Мікрофон - це

Конденсаторний мікрофон був винайдений американським ученим Е. Венте в 1917 році. У ньому звук впливає на тонку металеву мембрану, змінюючи відстань між мембраною і металевим корпусом. Тим самим утворюється мембраною і корпусом конденсатор змінює ємність. Якщо підвести до пластин постійна напруга, зміна ємності викличе струм через конденсатор, тим самим утворюючи електричний сигнал у зовнішній ланцюга.

Більш масовими стали динамічні мікрофони, що відрізняються від вугільних набагато кращою лінійністю характеристик і хорошими частотними властивостями, а від конденсаторних - більш прийнятними електричними властивостями.

Першим динамічним мікрофоном став винайдений в 1924 році німецькими вченими Е. Герлахом і В. Шотткі електродинамічний мікрофон стрічкового типу. Вони розташували в магнітному полі гофровану стрічку з дуже тонкої (бл. 2 мкм) алюмінієвої фольги. Такі мікрофони досі застосовуються в студійному записі завдяки надзвичайно високим частотним характеристикам, однак їх чутливість невелика, вихідний опір дуже мало (частки Ома), що значно ускладнювало проектування підсилювачів. Крім того, достатня чутливість досяжна тільки при значній площі стрічки (а значить, і розмірах магніту), в результаті такі мікрофони мають великі розміри і масу в порівнянні з усіма іншими типами.

П'єзоелектричний мікрофон, сконструйований радянськими вченими С. Н. Ржевкіним і А. І. Яковлєвим в 1925 році, має в якості датчика звукового тиску пластинку з речовини, що володіє п'єзоелектричними властивостями. Робота в якості датчика тиску дозволила створити перші гідрофони і записати наднизькочастотних звуки, характерні для морських мешканців.

У 1931 році американські вчені Е. Венте і А. Терас винайшли динамічний мікрофон з котушкою, приклеєною до тонкої мембрані з полістиролу або фольги. На відміну від стрічкового, він мав істотно більш високий вихідний опір (десятки Ом і сотні кіло Ом), міг бути виготовлений в менших розмірах і є оборотним.

Удосконалення характеристик саме цих мікрофонів, в поєднанні з вдосконаленням звукопідсилювальної і звукозаписної апаратури, дозволило розвинутися індустрії звукозапису. Створення малих за розміром (навіть незважаючи на масу постійного магніту, необхідного для роботи мікрофона), а також надзвичайно чутливих і вузько динамічних мікрофонів в помітному ступені змінило уявлення про приватності і породило ряд змін в законодавстві (зокрема, про застосування підслуховуючих пристроїв).

Тоді ж розроблені електромагнітні мікрофони, на відміну від електродинамічних, мають закріплений на мембрані постійний магніт і нерухому котушку. Завдяки відсутності жорстких вимог до маси котушки (характерному для динамічних мікрофонів) такі мікрофони робилися високоомними, а також часом мали багатовідвідні котушки, що робило їх більш універсальними. Такі мікрофони, поряд з п'єзоелектричними, дозволили створити ефективні слухові апарати, а також ларингофони.

Електретний мікрофон. винайдений японським ученим Егуті на початку 20-х рр. XX століття за принципом дії і конструкції близький до конденсаторного, проте в якості нерухомої обкладки конденсатора і джерела постійної напруги виступає пластина з Електрети. Довгий час такі мікрофони були відносно дороги, а їх дуже високий вихідний опір (як і конденсаторних, одиниці Меган і вище) змушувало застосовувати виключно лампові схеми.

Створення польових транзисторів призвело до появи надзвичайно ефективних, мініатюрних і легких електретних мікрофонів, суміщених із зібраним в тому ж корпусі предусилителем на польовому транзисторі.

пристрій мікрофона

Принцип дії мікрофона з рухомою котушкою

Функціональні види мікрофонів

характеристики мікрофонів

Схематичне позначення мікрофона

Мікрофони будь-якого типу оцінюються наступними характеристиками:

1. чутливість
2. амплітудно-частотна характеристика
3. акустична характеристика мікрофона
4. характеристика спрямованості
5. рівень власних шумів мікрофона

чутливість

Чутливість мікрофона визначається відношенням напруги на виході мікрофона до звукового тиску Р0. як правило, у вільному звуковому полі [1]. тобто при відсутності впливу відображають поверхонь [2]. При поширенні синусоїдальної звукової хвилі в напрямку робочої осі мікрофона, цей напрямок називається осьової чутливістю:

Робочої віссю мікрофона є напрямок його переважного використання і зазвичай збігається з віссю симетрії мікрофона. Якщо конструкція мікрофона не має осі симетрії, то напрямок робочої осі вказується в технічних умовах. Чутливість сучасних мікрофонів становить від 1-2 (динамічні мікрофони) до 10-15 (конденсаторні мікрофони) мВ / Па. Чим більше це значення, тим вище чутливість мікрофона.

Таким чином, мікрофон з чутливістю -75 дБ менш чутливий, ніж -54 дБ, а з позначенням 2 мВ / Па менш чутливий, ніж 20 мВ / Па. Для орієнтування: -54 дБ це те ж, що і 2,0 мВ / Па. Також треба врахувати, що якщо біля мікрофона менше чутливість, це зовсім не означає, що він гірше.

Частотна характеристика чутливості

ЧХЧ мікрофонів Октава МК-319 і Shure SM58

Частотна характеристика чутливості (ЧХЧ) - це залежність осьової чутливості мікрофона від частоти звукових коливань у вільному полі. Нерівномірність ЧХЧ як правило вимірюють в децибелах. як двадцять логарифмів (по підставі 10) відносини чутливості мікрофона на певній частоті до чутливості на опорній частоті (в основному 1 кГц).

Акустична характеристика

Вплив звукового поля мікрофона оцінюється акустичної характеристикою, яка визначається відношенням сили, що діє на діафрагму мікрофона, і звуковим тиском у вільному звуковому полі: A = F / P, а тому, що чутливість мікрофона M = U / P можна представити як U / P = U / F • F / P і висловити через А. Тоді отримаємо: M = A • U / F. Відношення напруги на виході мікрофона до сили, що діє на діафрагму U / F, характеризує мікрофон як електромеханічний перетворювач. Акустична характеристика визначає характеристику спрямованості мікрофона. По виду акустичної характеристики, а отже і характеристики спрямованості, відрізняють три типи мікрофонів, як приймачів звуку: приймачі тиску; градієнта тиску; комбіновані.

характеристика спрямованості

Спрямованість мікрофонів. Подання в полярних координатах

Характеристикою спрямованості називають залежність чутливості мікрофона від напрямку падіння звукової хвилі по відношенню до осі мікрофона. Вона визначається відношенням чутливості Мα при падінні звукової хвилі під кутом α відносно акустичної осі мікрофона до його осьової чутливості:

Спрямованість мікрофона означає його можливе розташування відносно джерел звуку. Якщо чутливість не залежить від кута падіння звукової хвилі, т. Е. Φ = 1, то мікрофон називають ненаправленим, і джерела звуку можуть розташовуватися навколо нього. А якщо чутливість залежить від кута, то джерела звуку повинні розташовуватися в просторовому куті, в межах якого чутливість мікрофона мало відрізняється від осьової чутливості.

ненаправлення мікрофони

У ненапрямлених мікрофонах - приймачах тиску, сила діюча на діафрагму визначається звуковим тиском у поверхні діафрагми. Звуковий поле може діяти тільки на одну сторону діафрагми. Друга сторона конструктивно захищена. Якщо розміри мікрофона малі в порівнянні з довжиною звукової хвилі, то мікрофон не змінює звукового поля. Якщо розміри порівнянні з довжиною хвилі, тоді за рахунок дифракції звукових хвиль мікрофон набуває спрямованість. На частотах від 5000 Гц і нижче такі мікрофони є ненаправленої. Перевагою ненапрямлених мікрофонів є простота конструкції, розрахунку капсуля і стабільності характеристик з плином часу. Ненаправлення капсулі часто використовують в складі вимірювальних мікрофонів, в побуті можуть бути використані для запису розмови людей, що сидять за круглим столом.

Мікрофони двостороннього напрямки

В мікрофонах - приймачах градієнта тиску сила, що діє на рухому систему мікрофона, визначається різницею звукових тисків на двох сторонах діафрагми. Тобто, звукове поле діє на дві сторони діафрагми. Характеристика спрямованості має вигляд вісімки.

Двосторонні мікрофони зручні, наприклад, для запису розмови двох співрозмовників, що сидять один навпроти одного.

Мікрофони одностороннього напряму

Одностороння спрямованість досягається в мікрофонах комбінованого типу. Їх діаграми спрямованості близькі за формою до кардіоїд. тому нерідко їх називають кардіоїдну. Модифікації мікрофонів, що мають ще меншу спрямованість, ніж кардіоїдну, називають суперкардіоїдна і гіперкардіоїдний, проте ці різновиди, на відміну від кардіоїдну мікрофона, також чутливі до сигналів з протилежного боку.

Ці мікрофони мають певні переваги в експлуатації: джерело звуку розташовується з одного боку мікрофона в межах досить широкого просторового кута, а звуки, що поширюються за його межами мікрофон не сприймає.

рівень шумів

Рівень власних шумів мікрофона Nш визначається відношенням ефективного напруги на виході мікрофона при відсутності звукового поля Uш до напруги U1 при наявності звукового поля з ефективним тиском в 0,1 Н / м ²:

Напруга Uш обумовлено головним чином тепловими шумами в компонентах електричної схеми мікрофона.

Мікрофон в мистецтві

Дивитися що таке "Мікрофон" в інших словниках:

мікрофон - мікрофон ... Орфографічний словник-довідник

МІКРОФОН - (грец.). Прилад, винайдений Hughes'ом, в 1878 р для посилення сприйняття нескінченно слабких звуків і шумів; вдосконалений Едісоном. Словник іншомовних слів, які увійшли до складу української мови. Чудінов А.Н. 1910. МІКРОФОН прилад для посилення ... ... Словник іншомовних слів української мови

мікрофон - МІКРОФОН, а, м. Стакан, чарка, стопка, будь-яка ємність для розпивання спиртного (як правило, в ситуації, коли все по черзі п'ють з однієї ємності). Віддай мікрофон! Ну ка дай мікрофон, я мова скажу (вимовлю тост) ... Словник української арго

МІКРОФОН - МІКРОФОН, мікрофона, чоловік. (Від грец. Mikros малий і phone звук) (фіз.). Прилад для перетворення звукових коливань в коливання сили електричного струму. Говорити в мікрофон. Тлумачний словник Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 ... Тлумачний словник Ушакова

мікрофон - ємність, микрофончик, остеофон, ларингофон, стопка, стакан Словник українських синонімів. мікрофон ім. кол під синонімів: 9 • ємність (66) • ... Словник синонімів

МІКРОФОН - МІКРОФОН, прилад, службовець для перетворення звукових коливань повітря в коливання сили електричного струму. Перший М. винайдений Юзом (Hughes; 1878), грунтувався на зміні опору контакту. Він являє собою вугільний стрижень А ... Велика медична енциклопедія