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컨덴서 캡슐

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-11-06T01:03:42+00:00

컨덴서 캡슐

Externaly Polarized Condenser, True Condenser

컨덴서 캡슐은 컨덴서 마이크의 진동판을 구성하는 부분 전체를 말한다.

그림 1: 컨덴서 캡슐

컨덴서 마이크의 다이어프램은 얇은 필름으로 만들고, 진동판 내부의 전도성을 만들어주기 위해 금을 얇게 증착(Gold sputterd)한다.¹⁾²⁾

컨덴서 마이크의 캡슐은 그 자체로 하나의 커패시터이다. 다이어프램에 압력이 작용하면 압력의 소밀에 따라 정전 용량이 달라지기 때문에, 음압이 전압 신호로 변환된다.

V: 출력 전압
Q: 전하량
C: 정전 용량,
- : 유전 상수
- A: 다이어프램의 면적
- d: 다이어프램과 백플레이트 사이의 거리

캡슐은 다이어프램, 백플레이트, 탠션 링, 스페이서 링, 백플레이트 마운팅 링 등의 부품들로 구성된다. 각 부품들은 매우 정밀해야 하며, 다이어프램과 탠션 링에 걸리는 장력을 정밀하게 조정해야 하므로 상당한 정밀 제작 기술이 필요하다.

마이크 캡슐의 멤브레인과 전극 사이의 거리는 35μm (미크론, 1/1000mm)으로 사람 머리카락 너비보다 작습니다. 캡슐 다이어프램에 적용된 금의 두께는 0.03μm에 불과하며 이는 금 원자 208개에 해당합니다. 미세한 수준의 오염이라도 음향 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이것이 바로 Neumann 마이크가 입방피트당 입자 100개 미만의 먼지 수준을 모니터링하는 최첨단 클린룸에서 조립되는 이유입니다. 이는 반도체 칩 생산이나 심장 도관술과 동등한 조건을 요구합니다.

다이내믹 마이크와 다르게 진동판이 비교적 자유롭게 진동할 수 있기 때문에 소리의 트랜지언트가 잘 표현된다.

캡슐을 충전하는 전압

컨덴서 마이크의 캡슐은 직류 전압을 이용하여 충전하게 되는데 보통 42V~60V 사이의 전압을 사용하며, 팬텀 파워를 사용하는 마이크는 일반적으로 48V를 사용하며, 파워 서플라이가 따로 있는 경우에는 60V 또는 그 이상의 전압으로 캡슐을 충전하기도 한다. 따라서 같은 캡슐을 사용하는 마이크라고 해도, 회로설계에 따라 캡슐을 충전하는 전압값은 천차 만별이고, 소리의 차이를 만들어내기도 한다. 충전하는 전압의 차이에 의해서 마이크 캡슐의 네이티브 감도³⁾가 결정되며, 특히 컨덴서 마이크의 PAD 스위치는 이 충전 전압값을 변경하는 회로이기 때문에 다이어프램의 감도를 변경할 수 있다.

그림 1: AKG C414의 캡슐(왼쪽)과 캡슐 충전 전압 변경 스위치 회로(오른쪽)

Termination

Center terminated	Edge terminated
파열음에 덜 민감함	파열음에 더 민감함
제한된 주파수 대역폭	확장된 주파수 대역폭
고역대 프레즌스 피크	플랫한 고역대

Center-terminated

Center-terminated 콘덴서 마이크 캡슐은 다이어프램 또는 백플레이트의 중심에서 전기 리드가 연결되는 구조를 가집니다. 이 설계는 구조적으로 중앙에 질량체(예: 나사)가 추가되기 때문에, 다이어프램의 진동 특성에 영향을 미쳐 10kHz 부근에서 프레즌스 피크가 나타나는 경향이 있습니다. 이러한 피크는 보컬이나 악기 녹음에서 존재감이 강조되는 사운드를 만들 수 있습니다. 또한, center-terminated 캡슐은 파열음에 덜 민감한 특성을 가질 수 있고, 마이크의 정위감과 지향성 성능에도 긍정적인 영향을 줄 수 있습니다. 하지만 주파수 응답이 완전히 플랫하지 않고, 특정 고음역에서 강조가 생길 수 있음을 고려해야 합니다

Edge-terminated

Edge-terminated 콘덴서 마이크 캡슐은 다이어프램의 가장자리나 캡슐 하우징의 링 또는 몸체에서 전기 리드가 연결되는 구조를 가지고 있습니다. 이 설계는 구조적으로 중앙에 추가 질량이 없기 때문에, 다이어프램 전체가 더 균일하게 진동할 수 있습니다. 그 결과, 주파수 응답이 플랫하고 고음역대에서 해상도와 섬세한 응답이 뛰어난 경우가 많으며, 보컬이나 악기 등 소스의 디테일을 정확하게 포착하는 데 유리합니다. 설계 특성상 파열음(plosive sounds)에 다소 민감할 수 있지만, 전반적으로 넓은 주파수 대역폭과 빠른 응답 속도, 넓은 다이내믹 레인지가 장점입니다. 이러한 특성 덕분에 Edge-terminated 캡슐은 플랫한 음색과 넓은 음역이 필요한 레코딩 환경⁴⁾에서 선호됩니다.

