Про мікрофонах

Музичний словник. Енциклопедія музики

Словник іноземних музичних термінів для виконавця

Програма для створення музики FL Studio

Програма для створення музики Cubase

Програма для створення музики Reason

Програма для створення музики Nuendo

Будь мікрофон складається з двох систем: акустікомеханіческой і механоелектричного.

Властивості акустікомеханіческой системи сильно залежать від того, як впливає звуковий тиск:

- на одну сторону діафрагми (мікрофон тиску) або на обидві сторони
- симетрично це вплив (мікрофон градієнта тиску) або на одну зі сторін діафрагми діють коливання, безпосередньо збуджуючі її, а на другу - пройшли через якесь механічне або акустичний опір або систему затримки часу (асиметричний мікрофон градієнта тиску).

Сильний вплив на якісні характеристики мікрофона надає його механоелектричного частина.

Мал. 1 Пристрій мікрофонів: а - вугільного; б - електромагнітного; в - електродинамічного; г - стрічкового; д - конденсаторного; е - п'єзоелектричного

Вугільний мікрофон (рис. 1, а) працює в такий спосіб. При впливі звукового тиску на його діафрагму 1 вона починає коливатися. В такт цим коливанням змінюється і сила стиснення зерен вугільного порошку 2, в зв'язку з чим змінюється опір між електродами 3 і 4, а при постійному електричному напрузі змінюється і струм через мікрофон. Якщо, скажімо, включити мікрофон до первинної обмотці трансформатора Т, то на затискачах його вторинної обмотки буде виникати змінну напругу, форма кривої якого буде відображати форму кривої звукового тиску, що впливає на діафрагму мікрофона.

Основна перевага вугільного мікрофона - висока чутливість, що дозволяє використовувати його без підсилювачів. Недоліки - нестабільність роботи і шум через те, що корисний електричний сигнал виробляється при розриві і відновленні контактів між окремими зернами порошку, велика нерівномірність частотної характеристики і значні нелінійні спотворення.

Після вугільного мікрофона з'явився електромагнітний мікрофон. який працює наступним чином (рис. 1, б). Перед полюсами (полюсними наконечниками) 2 магніту 3 розташовують феромагнітну діафрагму 1 або скріплений з нею якір. При коливаннях діафрагми під впливом на неї звукового тиску змінюється магнітне опір системи, а значить, і магнітний потік через витки обмотки, намотаною на муздрамтеатр цієї системи. Завдяки цьому на затискачах обмотки виникає змінна напруга звукової частоти, що є вихідним сигналом мікрофона.

Електромагнітний мікрофон стабільний в роботі. Однак йому характерний вузький частотний діапазон, велика нерівномірність частотної характеристики і значні нелінійні спотворення.

На противагу електромагнітного мікрофона надзвичайно широке поширення для цілей озвучення, звукопідсилення отримав електродинамічний мікрофон в своїх двох модифікаціях - катушечной і стрічкової.

Принцип дії електродинамічного котушкового мікрофона полягає в наступному (рис. 1, в). У кільцевому зазорі 1 магнітної системи, що має постійний магніт 2, знаходиться рухома котушка 3, скріплена з діафрагмою 4. При впливі на останню звукового тиску вона разом з рухомою котушкою починає коливатися. В силу цього в витках котушки, перерізують магнітні силові лінії, виникає напруга, що є вихідним сигналом мікрофона.

Електродинамічний мікрофон досить стабільний в роботі, має досить широкий частотний діапазон, порівняно невелику нерівномірність частотної характеристики.

Пристрій стрічкового електродинамічного мікрофона дещо відрізняється від пристрою катушечной модифікації (рис. 1, г). Тут магнітна система мікрофона складається з постійного магніту 1 і полюсних наконечників 2, між якими натягнута легка, зазвичай алюмінієва, тонка (близько 2 мкм) стрічка 3. При впливі на обидві її сторони звукового тиску виникає сила, під дією якої стрічка починає коливатися, перетинаючи при цьому магнітні силові лінії, внаслідок чого на її кінцях розвивається напруга.

Оскільки опір стрічки дуже мало, то для зменшення падіння напруги на сполучних провідниках напруга, що розвивається на кінцях стрічки подається на первинну обмотку трансформатора, розміщеного безпосередньо поблизу стрічки. Напруга на затискачах вторинної обмотки трансформатора є вихідною напругою мікрофона.

