1.3. Электроакустические приборы и системы

1.3.1. Микрофоны

Микрофоны служат для преобразования звуковых колебаний в электрические сигналы. Любой электроакустический тракт, будь то звукозапись, прямая радиопередача или озвучивание зала, 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 напряжения на клеммах микро­фона к звуковому давлению, воздействующему 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.

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

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 элект- ретных — 20...20000 Гц. Это означает, что электретные микрофо­ны способны преобразовывать практически весь диапазон звуко­вых частот. Динамические же микрофоны звуковые частоты в диа­пазоне 16... 40 Гц и колебания на частотах 16... 20 кГц не преобра­зуют или преобразуют с искажениями. Специалисты считают, что микрофон можно считать высококачественным, если его частот­ный диапазон находится в пределах 40... 15000 Гц.

Диаграмма направленности микрофона — графическое изобра­жение зависимости чувствительности микрофона при данной ча­стоте от угла расположения источника звука относительно оси микрофона.

Различают ненаправленные, односторонне направленные и остронаправленные микрофоны. Ненаправленные микрофоны воспринимают звуковые сигналы одинаково хорошо со стороны как фронта, так и тыла. Односторонне направленные микрофо­ны предназначены для записи звучания с фронтальной стороны и для подавления нежелательных звуков с тыла. Остронаправ­ленные 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, представляющая собой отношение напряжения на клем­мах микрофона к результирующему току при 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 (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 числу 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, миниатюрной булавки для галстука, авторучки, а также встроенные в магнитофоны, диктофоны и видеокамеры. Обычные микрофоны могут быть с соединительным шнуром и беспроводные. У беспроводных микрофонов в корпус вмонтиро-ваны миниатюрные радиопередатчики, работающие в диапазоне ультракоротких волн. Усилитель для такого микрофона должен быть укомплектован УКВ-радиоприемником.

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

По числу каналов записи микрофоны могут быть монофони­ческие и стереофонические.

В зависимости от величины электроакустических параметров по ГОСТ 16123 — 88 различают микрофоны первой, второй и третьей групп сложности.

Ассортимент микрофонов. В любительской практике широкое распространение нашли элекгретные и динамические микрофоны. Сокращенное обозначение микрофонов состоит из букв МД (мик­рофон динамический), МКЭ (микрофон конденсаторный элект- ретный) 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 элекгретные микрофо­ны ЕСМТ-140 и ЕСМ-909АЕ: ЕСМТ-140 всенаправленный, с частотным диапазоном от 50 до 15000 Гц, выполненный в виде булавки для галстука; ЕСМ-909АЕ — стереофонический высоко­качественный электретный микрофон для панорамной записи с углом стереоэффекта 100°, 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 дополнительных звуков на микрофон надевает­ся 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 элекгретные микрофоны. Например, стереофонический микрофон ECM-S300C фирмы Sony с диапа­зоном частот 150... 12000 Гц и массой всего 47 г.