Un microfono digitale è un dispositivo per captare onde sonore analogiche e convertirle in segnali elettronici attraverso l’uso della tecnologia digitale. Laddove i microfoni convenzionali operano in base a un principio di elaborazione elettronica delle differenze di tensione causate dalle vibrazioni sonore contro le superfici metalliche, i microfoni digitali utilizzano wafer dielettrici o trasduttori a film sottile per catturare il suono. Ciò consente una costruzione piccola, un’efficace immunità al rumore e una riproduzione del suono più precisa. I microfoni digitali compaiono in applicazioni di fascia bassa e di fascia alta, inclusi giocattoli, computer, telefoni e studi di registrazione.
Un grande mercato per la tecnologia dei microfoni digitali è l’industria della telefonia mobile, poiché questa tecnologia offre una serie di punti di forza, come la cancellazione del rumore, il basso consumo energetico e i bassi costi di produzione. La tecnologia si trova in genere in computer e tablet, nonché in design di microfoni convenzionali. I microfoni da tavolo sono posizionati su un supporto e vengono utilizzati per chiamate in conferenza o dettatura. I microfoni delle cuffie vengono spesso utilizzati per giocare o chattare online. I microfoni da studio consentono registrazioni di qualità per musica, podcast o registrazioni vocali professionali.
La maggior parte delle tecnologie dei microfoni digitali funziona convertendo le onde sonore audio analogiche in segnali digitali. In sostanza, un sensore digitale riceve le vibrazioni delle onde e le traduce in segnali elettronici. Lo fa tagliando un’onda in una serie di valori digitali che possono essere facilmente elaborati, filtrati o rielaborati per effetto. I microfoni si collegano tramite cavi con jack o porte USB (Universal Serial Bus).
I trasduttori dei sistemi microelettromeccanici (MEMS) utilizzano un film sottile per rilevare i cambiamenti di capacità causati dal suono. I wafer CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) impiegano strutture metallo-dielettriche incise in un diaframma, funzionando come un timpano digitale. Entrambi i metodi digitalizzano i segnali e consentono una moltitudine di opzioni di elaborazione.
I convertitori digitali analogici (DAC) sono chip che si trovano nelle schede audio, nei lettori o negli altoparlanti. Questi trasformano i dati digitali in tensione, corrente o carica elettrica di un segnale analogico. Gli altoparlanti funzionano su principi simili a quelli dei microfoni, ma al contrario.
I dispositivi MEMS utilizzano un diaframma sensibile alla pressione in silicio inciso nel silicio. Sebbene facili da produrre, questi componenti hanno larghezze di banda più strette e sono più costosi e più fragili di quelli dei microfoni a condensatore electret (ECM). I componenti MEMS spesso utilizzano un transistor ad effetto di campo (JFET) con gate a giunzione collaudato. Questo transistor impedisce e regola la corrente elettrica e funziona come il preamplificatore del microfono, un componente che amplifica il segnale in uscita dalle minuscole onde sonore dell’ingresso analogico: ad esempio, una voce.
Le innovazioni CMOS offrono una serie di vantaggi rispetto ai diaframmi MEMS. Questi possono includere distorsione armonica ridotta, impostazioni di guadagno migliorate e uscita digitale diretta. Con tali distinzioni tecniche, diventa chiaro che un microfono non è necessariamente un vero microfono digitale solo perché ha un display digitale.
Poiché lo sviluppo della tecnologia dei microfoni digitali è continuato, i prezzi sono diminuiti e i prodotti di qualità sono diventati più disponibili. I microfoni diventano più capaci di catturare il suono vero senza rumori estranei o incongruenze. La digitalizzazione offre agli utenti di tutti i livelli molte opzioni creative. I dispositivi portatili funzionano meglio in ambienti rumorosi e gli utenti sviluppano più media di livello professionale a prezzi al consumo.