Электроакустика. Показатели качества звукопередачи.

Микрофон сочетается с громкоговорителем. Содержит основную подвижную часть – диафрагму, которая обеспечивает колебание звука. Для обеспечения высокого качества звукопередачи. Микрофоны и громкоговорители используются раздельно. Микрофон – электротехническое устройство для преобразование звуковых колебаний в электромагнитные сигналы, они делятся на угольные, эл магнитные, пьезоэлектрические. Сегодня это микро микрофоны. Основные характеристики микрофонов:

1. Чувствительность направленности.

2. Неравномерность амплитудно-частотных характеристик.

3. Уровень шумов.

4. Нелинейное искажение.

Чувствительность – это отношение напряжения на его выходе к звуковому давлению. Направленность микрофона определяется его графическим изображением.

Применение звукозаписи в радиовещании.

Впервые звукозапись нашла применение в радиовещании в 30-е годы. В 40-х годах бурно развивается магнитная звукозапись. Раньше использовалось два способа монтажа пленки: кровный (нарезка пленки и склейка) и бескровный. Записанный звук (фонограмму) можно воспроизвести спустя любое время. В каждом радиодоме имеется хранилище фонограмм (фонотека), из которых составляют программы радиовещания путем обычного или электронного монтажа. Возможен междугородний и народный обмен фонограммами.

Наибольшее распространение в радиовещании получила магнитная запись.

Преимущества:

1) Технологичность процессов записи и воспроизведения;

2) Возможность многократного использования носителя;

3) Возможность тиражирования и монтажа;

4) Возможность длительного хранения. Для магнитной звукозаписи используются радиовещательные магнитофоны: стационарные, используемые в аппаратно-студийцных комплексах; репортерские переносные, предназначенные для записи звука. Также могут быть монофонические, стереофонические двух- или многоканальные.

Носитель магнитной звукозаписи - магнитная лента, состоящая из основы, на которую нанесен рабочий слой ферромагнитного материала. Магнитные носители имеют высокие электроакустические и физико-механические характеристики. В канале записи-воспроизведения магнитофона присутствуют специфические искажения, свойственные магнитной записи. Это - модуляционные шумы. При многодорожечной магнитной записи появляются переходные помехи. Характерными являются искажения (“детонация”), которые на слух могут восприниматься как “хриплость”, “дрожание звука”, а при большой величине и как “плавание”, “завывание”№ при воспроизведении фонограммы.

Микрофоны. История и современность

Вначале наибольшее распространение получил угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Г.Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Конденсаторный микрофон был изобретён американским учёным Э. Венте в 1917 году. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сигнал во внешней цепи.

Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами.

Первым динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шоттки электродинамический микрофон ленточного типа. Они расположили в магнитном поле гофрированную ленточку из очень тонкой (ок. 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной записи благодаря чрезвычайно высоким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно осложняло проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами.

Пьезоэлектрический микрофон, сконструированный советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Работа в качестве датчика давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверхнизкочастотные звуки, характерные для морских обитателей.

В 1931 году американские учёные Э. Венте и А. Терас изобрели динамический микрофон с катушкой, приклеенной к тонкой мембране из полистирола или фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое выходное сопротивление (десятки Ом и сотни кило Ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым.

Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звукоусилительной и звукозаписывающей аппаратуры, позволило развиться индустрии звукозаписи. Создание малых по размеру (даже несмотря на массу постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление о приватности и породило ряд изменений в законодательстве (в частности, о применении подслушивающих устройств).

Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны.

Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. XX века по принципу действия и конструкции близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета. Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаОм и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы.

Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе.