ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Микрофоны и микшерные пульты из "Руководство по звукотехнике " Микрофон — это приемник в противоположность громкоговорителю — излучателю звуковых сигналов. Из звуковых волн он создает напряжение сигнала. Существует много физических принципов создания сигнала, который является электрическим аналогом колебаний звуковой волны. К ним относятся такие, как изменение контактного сопротивления (угольный микрофон), изменение сопротивления (тензодатчики и тлеющий микрофон), пьезоэлектрический (кристаллические и керамические микрофоны), электромагнитный (микрофоны с подвижной катушкой, ленточные и с подвижным якорем) и магнитострикцион-ный. Все эти принципы, а также некоторые другие изучаются в течение многих лет, но особенно часто применяются следующие три пьезоэлектрический , электромагнитный и электростатический, или конденсаторный. [c.269] Все микрофоны, безусловно, должны иметь мембрану в той или иной форме или другой элемент, реагирующий на звуковую волну. Микрофон, в котором мембрана открыта для звуковых волн только с одной стороны, называется микрофоном давления. Электромагнитные, пьезоэлектрические и конденсаторные микрофоны в большинстве случаев относятся к этому типу. [c.269] Ленточный микрофон (относящийся к типу электромагнитных микрофонов), напротив, реагирует на скорость частиц звуковой волны потому, что его мембрана (в данном случае лента) подвержена воздействию звукового поля с двух сторон. Колебания ленты обусловлены различием звукового давления на двух сторонах, поэтому микрофоны этого типа носят название микрофонов градиента давления. Осуществить истинно скоростной принцип работы практически невозможно из-за малоэффективной связи ленты со скоростным компонентом звуковой волны, хотя этот термин иногда используется для описания ленточного микрофона. [c.269] Или электрострикционный (см. примечание на с. 235). [c.269] Один из методов конструирования пьезоэлектрических микрофонов показан на рис. 9.1. Пьезоэлектрический кристалл расположен под углом между двумя электродами так, что давление, которому он подвергается, меняется в зависимости от колебания звука, связанного с диафрагмой. Как уже указывалось (см. гл. 8), пьезоэлектричество вырабатывается определенным кристаллическим материалом, подвергаемым механическому воздействию (деформации нли давлению). Кварц-—типичный естественный кристалл, проявляющий эти свойства. Среди других материалов можно отметить сегнетову соль, титанат бария, цирконат свинца, первичный фосфорнокислый аммоний и др. Поляризованная электричеством керамика также широко применяется в пьезоэлектрических (керамических) головках звукоснимателей. [c.270] Выбор кристаллического материала зависит от требований к окружающим условиям, электрическим и акустическим параметрам. Например, для работы в условиях высоких температур обычно требуется кварц, а фосфорнокислый аммоний применяется при температуре до 50° С. Самым дешевым и наиболее эффективным материалом является сегнетова соль, но она очень чувствительна к сырости и, кроме того, превращается в жидкость при температуре 50° С. Электрический выходной сигнал также определяется типом применяемого кристалла и природой акустико-механического соединения. [c.270] Простой недорогой пьезоэлектрический микрофон не отличается очень хорошей частотной характеристикой. В высокочастотной части характеристики наблюдаются пики и провалы, создаваемые высокочастотным резонансом, в низкочастотной — спады, вызываемые электрической нагрузкой. Однако имеются специально разработанные пьезоэлектрические устройства с широкой и равномерной частотной характеристикой, которая иногда захватывает ультразвуковой диапазон. Устройства такого типа имеют довольно высокую стоимость, и чаще всего в них используется фосфорнокислый аммоний. [c.270] Микрофоны с подвижной катушкой, относящиеся к электродинамическим микрофонам, по конструкции в основном подобны громкоговорителям с подвижной катушкой, но предназначаются для обратного преобразования сигнала (рис. 9.2). Небольшая мембрана прикреплена к катушке, которая свободно колеблется в сильном магнитном поле, создаваемом круглыми полюсными наконечниками из постоянного магнита. ЭДС катушки пропорциональна скорости ее колебания. [c.271] Ленточный микрофон основан на том же принципе генерации сигнала, что и микрофон с подвижной катушкой, только проводник представляет собой металлическую ленту вместо катушки. Это значит, что выходной сигнал и сопротивление у такого микрофона ниже, чем у микрофона с подвижной катушкой. Лента свободно подвешена между полюсными наконечниками из мощного магнита и установлена так, что звуковые волны могут воздействовать на обе ее поверхности (рис. 9.3). [c.272] Таким образом, когда значение емкости изменяется, соответственно изменяется потенциал конденсатора, так как он равен заряду, деленному на емкость. Изменяющийся потенциал создает напряжение сигнала, которое подается на встроенный усилитель с соответствующим высоким входным сопротивлением, с тем чтобы выходное сопротивление было согласовано с основным усилителем. [c.274] Конденсаторный микрофон — это высококачественное устройство, оно используется в студиях радиовещания и звукозаписи для профессиональных целей. Реже он применяется любителями высококачественной магнитной записи, но в этом случае для получения записей необходимого качества требуется магнитофон высшего класса. [c.274] Сравнительно новым вариантом конденсаторного микрофона является электретный микрофон, в котором используются тонкая полимерная пленка в качестве мембраны и встроенный усилитель на интегральной схеме. Микрофоны этого типа чаще применяются в бытовой технике п могут встраиваться в небольшие магнитофоны. [c.274] Как уже упоминалось, микрофоны, работающие по принципу давления, имеют ненаправленную характеристику. Это означает, что такие микрофоны реагируют на звуки, поступающие со всех сторон в диапазоне их действия. Их характеристика направленности имеет сферическое распределение. Однако на частотах, где длина волны становится равной размеру корпуса микрофона, эта характеристика стремится стать односторонне направленной, в результате чего увеличивается чувствительность к фронтальным звукам, как показано на рис. 9.5. [c.274] Микрофон, работающий по принципу градиента давления, напротив, имеет характеристику направленности в виде цифры 8, как показано на рис. 9.6. Микрофон такого типа (т. е. ленточный) реагирует в основном на фронтальные и тыловые звуки, поступающие под углом около 100° в зависимости от частоты. [c.274] Характеристика направленности может быть модифицирована в соответствии с преобладающими акустическими условиями или требованием закрыть микрофон с тыла с помощью акустического фильтра (прокладки). Тогда вступает в силу принцип работы по давлению, и характеристика становится односторонне направленной. [c.274] Чувствительность микрофона выражается в децибелах относительно 1 В и 1 мкбар (т. е. 1 дин/см — см. гл. 1). Таким образом, микрофон, имеющий чувствительность — 80 дБ на 1 В/мкбар, обеспечивает выходной сигнал на 80 дБ ниже 1 В (т. е. 0,1 мВ), если он подвергается звуковому давлению 1 мкбар. [c.276] На общую чувствительность микрофона, естественно, влияет выходное сопротивление. Например, в технических данных микрофона указан его выходной сигнал —88 дБ при 25 Ом (непосредственно от катушки) и —54 дБ при 50 кОм (через повышающий трансформатор). [c.276] Окончательный выбор микрофона всегда зависит от его применения, а также от возможностей покупателя. Ни один микрофон не выполняет все свои функции одинаково хорошо. Разнообразные ситуации требуют использования различных типов микрофонов, если конечным результатом должно быть высокое качество. В этом случае необходимо совершенное знание микрофонной техники, и любознательный читатель должен обратиться к публикациям по вопросам микрофонной техники и применения микрофонов. [c.276] Самым популярным типом микрофонов, имеющим очень широкое применение, является микрофон с подвижной катушкой. [c.276] Вернуться к основной статье