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Come funziona un microfono telefonico: dalle onde sonore ai segnali elettrici

Il microfono è il **trasduttore** che converte la tua voce (energia acustica) in un segnale elettrico che la rete può trasmettere. Ecco la fisica, passo dopo passo.

Principio fondamentale: Capacitanza variabile (Condensatore elettrete) — Standard dagli anni '70

I microfoni telefonici moderni (smartphone, telefoni da scrivania, auricolari) sono **microfoni a condensatore elettrete (ECM)** o **microfoni MEMS** (versione al silicio). Entrambi funzionano su variazione di capacità.

Struttura

Catena del segnale

  1. Onda di pressione sonora colpisce il diaframma → **deflezione (Δd)** proporzionale alla pressione.
  2. La capacità cambia: ΔC = -ε₀A Δd / d² (inverso al quadrato).
  3. Carica costante (elettrete) → Tensione varia: Q = C·V → ΔV = -Q ΔC / C². **Suono → Tensione**.
  4. Convertitore di impedenza JFET (integrato in ECM/MEMS): Alta-Z capsula → bassa-Z uscita (≈1–2 kΩ).
  5. Preamplificatore / ADC (nel SoC / codec del telefono): Guadagno (~20–30 dB), filtro passa-alto (HPF @ 100–200 Hz), digitalizza (PDM per MEMS, PCM per ECM).
  6. Pipeline DSP: AEC (Cancellazione eco acustico), NS (Soppressione rumore), AGC (Controllo gain automatico), Beamforming (multi-microfono).
  7. Codec → Modem → Rete.

Legacy: Microfono a granuli di carbonio (Prima del 1980 telefoni fissi)

Specifiche chiave (MEMS moderni)

ParametroTipico
Sensibilità-26 a -38 dBV/Pa (≈5–50 mV/Pa)
SNR60–70 dB(A)
Risposta in frequenza100 Hz – 10 kHz (banda voce) / 20 Hz – 20 kHz (wideband)
Dimensioni2,75 × 1,85 × 0,9 mm (analogico) / 2,5 × 1,6 × 0,7 mm (digitale PDM)
Corrente150–500 µA

Due vie = Due microfoni (minimo)

La tua voce sposta una membrana di micron. Quello sposta carica. Quello diventa bit. Quello attraversa gli oceani. **Fisica → Informazione.**

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