Large Diaphragm과 Small Diaphragm의 차이

참고 문헌: https://www.neumann.com/homestudio/en/difference-between-large-and-small-diaphragm-microphones

생성되는 전압의 규모

큰 다이어프램 마이크는 상대적으로 같은 공기 압력 진동에 대해 더 큰 전압을 생성할 수 있습니다. 이 때문에 작은 다이어프램 마이크들은 큰 다이어프램 마이크들보다 노이즈 플로어가 상대적으로 더 높은 경향을 보입니다. 다이어프램 크기뿐만 아니라, 충전 전압(polarization voltage)도 이러한 성능에 영향을 미칩니다.

높은 충전 전압은 다이어프램과 백플레이트 사이의 전기장을 더 강하게 만들어, 다이어프램이 동일한 압력 변화에 대해 더 큰 전기 신호를 생성할 수 있게 합니다. 이는 민감도를 향상시키며, 노이즈 플로어를 낮추는 데 기여할 수 있습니다. 특히 작은 다이어프램 마이크의 경우 충전 전압을 높임으로써 감도를 보완하고, 큰 다이어프램 마이크에 비해 상대적으로 높은 노이즈 플로어 문제를 개선할 수 있습니다.

따라서, 다이어프램 크기와 충전 전압은 모두 마이크의 신호 대 잡음비(SNR) 및 민감도에 중요한 역할을 하며, 이 두 요소의 적절한 조합이 마이크의 성능을 좌우합니다.

캡슐의 물리적 특성에 따른 비교

특성	다이어프램 직경 (크기)	다이어프램 두께	백플레이트와의 간격	Center-Terminated	Edge-Terminated	캡슐 충전 전압
팝핑	크면 더 민감, 취약	얇으면 더 취약	간격이 좁으면 더 취약	팝핑에 비교적 강함	팝핑에 취약	충전 전압이 팝핑에 취약
고역대	작을수록 고역대 섬세함 증가	얇을수록 민감도 증가	간격이 좁을수록 디테일 증가	고역대에 프레즌스 피크	고역대 주파수 확장	전압이 높으면 고역대 확장
저역대	크면 저역대 민감도 증가	큰 영향 없음	큰 영향 없음	저역대 상대적으로 낮음	저역대 풍부	충전 전압에 큰 영향 없음
Max SPL	작으면 더 높은 SPL 견딤	두꺼울수록 SPL 견딤 증가	간격이 넓으면 SPL 증가	높은 SPL에 유리	보통 SPL 견딤	전압이 낮으면 SPL 증가
SNR	크면 SNR 개선	얇으면 SNR 저하	큰 영향 없음	SNR이 상대적으로 낮음	SNR이 상대적으로 높음	전압이 높으면 SNR 개선

us_pro_dual_diaphragm_paper_ea.pdf

컨덴서, 캡슐

¹⁾

금은 은이나 구리보다 그 형태와 특성이 오래도록 유지되는 성질이 있다.

²⁾

스퍼터링은 상당히 고난이도의 기술에 해당한다.

³⁾

마이크의 최종 감도는 이후의 회로의 증폭값에도 영향 받는다.

⁴⁾

일반적으로 악기

다이내믹 무빙 코일

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-05-30T03:47:23+00:00

다이내믹 무빙 코일

다이내믹 무빙 코일은 다이어프램과 자석과 코일로 이루어져 있다. 소리의 떨림은 다이어프램을 진동시키고 다이어프램의 진동은 다이어프램과 연결된 코일과 자석에 의한 전자기 유도 현상에 의해 전압 신호로 변경되어 출력된다.

무빙 코일의 다이어프램에는 코일과 자석에 의한 전기적 성질 및 물리적인 진동판의 장력이 작용하고 있기 때문에, 소리의 트랜지언트가 무뎌지는 특성이 있다.

다이내믹

일렉트릿 캡슐

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-07-06T07:53:37+00:00

일렉트릿 캡슐

Permanantly Polarized Condenser, Prepolarized Condenser

컨덴서 마이크의 경우 마이크 캡슐을 전하로 충전하기 위해 팬텀 파워와 같은 직류전압을 사용하지만, 일렉트릿 캡슐은 일렉트릿이라는 영구히 충전된 재료를 사용하여 마이크 캡슐을 충전한다. 하지만 일렉트릿이 캡슐을 충전하는 전압은 일반적인 컨덴서 마이크의 캡슐 전압인 48V~60V 에는 도달하지는 못하기 때문에, 출력 신호가 일반적인 컨덴서 마이크보다 상대적으로 작다. 따라서 일렉트릿 컨덴서 마이크의 경우에는 출력 신호를 보상하기 위해 임피던스 컨버터 대신 증폭을 위한 작은 프리 앰프 회로를 사용한다.