Частотний діапазон цього мікрофона досить широкий, а нерівномірність частотної характеристики невелика.

Для електроакустичних трактів високої якості найбільшого поширення в даний час отримав конденсаторний мікрофон. Він працює таким чином (рис. 1, д): жорстко натягнута мембрана 1 під впливом звукового тиску може коливатися щодо нерухомого електрода 2, будучи разом з ним обкладинками електричного конденсатора. Цей конденсатор включається в електричний ланцюг послідовно з джерелом постійного струму Е і активним опором навантаження R. При коливаннях мембрани ємність конденсатора змінюється з частотою впливає на мембрану звукового тиску, в наслідок чого, в електричному ланцюзі з'являється змінний струм тієї ж частоти і на опорі навантаження виникає падіння напруги, що є вихідним сигналом мікрофона.

Навантажувальний опір має бути великим, щоб падіння напруги на ньому не зменшувалася сильно на низьких частотах, де ємнісний опір конденсатора дуже велика і експлуатація такого мікрофона була б неможлива через порівняно невеликого опору мікрофонних ліній і навантаження. З цієї причини майже у всіх сучасних конденсаторних мікрофонів передбачені конструктивно пов'язані з самим мікрофоном підсилювачі, що мають малий коефіцієнт посилення (близько 1), високий вхідний і низький вихідний опору.

Конденсаторні мікрофони мають найвищі якісні показники.
широкий частотний діапазон, малу нерівномірність частотної характеристики, низькі нелінійні і перехідні спотворення, високу чутливість і низький рівень шумів.

Електретні мікрофони. по суті, ті ж конденсаторні, але постійна напруга для них забезпечується не звичайним джерелом, а електричним зарядом мембрани або нерухомого електрода, матеріали яких відрізняються тим, що здатні зберігати цей заряд тривалий час.

Деяке поширення отримали п'єзоелектричні мікрофони (рис. 1, е). Їх дія заснована на тому, що звуковий тиск впливає безпосередньо або через діафрагму 1 і скріплений з нею стрижень 2 на п'єзоелектричний елемент 3. При деформації останнього на його обкладках внаслідок п'єзоелектричного ефекту виникає напруга, що є вихідним сигналом мікрофона.

Дія транзисторних мікрофонів (вельми мало поширених) грунтується на тому, що під дією звукового тиску на діафрагму і скріплене з нею вістря, що є одночасно емітером напівпровідникового тріода, змінюється опір емітерного переходу через нього. Хоча транзисторні мікрофони з діафрагмою досить чутливі, але вони недостатньо стабільні і їх частотні характеристики навіть в порівняно вузькому діапазоні частот нерівномірні.

Стереомікрофон являє собою систему з двох мікрофонів, конструктивно розміщених в загальному корпусі на одній осі один над одним. Для запису по системі XY застосовують стереофонічні мікрофони, що складаються з двох однакових монофонических мікрофонів з кардіоїдну характеристиками спрямованості, причому акустичні осі лівого і правого мікрофонів повернені на 90 ° відносно один одного (рис. 2, а). При записи по системі MS один з мікрофонів (мікрофон середини) має кругову характеристику спрямованості, а інший (мікрофон боку) - косинусоидальной характеристику спрямованості (рис. 2, б).

Мал. 2. Характеристики спрямованості стереофонических мікрофонів

Радіомікрофон представляє собою систему, що складається з мікрофона, переносного малогабаритного передавача і стаціонарного приймача. Мікрофон найчастіше використовують динамічний котушковий або електретний. Передавач або поєднують в одному корпусі з мікрофоном, або виконують кишенькового типу. Він випромінює енергію радіочастот в УКХ діапазоні на одній з фіксованих частот. Внаслідок впливу додаткових перетворень в системі "передавач - ефір - приймач" якісні параметри радіомікрофона поступаються параметрам звичайного мікрофона.

Для прийому мовлення в умовах навколишнього шуму застосовують ларингофони. Ці прилади сприймають механічні коливання гортані, що виникають при речеобразования. Для цього ларингофони (зазвичай пара) притискаються до шиї в області гортані. За принципом перетворення раніше застосовувалися вугільні ларингофони, а в даний час - електромагнітні. Відмінність їх від відповідних мікрофонів в тому, що в них немає діафрагм, на які впливає звуковий тиск, а рухливий елемент внаслідок інерції переміщається щодо корпусу коливається в такт з коливанням гортані, до якої він прилягає.