Jenis Mikrofon Berdasarkan Cara Kerja

Mikrofon adalah alat yang biasa digunakan untuk berpidato atau menyanyi, karena mikrofon berfungsi sebagai transducer yaitu dapat mengubah gelombang suara manusia menjadi sinyal listrik agar dengan mudah untuk diperkuat.

Mikrofon selalu dihubungkan dengan alat pengeras suara (amplifier), agar keluaran mikrofon dalam bentuk sinyal listrik yang masih lemah tersebut dapat diperkuat semaksimal mungkin sesuai kebutuhan dan hasilnya dapat didengar melalui loud speaker.

Gambar. Penguat suara sederhana

Ada bermacam-macam jenis mikrofon berdasarkan cara kerjanya, antara lain sebagai berikut:

1. Mikrofon Karbon
2. Mikrofon Reluktansi Variabel
3. Mikrofon dengan Kumparan Bergerak
4. Mikrofon Kapasitor
5. Mikrofon Elektret
6. Mikrofon Piezoelektris

A. Mikrofon Karbon

Mikrofon ini bekerja berdasarkan pada resistansi variabel dimana konstruksinya dibuat dengan sebuah diafragma logam yang pada salah satu ujung dari sebuah kotak logam yang berbentuk silinder. Sebuah penghubung (contact) logam berbentuk plunyer dilekatkan pada diafragma itu sehingga gerakan diafragma dapat diteruskan melalui plunyer kepada butir-butir karbon didalam mikrofon tersebut. Sebuah kontak tetap lainnya yang terisolasi juga dibenamkan ke dalam butir-butir karbon untuk membentuk elektroda yang kedua. Bila gelombang suara yang menekan mengenai diafragma itu, plunyer akan terdorong dan memampatkan butir-butir karbon, sehingga menurunkan resistensi kontak diantaranya. Bila tidak ada tekanan resistansi akan naik kembali, sehingga dengan adanya getaran suara yang berubah-ubah akan menimbulkan perubahan nilai resistansi dan juga akan mengakibatkan perubahan sinyal output mikrofon.

Gambar. Konstruksi dan diagram mikrofon karbon

B. Mikrofon Reluktansi Variabel

Merupakan mikrofon jenis magnetic yang dibuat dengan sebuah diafragma bahan magnetic yang bergerak, seperti baja silicon yang tergantung di atas kepingan-kepingan kutub sebuah magnet permanen.

Kumparan-kumparan induksi digulung pada kepingan kutub itu dan dihubungkan menurut hubungan seri yang saling memperkuat. Bila tekanan udara pada diafragma meningkat akibat getaran suara, maka celah udara dalam rangkaian magnetis tersebut akan berkurang, sehingga mengurangi reluktansi dan mengakibatkan perubahan-perubahan magnetis yang terpusat didalam struktur magnetis itu.

Gambar. Konstruksi dan diagram mikrofon reluktansi variabel

Ketika garis-garis perubahan-perubahan (fluks) magnetis bergerak masuk, maka garis-garis akan memotong lilitan kumparan dan menginduksi suatu medan elektroinagnetik didalamnya. Bila diafragma bergerak menjauhi kepingan-kepingan kutub, celah udara melebar, reluktansi meningkat dan garis-garis fluks bergerak keluar dari kepingan-kepingan kutub sehingga mengimbas suatu medan elektromagnetis dengan polaritas yang berlawanan didalam kumparan, maka perubahan-perubahan itu menyebabkan sinyal yang keluar dari mikrofon berubah-ubah pula.

C. Mikrofon Kumparan Bergerak

Mikrofon dengan kumparan yang bergerak (Moving coil microphone), merupakan sebuah mikrofon dengan kumparan induksi yang digulungkan pada suatu silinder bukan magnetis yang dilekatkan pada diafragma dan dipasang di dalam celah udara berbentuk silinder dari suatu magnet permanen.