호일 일렉트릿 캡슐

호일 일렉트릿 콘덴서 마이크는 일렉트릿 재료로 코팅된 별도의 다이어프램 플레이트를 사용하는 대신 다이어프램으로 일렉트릿 재료 필름을 사용다. 호일 일렉트릿이 가장 일반적이지만 일렉트릿 필름은 다이어프램으로서의 성능이 좋지 못하다.

백 일렉트릿 캡슐

일렉트릿 소재가 다이어프램이 아닌 백플레이트에 적용되어 있습니다. 즉, 백플레이트가 전하를 저장하는 역할을 합니다. 다이어프램은 얇고 유연한 소재로 만들어져 민감도가 높고, 고음역대에서 섬세한 소리를 포착하는 데 유리합니다. 일반적으로 백 일렉트릿 캡슐은 시간이 지나도 전하가 비교적 안정적이며, 더 긴 수명과 더 높은 품질의 소리를 제공합니다.

그림 1: AT2020

프론트 일렉트릿 캡슐

다이어프램 자체에 일렉트릿 소재가 코팅되어 있습니다. 즉, 다이어프램이 전하를 저장하는 역할을 합니다. 마이크의 다이어프램이 움직이면서 전하를 변조해 전기 신호를 생성합니다. 다이어프램에 일렉트릿 소재가 코팅되어 있어 생산과 설계가 간단하지만, 시간에 따라 일렉트릿의 전하가 감소할 수 있습니다.

일렉트릿, 캡슐

리본 엘레멘트

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-05-30T13:22:35+00:00

리본 엘레멘트

리본 마이크에서 쓰이는 리본 엘레멘트는 얇은 리본 형태의 다이어프램과 자석으로 이루어져 있다. 리본 모양의 다이어프램은 전기 전도성이 있어야 하며 일반적으로 알루미늄으로 만들어진다. 리본이 얇으면 얇을수록 물리적으로 찢어지기 쉽고 전도성이 줄어들지만, 더 큰 정확성과 움직임을 만들어 낼 수 있다. 이 때문에 리본 마이크의 트랜지언트 표현력은 가장 우수하다. 또한 리본 다이어프램은 주름이 잡혀 있기 때문에 쉽게 찢어지지 않고 장력을 느슨하게 하는 것에 도움을 준다. 장력이 낮아지면 리본 다이어프램 스스로의 공진 주파수를 낮출 수 있기 때문에 저역 주파수 대역을 넓힐 수 있다.

리본의 세로 형태를 따라서 자석의 극성이 배열된다.¹⁾ 자석이 생성한 전자기장 안에서 전도성 리본이 앞뒤로 진동하기 때문에 전자기 유도 현상에 의해서 리본에서 전압이 생성된다. 따라서 리본의 떨림은 효과적으로 전압 신호로 변경되어 출력된다. 리본은 앞뒤로 진동하기 때문에, 기본적으로 리본 마이크의 지향성은 Figure-8 형태를 가지게 된다.

리본

¹⁾

말굽자석의 자극 형태를 보면 이해가 간다.

다이어프램

Anonymous (anonymous@undisclosed.example.com) — 2025-08-15T06:58:21+00:00

다이어프램

Diaphragm, 진동판

다이어프램은 마이크에서 소리를 전기 신호로 변환하는 얇고 유연한 막으로, 음파에 의해 진동하여 신호를 생성합니다. 다이어프램은 다양한 방식에 따라 구분되며, 대표적으로 컨덴서 마이크의 캡슐, 다이내믹 마이크의 무빙 코일, 리본 마이크의 리본 엘레멘트, 그리고 일렉트릿 마이크의 일렉트릿 캡슐 등이 있습니다. 각 방식에 따라 다이어프램이 소리를 처리하는 방식이 달라지며, 이에 따라 특성도 변화합니다.

지향성

일단 마이크 다이어프램이 작으면 작을수록 점에 가까워 지기 때문에 전방향의 진동을 다 잘 받아들이게 된다. 마이크 다이어프램이 크면 클수록 면에 가까워 져서 비교적 앞뒤 방향의 진동에만 잘 반응한다. 그리고 이것은 저역대와 고역대가 서로 다른데, 작은 다이어프램의 마이크일수록 그래서 고역으로 갈수록 지향성이 넓어지고, 큰 다이어프램의 마이크는 고역으로 갈수록 지향성이 오히려 좁아지는 경향을 보이게 된다. 그래서 공간이 안좋을 수록 큰 다이어프램 마이크를 써야 유리하다. 작은 다이어프램의 마이크는 공간의 영향을 많이 받는다.¹⁾

그림 1: KM184

그림 2: U87

분할 진동

작은 다이어프램 마이크는 펄럭거림이 적어 소리의 진동을 정확하게 받아들입니다. 반면, 큰 다이어프램은 상대적으로 더 많이 펄럭거리며, 소리의 진동이 다이어프램에 분할 진동을 발생시켜 불필요한 배음을 만들어낼 수 있습니다. 그 결과 THD(총 고조파 왜곡)가 높아지게 됩니다.

https://www.acs.psu.edu/drussell/demos/membranecircle/circle.html

Reference

https://mynewmicrophone.com/

¹⁾

디스턴스 팩터에 따라 공간감의 차이가 나타난다.