つまりカーディオイド）であることからそのように名付けられています。カーディオイド ファミリーのマイクロフォンは、他の方向からの音を遮断するのに優れているため、ボーカル マイクロフォンやスピーチ マイクロフォンとしてよく使用されます。3 次元では、カーディオイドはマイクロフォンを中心とするリンゴのような形をしており、マイクロフォンはリンゴの「茎」です。カーディオイド応答により、側面と背面からのピックアップが軽減され、モニターからのフィードバックを回避するのに役立ちます。これらの指向性トランスデューサー マイクロフォンは圧力勾配を感知してパターンを実現するため、音源に非常に近づけると（数センチメートルの距離）、勾配が大きくなるため低音が強調されます。これは近接効果として知られています。^[48] SM58 は 50 年以上にわたってライブ ボーカルに最もよく使用されているマイクロフォンであり^[49]、カーディオイド マイクの重要性と人気を証明しています。

カーディオイドは、実質的には無指向性（圧力型）マイクと8の字型（圧力勾配型）マイクの重ね合わせです。^[50]後ろから来る音波の場合、8の字型からの負の信号が無指向性要素からの正の信号を打ち消し、一方、前から来る音波の場合、2つは互いに加算されます。ただし、低周波数では、カーディオイドマイクは無指向性マイクとして動作します。

2 つのコンポーネントを異なる比率で組み合わせることで、無指向性と 8 の字型の間の任意のパターンを実現でき、これが第 1 次カーディオイド ファミリを構成します。一般的な形状は次のとおりです。

• ハイパーカーディオイドマイクはカーディオイドに似ていますが、8の字の寄与がわずかに大きく、前方感度の領域が狭く、後方感度のローブが小さくなります。これは、2つのコンポーネントを3:1の比率で組み合わせることで生成され、109.5°でヌルを生成します。この比率により、指向性係数（または指向性指数）が最大になります。^{[51] [52]}
• スーパーカーディオイドマイクはハイパーカーディオイドに似ていますが、前方ピックアップが多く、後方ピックアップが少ないという点が異なります。約5:3の比率で生成され、126.9°でヌルになります。この比率は前後比、つまり前方放射と後方放射のエネルギー比を最大化します。^{[51] [52]}
• サブカーディオイドマイクにはヌルポイントがありません。フロントピックアップとバックピックアップ間のレベルが3～10dBで、約7:3の比率で生成されます。^{[53] [54]}

このようなカーディオイドマイク/ハイドロフォンを3つ直交させて配置すると、ゲインが向上し、また、操縦可能なビームパターンを作成できます。^{[55] [56]}

「8の字型」または双方向性マイクは、エレメントの前面と背面の両方から均等に音を受信します。ほとんどのリボン マイクはこのパターンです。原則として、これらのマイクは音圧にはまったく反応せず、前面と背面の圧力の変化にのみ反応します。側面から到達する音は前面と背面に均等に到達するため、圧力に差はなく、したがってその方向からの音に対する感度はありません。より数学的に言えば、全方向性マイクはあらゆる方向からの圧力に反応するスカラートランスデューサーですが、双方向性マイクは、振動板の平面に垂直な軸に沿った勾配に反応するベクトルトランスデューサーです。これにより、背面から到達する音の出力極性が反転する効果もあります。

ショットガン マイクは、単純な一次単一指向性タイプの中で最も指向性が高いマイクです。低周波数では、ハイパーカーディオイドの典型的な極性応答を持ちますが、中周波数および高周波数では、干渉チューブによって前方応答が増加します。これは、スロットの縦方向配列に入る軸外波を打ち消すプロセスによって実現されます。この技術の結果、周波数によってレベルと角度が変化するいくつかの後方ローブが存在し、色付け効果を引き起こす可能性があります。

理想的とは言えない音響空間でマイクロホンを効果的に使用するためのいくつかのアプローチが開発されてきた。こうした音響空間では、空間を構成する1つ以上の表面（境界）からの過度の反射に悩まされることが多い。マイクロホンをこれらの境界の中またはそのすぐ近くに配置した場合、その表面からの反射は直接音と同じタイミングになるため、マイクロホンは半球状の極性パターンになり、明瞭度が向上する。当初、これは通常のマイクロホンを表面に隣接して配置することで行われ、音響的に透明なフォームのブロック内に置かれることもあった。音響エンジニアのエド・ロングとロン・ウィッカーシャムは、振動板を境界と平行に、境界に面して配置するという概念を考案した。^[57]特許は失効しているが、Pressure Zone MicrophoneとPZMは今もCrown Internationalの商標として有効である。

