Конденсаторного микрофона

Если на обкладки конденсатора подать переменное напряжение, то подвижная пластина начнет колебаться, так как будет меняться напряженность магнитного поля и соответственно сила притяжения между обкладками конденсатора.

на конденсатор аналоговый сигнал, мы получим устройство, которое будет работать, как простейший конденсаторный громкоговоритель.

Конденсаторный микрофон имеет идеальные параметры, поэтому часто используется в качестве эталонного. Однако у этих микрофонов имеется ряд недостатков, важнейшими из которых являются их громоздкость и потребность в мощном источнике постоянного тока высокого напряжения.

Более совершенной модификацией конденсаторного микрофона является электретный микрофон. Источником электрического поля между пластинами конденсатора служит не батарея, а специальный диэлектрик – электрет.

Электреты – это специально обработанные диэлектрики, состоящее из вещества с длинными молекулярных цепями, электрические заряды у которых разнесены в противоположные концы. Молекулы электрета ориентированы в одном направлении. Если пластины из электрета выдержать при высокой температуре в постоянном электрическом поле высокого напряжения (1–4 кВ), а затем медленно охладить, то они приобретают способность сохранять поляризованное состояние длительное время при подзарядке небольшим источником постоянного тока. Принцип работы электретного микрофона не отличается от работы конденсаторного микрофона.

Пьезоэлектрические преобразователи звуковых колебаний. Работа пьезоэлектрических преобразователей основана на свойстве отдельных кристаллов вибрировать при воздействии на их грани переменного электрического тока. Механические колебания при этом строго соответствуют форме и частоте колебаний электрического сигнала.

Если к кристаллу прикрепить диффузор, то в этом случае преобразователь будет работать как пьезоэлектрический громкоговоритель. Если же к граням такого кристалла приложить механическое усилие (например, колебания мембраны), то с его обкладок можно снять аналоговые электрические сигналы – это будет уже пьезоэлектрический микрофон.

1.3.3. Микрофоны

Микрофоны служат для преобразования звуковых колебаний в электрические сигналы. Любой электроакустический тракт, будь то звукозапись, прямая радиопередача или озвучивание зала с трибуны, всегда начинается с микрофона. Микрофоном комплектуются многие звукозаписывающие устройства, например, магнитофоны и видеокамеры.

Электроакустические параметры

Основными электроакустическими параметрами микрофонов являются чувствительность, частотная характеристика, диаграмма направленности, полное электрическое сопротивление и динамический диапазон.

Чувствительность – отношение величины напряжения, на клеммах микрофона, к величине звукового давления, воздействующего на диафрагму микрофона на частоте 1000 Гц. Чувствительность измеряется в мВ/Па. Чем выше чувствительность микрофона, тем более слабый звуковой сигнал он способен преобразовать в электрические колебания.

Частотная характеристика микрофона – графическое изображение зависимости чувствительности микрофона от частоты звуковых колебаний.

Номинальный диапазон частот определяется диапазоном звуковых частот, которые микрофон может преобразовать без заметных искажений в электрические колебания. У динамических микрофонов диапазон частот может достигать 40 –16000 Гц, у электретных – 20 – 20000 Гц. Это означает, что электретные микрофоны способны преобразовывать практически весь диапазон звуковых частот. Динамические же микрофоны звуковые частоты от 16 до 40 Гц и колебания на частотах между 16000 и 20000 Гц не преобразуют или преобразуют с искажениями. Специалисты считают, что микрофон можно считать высококачественным, если его частотный диапазон простирается от 40 Гц до 15000 Гц.

Частотная характеристика микрофона является важнейшим параметром при определении группы сложности и цены микрофона.

Диаграмма направленности микрофона – графическое изображение зависимости чувствительности микрофона на данной частоте от углового расположения источника звука относительно оси микрофона.

