Вибрані розділи з історії мікрофонів

Мікрофон може відразу кидатися в очі, а може бути і непомітним.

Власне, першим термін «мікрофон» запропонував використовувати британський винахідник Сер Чарльз Уітстоун (Charles Wheatstone) в 1827 році. Його нехитрий інструмент для посилення слабких звуків - дві тонкі рейки, які повідомляли механічні коливання вухам, не мав нічого спільного з тим, що тепер називається мікрофоном. Нічого, крім назви.

Мікрофон як пристрій для перетворення акустичного сигналу в електричний зі збереженням хвильових характеристик - з'явився в 1876 році. Правда, називався він зовсім інакше - liquid transmitter (рідинний передавач).

За легендою, оскільки лінія була односторонньою, Уотсон збіг униз і закричав: «Містер Белл, я чітко чув кожне сказане вами слово».

Александер Белл, винахідник.

За деякими відомостями, втім, це не зовсім правда. Дана версія «мікрофона» використовувалася Беллом вже набагато пізніше, під час експериментів з передавачами на основі змінного опору.

Принцип роботи рідинного передавача досить простий. У трубообразний резервуар налито трохи води, на якій «плаває» пергаментний діафрагма.

До діафрагми приєднаний провід - так, щоб лише ледь стикатися з водою. У воду додано невелику кількість кислоти, щоб поліпшити її електропровідність.

«Рідинний передавач» Белла - дідусь нинішніх мікрофонів.

Коли людина щось говорить у трубку, діафрагма починає коливатися, так що провід стикається з водою то більше, то менше. Відповідним чином змінюється опір електричного кола.

При якісній зборці, рідинний передавач виявлявся досить чутливим.

Влітку того ж 1876 року, на філадельфійської виставці, присвяченій сторічного ювілею американської революції, винахід Белла побачив якийсь Еміль Берлінер (Emile Berliner).

Це виріб привело його в захват і він вирішив зробити щось подібне, але тільки більш досконале. У 1877 році Берлінер винайшов свій власний мікрофон. Вугільний.

Суд встав на сторону Берлинера.

Еміль Берлінер, творець першого вугільного мікрофона.

У 1878 році американський фізик Девід Юз (або Хьюз - David Hughes) винайшов мікрофон з вугільної паличкою, який за рахунок своєї високої чутливості дозволив значно збільшити дальність зв'язку.

Характерно, що Хьюз відмовився патентувати свій винахід - в принципі. Природно, компанії Белла не упустила випадку вхопитися за таке значне удосконалення, тим більше що ніяких грошей Хьюзу відстібати не довелося.

За деякими відомостями, український інженер М. Михальський запропонував більш досконалий варіант вугільного мікрофона - порошковий. Коливається під впливом звукових хвиль мембрана змінювала щільність порошку, тим самим збільшуючи або зменшуючи його електричну опірність.

Стрічковий мікрофон RCA 44A. Важив 3,5 кілограма (фото www.neweraantiques.com).

Перший «стрічковий» мікрофон «44А» винайдений в 1942 році співробітниками американської компанії RCA. Йому судилося стати одним з найпопулярніших мікрофонів для студійних записів.

Власне кажучи, більше він ніде і не застосовувався: занадто важкий (3,5 кілограма). Однак він мав і поруч помітних переваг: наприклад, висока чутливість і вузька спрямованість, за рахунок чого відтиналися сторонні шуми.

У мікрофоні використовувалася стрічка довжиною 50 мм і шириною 2,4 мм, яка рухалася в магнітному полі відповідно до звуковим тиском.

Згодом вага стрічкових мікрофонів значно зменшився, а якість зросла.

За чутливості мікрофони такого типу поступаються багатьом іншим, але інженери знайшли спосіб боротися з цією недугою - для цього використовуються два стрічкових капсуля відразу.

За тим же принципом працювали і з'явилися значно пізніше динамічні мікрофони, де замість стрічки використовувалися мембрана і металеве кільце, підвішене в магнітному полі.

Компанія AKG в тому ж 1947 представила свій перший конденсаторний мікрофон моделі C1.

Таких мікрофонів було випущено всього шість штук. Взагалі ж вважається, що електретних (або конденсаторні) мікрофони були придумані ще в 1920-ті, але до 1962 року, коли в 1962 році Bell Labs не почали випускати свою версію таких мікрофонів, особливою популярністю вони не користувалися.

До кінця 1970-х років приблизно третина всіх випущених в світі мікрофонів були конденсаторними.

На відміну від динамічного мікрофона, конденсаторний вимагає додаткового живлення.

Схема пристрою конденсаторного (електретного) мікрофона (з сайту bell-labs.com).

У ролі конденсатора виступає повітряний прошарок між пластиковою і позолоченої керамічної пластинами.

На діафрагму подається постійний струм напругою від 9 до 48 вольт, причому джерелом живлення можуть служити як батарейки в самому корпусі мікрофона, так і пристрій, в яке мікрофон застромлять.

Так само як і в динамічному мікрофоні, мембрана коливається під впливом акустичного сигналу, що відповідним чином впливає на заряд підкладки. Заряд дуже малий, так що для збільшення амплітуди сигналу використовується транзисторний підсилювач.

У динамічних мікрофонах перетворення звуку в електросігнал відбувається наступним чином.

Німецький вугільний мікрофон часів Другої світової війни - предок динамічних мікрофонів, спадкоємець творів Берлинера і Хьюза (з сайту coolmicrophones.com).

Під впливом акустичного сигналу коливається мембрана, яка в свою чергу викликає коливання «звукового кільця» - власне кажучи, це рухома обмотка магніту.

Коливання обмотки в магнітному полі утворює електричні сигнали, відповідні акустичним.

Динамічні мікрофони досить надійні і міцні - в усякому разі, міцніше конденсаторних.

Тому їх, в основному, і використовують на концертах (адже серед музикантів досі чимало любителів покидаться підручними предметами).

Але в зв'язку з тим, що маса рухомих елементів в динамічних мікрофонах більше, ніж в конденсаторних, їх чутливість свідомо нижче.

Деякі музиканти тому і вважають за краще динамічні мікрофони конденсаторним.

Вокаліст U2 Боно воліє всюди користуватися динамічними мікрофонами - і на сцені, і в студії.

Мікрофони другого типу мають тенденцію записувати звук як він є, так що всі огріхи і недоліки вилазять назовні.

З іншого боку, динамічні мікрофони вже викликають асоціації з більш «жирним» концертним звучанням. Тому навіть ті, хто здатний співати «вживу» бездоганно, наприклад, Боно, лідер U2, воліють навіть в студії використовувати динамічні мікрофони.