境界マイクは当初、無指向性要素を使用して実装されていましたが、指向性マイクを表面に十分近づけて取り付けることで、要素の指向特性を維持しながらこの手法の利点の一部を得ることもできます。このアプローチにおける Crown の商標はPhase Coherent Cardioid ( PCC)ですが、この手法を採用しているメーカーは他にもあります。

ラベリア マイクはハンズフリー操作用に作られています。これらの小型マイクは体に装着します。元々は首にかけたストラップで固定されていましたが、クリップ、ピン、テープ、または磁石で衣服に固定されることが多くなりました。ラベリア コー​​ドは衣服に隠れ、ポケット内の RF 送信機に接続するか、ベルトにクリップで留めるか (モバイル使用の場合)、ミキサーに直接接続します (固定アプリケーションの場合)。

ワイヤレス マイクは、ケーブル経由ではなく、無線または光信号として音声を送信します。通常は、小型の無線送信機を使用して、サウンド システムに接続された近くの受信機に信号を送信しますが、送信機と受信機が互いに見える範囲内にある場合は、赤外線を使用することもできます。^{[引用が必要]}

接触型マイクロホンは、空気中を伝わる音の振動ではなく、固体の表面または物体から直接振動を拾います。このマイクロホンの用途の 1 つは、小さな物体や昆虫などの非常に低いレベルの音を検出することです。マイクロホンは通常、磁気 (可動コイル) トランスデューサー、接触プレート、接触ピンで構成されます。接触プレートは楽器などの振動部分に直接配置され、接触ピンはコイルに振動を伝えます。接触型マイクロホンは、カタツムリの心音やアリの足音を拾うのに使用されてきました。このマイクロホンのポータブル バージョンが最近開発されました。スロート マイクロホンは接触型マイクロホンのバリエーションで、人の喉にストラップで固定して、その喉から直接音声を拾います。これにより、周囲の音のために話者の声が聞こえないような場所でもこのデバイスを使用できます。

パラボラ マイクは、パラボラアンテナ(衛星放送受信アンテナなど) が電波に対して行うのとほぼ同じように、パラボラ反射鏡を使用して音波を収集し、マイクの受信機に集中させます。このマイクは、前面感度が非常に高く、数メートル離れた場所から音を拾うことができるため、自然音の録音、屋外スポーツ イベント、盗聴、法執行、さらにはスパイ活動などによく使用されます。パラボラ マイクは、その設計上の副作用として低周波応答が劣る傾向があるため、標準的な録音用途にはあまり使用されません。

ステレオ マイクは、2 つのマイクを 1 つのユニットに統合して、ステレオ信号を生成します。ステレオ マイクは、ステレオ録音用に 2 つの別々のコンデンサー マイクを従来の XY 構成 (マイクの実践を参照) で構成することが実用的でない放送用途やフィールド録音でよく使用されます。このようなマイクの中には、2 つのチャンネル間のカバレッジ角度を調整できるものもあります。

ノイズキャンセリング マイクは、指向性が非常に高い設計で、騒音環境向けに設計されています。このような用途の 1 つは、航空機のコックピットで、ヘッドセットのブーム マイクとして通常取り付けられます。もう 1 つの用途は、ライブ イベントのサポートで、ライブ パフォーマンスに携わるボーカリストのために、大音量のコンサート ステージで使用されます。多くのノイズキャンセリング マイクは、反対の電気的極性にある 2 つのダイヤフラムから受信した信号、または電子的に処理された信号を結合します。デュアル ダイヤフラム設計では、メインのダイヤフラムを目的の音源に最も近い位置に取り付け、2 つ目のダイヤフラムを音源から離れた位置に配置するため、メインのダイヤフラムの信号から差し引く環境音を拾うことができます。2 つの信号が結合されると、目的の音源以外の音が大幅に低減され、明瞭度が大幅に向上します。その他のノイズキャンセリング設計では、マイクの側面と背面に開いているポートの影響を受ける 1 つのダイヤフラムを使用し、合計すると遠くの音が 16 dB 除去されます。クラウン社が開発した単一振動板を使用したノイズキャンセリングヘッドセットは、ガース・ブルックス、ブリトニー・スピアーズ、ジャネット・ジャクソンなどのボーカルアーティストに広く使用されている。^[58]ノイズキャンセリングマイクの中には、喉用マイクもいくつかある。

