Контактный микрофон

Контактный микрофон (англ. contact microphone), или пьезоэлектрический микрофон, — устройство, которое улавливает вибрации твердых предметов и преобразует их в электрический сигнал. В отличие от обычных микрофонов, работающих с воздушными звуковыми волнами, он фиксирует колебания материала напрямую. Это позволяет изолировать звук от внешних шумов и использовать микрофон в ситуациях, где традиционная запись невозможна.

Такие микрофоны применяются в экспериментальной музыке, полевой звукозаписи, акустических исследованиях и для усиления музыкальных инструментов.

Определение

Контактный микрофон регистрирует колебания через прикосновение к поверхности или погружение в жидкость. Он нечувствителен к звуку воздуха, поэтому может записывать «внутреннюю жизнь» объектов: шум пружин, вибрации струн, резонанс металла или дерева. Благодаря этому его часто используют для:

• записи акустических инструментов,
• создания необычных звуковых эффектов,
• работы в сложных условиях, например под водой.

История

История контактного микрофона начинается с открытия пьезоэлектричества в 1880 году. Братья Пьер и Жак Кюри заметили, что кристаллы (например, кварц) выделяют электрический заряд при сжатии. Позже выяснилось, что обратный процесс тоже возможен — кристаллы меняют форму под воздействием электричества.

В Первую мировую войну на основе этого эффекта был создан сонар для подводного обнаружения. Со временем пьезоэлементы нашли применение в микрофонах, граммофонных иглах и радиоаппаратуре. После Второй мировой войны особенно активно развивалась японская промышленность — пьезоматериалы стали использовать в бытовой технике, телевидении, медицине.

В музыке контактные микрофоны стали популярны с конца 1950-х. Джон Кейдж применял их для усиления малых звуков в работе Cartridge Music (1960). Его коллега Дэвид Тюдор пошёл дальше и использовал их в собственных перформансах, а затем стал конструировать оригинальные схемы. Впоследствии контактные микрофоны использовали Ричард Лерман, Карлхайнц Штокхаузен, Хью Дэвис и многие другие.

Принцип работы

В основе большинства контактных микрофонов лежит пьезоэлектрический эффект. Обычно это тонкий пьезокерамический диск, закреплённый на металлической пластине. Когда объект вибрирует, диск слегка деформируется и вырабатывает электрический сигнал.

Без специального предусилителя такие микрофоны звучат «тонко» и слабо передают низкие частоты. Поэтому для качественной работы требуется предусилитель с высоким входным сопротивлением (от 1 МОм и выше).

Типы

• Пьезоэлектрические* — самые распространённые, на основе пьезодиска. Просты и недороги, но требуют предусилителя.
• Катушковые* — работают по принципу электромагнитной индукции, улавливают вибрации через катушку и магнит.
• Магнитные* — вариант катушковых, где магнит крепится к объекту.
• Пассивные и активные* — пассивные дешевле и универсальнее, активные оснащены встроенным предусилителем и дают более стабильный звук.

Применение

Контактные микрофоны используют для:

• усиления акустических инструментов (гитары, скрипки, мандолины, банджо),
• записи в полевых условиях (вибрации металла, растений, предметов),
• создания электронных и экспериментальных композиций,
• подводной записи (в виде гидрофонов),
• датчиков ударов и акустических утечек.

Технические характеристики

• **Частотный отклик** — ограниченный, низкие частоты воспроизводятся плохо без предусилителя.
• **Импеданс** — высокий, требуется вход предусилителя >1 МОм.
• **Чувствительность** — хорошая к вибрациям, слабая к воздуху.
• **Конструкция** — пьезодиск диаметром 20–35 мм, кабель с разъёмом (3,5 мм или 6,3 мм), иногда влагозащита.
• **Шум** — низкий у качественных моделей при экранировании.

Известные модели

• **AKG C411** — для инструментов и полевой записи,
• **JrF C-Series** — профессиональные модели,
• **Koma Elektronik** — стерео и водонепроницаемые,
• **LOM, Leaf Audio, Soniphorm** — экспериментальные и DIY-варианты,
• **Cryptic Carousel** — ручные модели с джеком 6,3 мм.

Самостоятельная сборка

Простейший контактный микрофон можно сделать своими руками из пьезоэлемента, извлечённого из зуммера. К элементу припаивают экранированный кабель, затем покрывают смолой или закрывают термоусадкой для защиты. Такой вариант обходится очень дёшево и открывает простор для экспериментов.

Заключение

Контактный микрофон — это инструмент на стыке науки и искусства. Он позволяет услышать то, что обычно скрыто от уха: внутренние вибрации предметов, тихие резонансы и неожиданные звуки. Благодаря простоте конструкции и широким возможностям, такие микрофоны нашли применение как в профессиональной музыке и науке, так и в любительских экспериментах.