Различают ненаправленные, односторонне направленные и остронаправленные микрофоны. Ненаправленные микрофоны воспринимают звуковые сигналы одинаково хорошо как со стороны фронта, так и с тыла. Односторонне направленные микрофоны предназначены для записи звучания с фронтальной стороны и для подавления нежелательных звуков с тыла. Узконаправленные микрофоны используются для записи удаленных источников звука и для подавления звуковых сигналов с боков и с тыла. Диаграммы направленности одного и того же микрофона могут различаться на разных частотах: обычно, чем выше частота, тем уже диаграмма направленности. Поэтому для создания эффекта стереофонии обычно используют для записи высокочастотные микрофоны, а для воспроизведения высокочастотные громкоговорители.

Модуль полного электрического сопротивления – комплексная величина, равная отношению напряжения на клеммах микрофона к результирующему току на частоте 1000 Гц. Этот параметр важен для правильной коммутации микрофонов с различной радиоаппаратурой. Важно, чтобы полное электрическое сопротивление микрофона было меньше входного сопротивления усилителя сигналов низкой частоты.

Динамический диапазон определяется, как отношение наиболее сильного звукового давления к наиболее слабому (в дБ), которые может принять и преобразовать микрофон без искажения.

Классификация микрофонов.

Микрофоны принято классифицировать по принципу действия, по назначению, по оформлению, по диаграмме направленности, по количеству каналов записи и по группам сложности.

По принципу действия бытовые микрофоны подразделяются на динамические и конденсаторные (в том числе и электретные).

По оформлению микрофоны могут быть в виде обычной головки с ручкой, в виде миниатюрной приколки для галстука, в виде авторучки, а также встроенные в магнитофоны, диктофоны и видеокамеры. Обычные микрофоны могут быть с соединительным шнуром и беспроводные. У беспроводных микрофонов в корпус вмонтированы миниатюрные радиопередатчики, работающие в диапазоне ультракоротких волн. Усилитель для такого микрофона должен быть укомплектован УКВ-радиоприемником.

По характеру диаграммы направленности микрофоны делятся на ненаправленные, односторонне направленные и остронаправленные.

По количеству каналов записи микрофоны могут быть монофонические и стереофонические.

В зависимости от величины электроакустических параметров микрофоны подразделяют по ГОСТ 16123-88 на первую, вторую и третью группы сложности.

Ассортимент микрофонов

В любительской практике широкое распространение нашли электретные и динамические микрофоны. Сокращенное обозначение микрофонов состоит из букв МД (микрофон динамический), МКЭ (ECM) (микрофон конденсаторный электретный) и числа, определяющего номер разработки. Например, МД-52СН – микрофон динамический. Буква "С" или "S" в конце означает, что микрофон стереофонический, Н - настольный.

Электретный односторонне направленный микрофон МКЭ-2 предназначен для комплектования бытовых магнитофонов, а микрофон МКЭ-3 ненаправленный – для встраивания в кассетные магнитофоны. Оба эти микрофона имеют частотный диапазон от 50 до 15000 Гц.

Из зарубежных микрофонов известны электретные микрофоны ЕСМТ-140 и ЕСМ-909 АЕ. Микрофон ЕСМТ-140 всенаправленный, с частотным диапазоном от 50 до 15000 Гц, выполненный в виде приколки для галстука. ЕСМ-909 АЕ – стереофонический высококачественный электретный микрофон для панорамной записи с углом стереоэффекта 100 градусов, с экраном для защиты от ветра. Порывы ветра и воздух, выдыхаемый певцом или диктором при записи звука, создают определенные проблемы. Для уменьшения возникающих при этом призвуков на микрофон одевается специальная насадка из пористого материала. Чтобы избежать записи шорохов, возникающих от трения руки исполнителя о микрофон, каждый микрофон комплектуется подставкой.

Для встраивания в магнитофоны, диктофоны и видеокамеры используются миниатюрные электретные микрофоны. Например, стереофонический микрофон ЕСМ-S 300С фирмы Sony с полосой частот 150-12000 Гц и массой всего 47 г.