ライブ パフォーマンスでの音響強化、スタジオや映画のセットでの録音に使用されるマイクロフォンには、さまざまな標準技術が使用されています。1 つまたは複数のマイクロフォンを適切に配置することで、収集するサウンドの望ましい特徴を維持しながら、不要なサウンドを排除することができます。

能動回路を備えたマイクロフォン (ほとんどのコンデンサー マイクロフォンなど) は、能動部品を動作させるために電力を必要とします。これらの最初のマイクロフォンは、マルチピン ケーブルとコネクタを使用した、独立した電源ユニットを備えた真空管回路を使用していました。ソリッド ステート増幅の出現により、電力要件は大幅に削減され、オーディオと電源に同じケーブル導体とコネクタを使用することが実用的になりました。1960 年代には、主にヨーロッパでいくつかの電源供給方法が開発されました。2 つの主要な方法は、当初、ドイツの DIN 45595 で Tonaderspeisung  ^[de]または T 電源として、および DIN 45596 でファントム電源として定義されていました。1980 年代以降、ファントム電源は、同じ入力を電源付きマイクロフォンと電源なしマイクロフォンの両方に使用できるため、はるかに一般的になっています。DSLR やカムコーダーなどの民生用電子機器では、3.5 mm フォン プラグ コネクタを使用するマイクロフォン用の「プラグイン電源」がより一般的です。ファントム電源、T電源、プラグイン電源については国際規格IEC 61938に記載されています。^[59]

マイクで使用される最も一般的なコネクタは次のとおりです。

• プロ仕様マイクのXLRオスコネクタ
• 安価なミュージシャン用マイクでは、アンバランス型の1 ⁄ 4インチ (6.35 mm) TS (チップとスリーブ) フォン コネクタを使用する1 ⁄ 4 インチ (6.35 mm と呼ばれることもあります)フォン コネクタが使用されています。ハーモニカ マイクでは 、ギター アンプに通すために高インピーダンスの1 ⁄ 4インチ TS 接続 が一般的に使用されています
• プロシューマー カメラ、レコーダー、およびコンピューター マイクの3.5 mm ( 1 ⁄ 8インチ ミニと呼ばれることもあります ) TRS (チップ、リング、スリーブ) ステレオ (TS モノラルとしても使用可能) ミニ電話プラグ。
• USB を使用すると、PC に直接接続できます。USB 接続で電源が供給されるこれらのマイクの電子機器は、デジタル オーディオ データが USB インターフェイス経由で転送される前に、プリアンプと ADC を実行します。

一部のマイクは、ポータブル機器への接続に 5 ピン XLR やミニ XLR などの他のコネクタを使用します。一部のラベリア (または「ラペル」、ニュース レポーターのスーツの襟にマイクを取り付けていた時代から名付けられた) マイクは、無線パックなどのワイヤレス送信機への接続に独自のコネクタを使用します。2005 年以降、コンピューター ベースのソフトウェアに直接録音できるように設計された、USB 接続のプロ仕様のマイクが登場し始めました。

特定のマイク用のプリアンプを選択する場合、マイクのインピーダンスを知っておく必要があります。インピーダンスは周波数に依存する電気特性で、オーム (Ω) で測定され、電圧と電流を関連付けます。電力伝送を考慮しない場合、信号は一般に変化する電圧として伝送されますが、これはマイクの場合も同様です。最大の信号振幅を得るには、インピーダンス ブリッジングと呼ばれる方法を使用します。この構成では、マイクの出力インピーダンスはプリアンプの入力インピーダンスと比較して無視できるほど小さくする必要があります (実際には、プリアンプのインピーダンスはマイクのインピーダンスの少なくとも 10 倍が推奨されます)。そうすることで、信号の減衰は最小限に抑えられ、プロセスではほとんど電力が消費されません。^[60]