Diafragma dibuat dari bahan bukan logam, sedangkan kawat-kawat penghubung listrik ke kumparan direkatkan ke permukaan diafragma. Bila gelombang suara menggerakkan diafragma, maka kumparan akan bergerak maju mundur di dalam medan magnet, sehingga terjadi perubahan-perubahan magnetik yang melewati kumparan dan menghasilkan sinyal listrik.

Gambar. Konstruksi Mikrofon kumparan bergerak

D. Mikropon Kapasitor

Terdiri dari sebuah diafragma logam yang digantung dengan jarak yang sangat dekat terhadap sebuah pelat logam statis, dimana keduanya terisolasi sehingga menyerupai bentuk sebuah kapasitor.

Diafragma akan bergerak-gerak bila terkena getaran suara, hal itu akan mengakibatkan berubah-ubahnya jarak pemisah antara diafragma dan pelat statis yang mengakibatkan berubah-ubahnya nilai kapasitansi.

Diperlukan suatu tegangan DC konstan dari luar yang dihubungkan pada diafragma dan pelat logam statis lewat sebuah resistor beban, sehingga tegangan terminal mikrofon dapat berubah-ubah seiring dengan terjadinya perubahan tekanan udara akibat getaran suara.

Gambar. Konstruksi dan diagram mikrofon kapasitor

E. Mikrofon Elektret

Mikrofon ini merupakan jenis khusus dari mikrofon kapasitor yang sudah mempunyai sumber muatan sendiri yang terpasang didalamnya sehingga tidak perlu pencatu daya dari luar. Sumber muatan itu sebenarnya didapat dari suatu alat penyimpan muatan berupa bahan Teflon yang diproses dengan semestinya sehingga dapat menangkap muatan-muatan tetap dalam jumlah besar dan mempertahankannya untuk waktu tak terbatas. Lapisan tipis Teflon yang dilekatkan pada pelat logam statis, mengandung sejumlah besar muatan-muatan negative yang terperangkap yang kemudian diinduksikan sebagai suatu muatan bayangan kepada pelat statis dan diafragma logam yang dihubungkan padanya melalui sebuah resistor beban luar.

Muatan-muatan yang terperangkap pada satu sisi dan muatan bayangan pada sisi yang lain menimbulkan medan listrik pada celah yang membentuk kapasitor.
Tekanan udara yang berubah-ubah akibat getaran suara akan membuat berubah-ubahnya jarak antara diafragma dan pelat logam statis, sehingga nilai kapasitansi berubah dan mengakibatkan tegangan terminal mikrofon juga turut berubah.

Gambar. Konstruksi dan diagram mikrofon elektret

F. Mikrofon Piezoelektris

Adalah mikrofon yang tidak memerlukan sebuah pencatu daya karena jenis mikrofon ini terbuat dari bahan kristal aktif yang dapat menimbulkan tegangan sendiri bila diberikan getaran dari luar, sehingga dapat merupakan sebuah generator. Kristal dipotong menurut bidang-bidang tertentu untuk membentuk suatu irisan dan dengan elektroda-elektroda / pelat lempengan dilekatkan pada kedua permukaannya sehingga akan menunjukkan sifat-sifat piezoelektris.

Bila mendapat tekanan, kristal akan berubah bentuk {deform), akan terjadi perpindahan suatu muatan sesaat didalam susunan kristal tersebut sehingga dapat menimbulkan suatu beda potensial diantara kedua pelat-pelat lempengan. Sebaliknya bila suatu potensial listrik dikenakan antara kedua permukaan kristal itu, secara fisik kristal akan melengkung atau berubah bentuk.

Kristal langsung dapat menerima getaran suara tanpa harus dibentuk menjadi sebuah diafragma, sehingga dapat diperoleh respon frekuensi yang lebih baik dari pada mikrofon lainnya meskipun dengan suatu tingkat keluaran yang jauh lebih rendah, yaitu kurang dari 1 mV.

Gambar. Konstruksi dan diagram mikrofon piezoelectric