 |
|
|
Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience |
 |
|
 |
|
|
|
|
JUNIOR RADIO 
|
Микрофон - электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Обобщенный принцип работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний воздуха, воды или твердого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используются явление электромагнитной индукции, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект. С греческого "микро"означает - маленький, а слово "фон" - звук. Первый угольный микрофон построил американский изобретатель Эмиль Берлинер 4 марта 1877 года. Однако, развитие получил микрофон американского изобретателя Дэвида Хьюза.
|
Хьюз Дэвид Эдвард |
Угольный микрофон |
Весьма значительно усовершенствовал этот тип микрофонов Эдисон. Независимо от него авторство заявляли Г.Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Наиболее удачная конструкции угольного микрофона принадлежит Энтони Уайту. Угольный микрофон содержит угольный порошок, размещённый между двумя металлическими пластинами и заключённый в герметичную капсулу. Стенки капсулы или одна из металлических пластин соединяется с мембраной. При изменении давления на угольный порошок изменяется площадь контакта между отдельными зёрнышками угля, и, в результате, изменяется сопротивление между металлическими пластинами. До сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии.
Устройство динамического микрофона.
Разберем как устроен динамический микрофон, который наверное есть у многих . Он подключается в основном к домашнему видеоцентру ("караоке"). Магнитная система микрофона с подвижной катушкой — цилиндрический постоянный магнит и магнитопровод, изготовленный из стали. Магнитопровод собран из центрального стержня и двух фланцев.
Бытовой динамический (катушечный) микрофон в разрезе.
В кольцевом зазоре между отверстием в верхнем фланце и круглым центральным стержнем помещена подвижная катушк намотанная на специальный каркас. Используется тонкий (до 0,02 мм) медный провод. Катушка жестко связана с легкой куполообразной диафрагмой, которая с помощью гибкого гофрированного воротника прикреплена к неподвижной части микрофона. Под действием звуковой волны она может свободно колебаться в осевом направлении, увлекая за собой катушку. В кольцевом зазоре магнитной системы действует радиальное магнитное поле. При движении катушки в этом поле ее витки пересекают магнитные силовые линии, поэтому в ней возбуждаются переменные индукционные токи.
Напряжение, возникающее на выводах подвижной катушки микрофона, передается по экранированному кабелю на микрофонный усилитель.
Бытовой динамический (катушечный) микрофон для "караоке".
К достоинствам динамических микрофонов можно отнести: прочность, небольшие размеры и массу, относительно малую по сравнению с другими микрофонами восприимчивость к вибрациям и тряске.
Обозначение микрофонов
Для обозначения микрофона используют символ, упрощенно передающий устройство одного из первых угольных микрофонов. Линии выводов направляют в одну или в разные стороны. Основой буквеный код (В) в обозначениях, как у головных телефонов и динамических головок.Добавочная буква (М) - микрофон. Исключение составляют приборы звуковой сигнализации. Принцип действия и другие особенности микрофонов, указывают специальными знаками, как у громкоговорителей.
Обозначение Реальный вид
По способу преобразования акустической энергии в электрическую применяемые в настоящее время микрофоны подразделяются на несколько основных типов:индукционные микрофоны (динамические и ленточные), конденсаторные, электретные, пьезоэлектрические, угольные и электромагнитные. По функциональному назначению микрофоны делятся: Измерительные («искусственное ухо»), студийные (звукозапись), капсюли для телефонных аппаратов и радиогарнитур, ларингофоны, гидрофоны и.т.д.
Дополнительные символы
Ларингофон - помехоустойчивый микрофон, прикладывается к гортани (переговоры в местах со множеством источников мощного звука).
Характеристики микрофонов.
Любой микрофон как бы он не работал, можно описать определенным набором технических параметров, позволяющих судить о его качестве и пригодности.
Чувствительность Е
Наиболее важная характеристика микрофона. Она определяется как электродвижущая сила (ЭДС) при работе микрофона без нагрузки или как напряжение, создаваемое на стандартном сопротивлении нагрузки при воздействии на чувствительный элемент микрофона звукового давления, равного 1 Па. За единицу чувствительности принимают отношение одного милливольта к одному паскалю, т.е.
Это определение составлено по системе единиц СИ, до ее введения за единицу чувствительности принимался один милливольт на бар. Бар - единица давления.1бар = 0,1 Па. Чувствительность микрофона в зависимости от конструкции может составлять от 1—2 (динамические микрофоны) до 10-15 мВ/Па (конденсаторные микрофоны).
Частота воспроизведения f воспр
Чувствительность, или уровень передачи микрофона в большей или меньшей степени зависит от частоты звуковых колебаний. График этой зависимости называют частотной характеристикой микрофона.
Частота воспроизведения является амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ). Неравномерность амплитудно-частотной характеристики измеряют в децибелах как отношение чувствительности микрофона на определенной частоте к чувствительности на средней частоте, например 1000 Гц.
Направленность 
Способность микрофона реагировать на звуки в зависимости от пространственного расположения источника и направление прихода звуковых волн определяется характеристикой направленности.
Она оценивает изменения чувствительности микрофона npисмене направлений, по которым звуковые волны приходят к чувствительному элементу.
чувствительность при падении
звуковой волны под углом
осевая чувствительность.
Диаграмму направлености графически представляют в полярнойной системе координат. В качестве опорного направления (0°-180°) используют ось микрофона (фронтальное или перпендикулярное к лицевой стороне микрофона направление). Боковые направления определяются углами прихода по отношению к осевой линии.
Идеальная диаграмма микрофона ненаправленного действия.
Вдоль линии, устанавливающей конкретное направление, откладывают отрезок, пропорпиональный чувствительности в этом направлении. По диаграммам направленности микрофоны делятся на три группы: ненаправленные, двусторонненаправленные и односторонненаправленные.
Уровень шумов Nш
Уровень собственных шумов микрофона определяется отношением эффективного напряжения на выходе микрофона при отсутствии звукового поля.
Напряжение Uш обусловлено главным образом тепловыми шумами в компонентах электрической схемы микрофона