インピーダンス ブリッジングの主な代替手段は、与えられたソース インピーダンスに対して電力伝送を最大化するインピーダンス マッチングです。ただし、これは、アンプが非常に高価で大量の熱を発していた 20 世紀初頭以降は意味を持ちません。電話回線のアンプの数を減らすには、電力損失を最小限に抑える必要があり、ソースと負荷のインピーダンスをマッチングしました。インピーダンス マッチングの欠点は、プリアンプの入力に電圧レベルの半分しか現れないため、信号が 6 dB 失われることです。^[60]ただし、特定のリボン マイクとダイナミック マイクは例外です。これは、設計者が特定の負荷インピーダンスがマイクの内部電気音響減衰回路の一部であると想定しているためです。^{[61] [疑わしい–議論]}

マイクの種類によってインピーダンスは大きく異なりますが、これは設計によって異なります。パッシブ マイクの場合、この値はコイル (または同様のメカニズム) のインピーダンスと密接に関係しています。アクティブ マイクの場合、この値は内部のアンプ回路の出力インピーダンスを表します。

低インピーダンスは600Ω以下とみなされます。中インピーダンスは600Ωから10kΩの間とみなされます。高インピーダンスは10kΩ以上です。コンデンサーマイクはアンプを内蔵しているため、出力インピーダンスは通常50〜200Ωです。^{[60] [62]}

Audio Engineering Societyが発行した AES42 規格は、マイクのデジタル インターフェイスを定義します。この規格に準拠したマイクは、アナログ出力を生成するのではなく、XLR またはXLDオス コネクタを介してデジタル オーディオ ストリームを直接出力します。デジタル マイクは、AES42 規格に準拠した適切な入力接続を備えた新しい機器で使用することも、適切なインターフェイス ボックスを介して使用することもできます。AES42 規格に従って動作するスタジオ品質のマイクは、現在、多くのマイク製造業者から提供されています。

マイクロホンは構造が異なるため、音に対してそれぞれ特徴的な応答を示します。この応答の違いにより、位相応答と周波数応答が不均一になります。さらに、マイクロホンは音圧に対して均一に敏感ではなく、異なるレベルを受け入れても歪みません。科学的な用途ではより均一な応答を持つマイクロホンが望ましいですが、音楽録音ではそうではないことがよくあります。マイクロホンの不均一な応答によって、音に望ましい色付けが生じることがあるためです。マイクロホンの仕様には国際標準がありますが、^[63]それに準拠しているメーカーはほとんどありません。その結果、異なる測定技術が使用されているため、異なるメーカーから公開されたデータを比較することは困難です。ただし、メーカーがIEC 60268-4に従って仕様を提供していることがわかっていない限り、このデータやその他の公開データから確固とした結論を導き出す際には注意が必要です。

周波数応答図は、一般的に完全に軸上の音（カプセルに対して 0° で到達する音）に対する、周波数範囲（通常は 20 Hz から 20 kHz）でのマイクロフォンの感度をデシベル単位でプロットします。周波数応答は、テキストでは「30 Hz～16 kHz ±3 dB」のように、あまり情報を伝えない形で記述されることがあります。これは、指定された周波数間のほぼ平坦で直線的なプロットを意味し、振幅の変動はプラスまたはマイナス 3 dB 以下であると解釈されます。ただし、この情報から、変動がどの程度スムーズであるか、またはスペクトルのどの部分で発生するかを判断することはできません。「20 Hz～20 kHz」などの一般的な記述は、許容誤差のデシベル測定がなければ意味がありません。指向性マイクロフォンの周波数応答は、音源からの距離や音源の形状によって大きく異なります。IEC 60268-4 では、周波数応答は平面進行波条件（音源から非常に離れた場所）で測定する必要があると規定されていますが、これはめったに実用的ではありません。接話用マイクはさまざまな音源と距離で測定できますが、標準がないため、測定手法が説明されていない限り、異なるモデルのデータを比較する方法はありません。

自己ノイズまたは等価入力ノイズ レベルは、音がない状態でマイクロフォンが生成するのと同じ出力電圧を生成するサウンド レベルです。これはマイクロフォンのダイナミック レンジの最低点を表し、静かな音を録音する場合に特に重要です。この測定値は多くの場合dB(A)で表されます。これは、耳の聞こえ方に合わせて周波数重み付けされたデシベル スケールでのノイズの等価音量です。たとえば、「15 dBA SPL」(SPL は 20 マイクロパスカルに対する音圧レベル) などです。数値が低いほど良いです。一部のマイクロフォン製造元は、 ITU-R 468 ノイズ重み付けを使用してノイズ レベルを示しています。これは、人間のノイズの聞こえ方をより正確に表しますが、数値は 11～14 dB ほど高くなります。静かなマイクロフォンは通常、20 dBA SPL または 468 重み付けで 32 dB SPL を測定します。特殊な用途向けに、ノイズ レベルが 0 dB SPL 程度の Brüel & Kjaer 4179 などの非常に静かなマイクが何年も前から存在しています。最近では、ノイズ レベルが5～7 dBA と宣伝されているNeumannや Røde のモデルなど、低ノイズ仕様のマイクがスタジオ/エンターテイメント市場に導入されています。通常、これはカプセルと電子機器の周波数応答を変更してA 重み付け曲線内のノイズを低減することで実現されますが、広帯域ノイズは増加する可能性があります。^{[引用が必要]}

クリッピング レベルは、最大使用可能レベルの重要な指標です。通常、最大 SPL で引用される 1% の全高調波歪み(THD) の数値は、実際には非常に軽度の歪みレベルであり、特に短時間の高ピークではまったく聞こえません。クリッピングははるかに聞こえます。一部のマイクでは、クリッピング レベルが最大 SPL よりもはるかに高くなる場合があります。^{[引用が必要]}

マイクのダイナミック レンジは、ノイズ フロアと最大 SPL 間の SPL の差です。「120 dB」のように単独で記載すると、自己ノイズと最大 SPL の数値を個別に記載する場合よりも、伝達される情報が大幅に少なくなります。

感度は、マイクロフォンが音圧を出力電圧に変換する能力を示します。感度の高いマイクロフォンはより多くの電圧を生成するため、ミキサーや録音装置での増幅が少なくて済みます。これは実用的な問題ですが、マイクロフォンの品質を直接示すものではありません。実際、感度という用語は多少誤解を招くものであり、「変換ゲイン」 (または単に「出力レベル」) の方が意味があるかもしれません。なぜなら、真の感度は一般にノイズ フロアによって決まり、出力レベルの「感度」が高すぎるとクリッピング レベルが損なわれるからです。一般的な測定方法は 2 つあります。(推奨される) 国際標準は、1 kHz でのパスカルあたりのミリボルトで表されます。値が高いほど感度が高いことを示します。古いアメリカの方法は 1 V/Pa 標準を参照し、単純なデシベルで測定されるため、負の値になります。この場合も、値が高いほど感度が高いことを示し、-60 dB は -70 dB よりも感度が高くなります。^{[引用が必要]}

マイクの中には、スピーカーのテスト、騒音レベルの測定、その他の音響体験の定量化を目的としたものがあります。これらは校正済みのトランスデューサーであり、通常、周波数に対する絶対感度を記載した校正証明書が付属しています。測定用マイクの品質は、多くの場合、「クラス 1」、「タイプ 2」などの名称で表されますが、これはマイクの仕様ではなく、騒音計の仕様です。^[64]測定用マイクの性能を記述するためのより包括的な標準^[65]が最近採用されました。

測定用マイクロホンは一般にスカラー圧力センサーであり、全方向性の応答を示しますが、その物理的寸法の散乱プロファイルによってのみ制限されます。音響強度または音響パワーの測定には圧力勾配測定が必要であり、これは通常、少なくとも 2 つのマイクロホンのアレイを使用するか、熱線風速計を使用して行われます。

マイクロフォンで科学的な測定を行うには、その正確な感度 (V/ Pa単位) を知る必要があります。これはデバイスの寿命とともに変化する可能性があるため、測定用マイクロフォンを定期的に校正する必要があります。このサービスは、一部のマイクロフォン製造元と独立した認定試験機関によって提供されています。すべてのマイクロフォンの校正は、最終的には英国のNPL 、ドイツのPTB 、米国のNISTなどの国立測定機関の一次標準にトレーサブルであり、これらの機関では相互一次標準を使用して校正することが最も一般的です。この方法で校正された測定用マイクロフォンは、比較校正技術を使用して他のマイクロフォンを校正するために使用できます。

アプリケーションに応じて、測定用マイクは定期的に（通常は 1 年または数か月ごと）テストする必要があります。また、落下（ほとんどのマイクは、このリスクを軽減するためにフォームパッド入りのケースに入っています）や許容レベルを超える音にさらされるなど、損傷の可能性があるイベントが発生した後にもテストする必要があります。

マイク アレ​​イは、任意の数のマイクが連携して動作するものです。さまざまな用途があります。

• 周囲の騒音から音声入力を抽出するシステム（特に電話、音声認識システム、補聴器）
• サラウンドサウンドと関連技術
• 音による物体の位置特定:音響源の位置特定(例: 軍事用途で砲撃源の位置特定)。航空機の位置特定と追跡。
• 忠実度の高いオリジナル録音
• 皮下音の局所音響検出のための3D空間ビームフォーミング

通常、アレイは、空間の周囲に分散された全方向性マイクで構成され、結果を記録して一貫した形式で解釈する コンピューターに接続されています。

ウィンドスクリーン(またはウィンドシールド– 用語は互換可能) は、風がマイクに与える影響を軽減する方法を提供します。ポップスクリーンは一方向の爆風から保護しますが、フォームの「帽子」は全方向からグリルに侵入する風を遮断し、飛行船、ツェッペリン、バスケットはマイクを完全に覆い、本体も保護します。後者は、風切り音の極端に低周波の成分を考慮すると、マイクのハウジング内で誘発される振動がノイズ出力に大きく影響する可能性があるため重要です。

使用されるシールド素材 (金網、布、フォーム) は、音響インピーダンスがかなり高くなるように設計されています。音波を構成する比較的低い粒子速度の空気圧変化は、最小限の減衰で通過できますが、粒子速度が高い風ははるかに大きく妨げられます。素材の厚さを増やすと風の減衰は改善されますが、高周波オーディオ コンテンツが損なわれ始めます。これにより、単純なフォーム スクリーンの実用的なサイズが制限されます。フォームと金網は部分的にまたは完全に自立できますが、柔らかい布と金網はフレームに張るか、より粗い構造要素でラミネートする必要があります。

すべての風切り音は空気が最初に当たる表面で発生するため、シールドの周囲とマイクロフォン カプセルの間隔が広いほど、ノイズの減衰が大きくなります。ほぼ球形のシールドの場合、減衰は (ほぼ) その距離の 3 乗で増加します。フル バスケット ウィンドシールドでは、Joerg Wuttke ^[66]によって初めて説明された追加の圧力室効果があり、2 ポート (圧力勾配) マイクロフォンの場合、シールドとマイクロフォンの組み合わせがハイパス音響フィルターとして機能します。

表面の乱流が風切音の原因なので、粗大な乱流を減らすことで騒音の低減に寄与できる。空気力学的に滑らかな表面と、強力な渦流の発生を防ぐ表面の両方が効果的に利用されてきた。歴史的に、人工毛皮は繊維が微小な乱流を生み出し、音を立てずにエネルギーを吸収するため、この目的に非常に有効であることが証明されている。風雨で絡まっていなければ、毛皮の繊維は音響的に非常に透明だが、織りまたは編みの裏地によってかなりの減衰が得られる。素材としては、一貫性を持って製造することが難しく、現場で新品同様の状態を保つのが難しい。そのため、人工毛皮の使用を減らすことに関心が集まっている。^[67]

• 
  各種マイクカバー
• 
  2 つの録音が行われています。左側では飛行船が使用されています。右側ではオープンセル フォームの風防が使用されています。
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  「死んだ猫」と「死んだ子猫」のフロントガラス。死んだ子猫は、DSLR カメラのステレオ マイクを覆っています。名前の違いは、筐体のサイズによるものです。

• ジオフォン– 地中の音を感知するトランスデューサー
• ハイドロフォン– 水中の音を検知するトランスデューサー
• イオノフォン– プラズマベースのマイク
• マイク ブロッカー- 内蔵マイクを無効にするコンピュータ アクセサリ。
• マイクコネクタ
• 公称インピーダンス

• コーベット、イアン。『Mic It!: マイクロフォン、マイクロフォン技術、そして最終ミックスへの影響』CRC Press、2014 年。
• アーグル、ジョン。『マイクロフォンブック』。テイラー＆フランシス、2004年。
• 「マイクの発明」、歴史的視点、サイエンティフィック・アメリカン、1878 年 7 月 13 日、16 ページ

• ビンテージマイクの情報、写真、サウンドバイト
• マイク感度変換 - 1 V/Pa に対する dB と伝達係数 mV/Pa
• 1000 種類以上のマイクの仕様とコンポーネント情報を検索できるデータベース