Тема
Пристрій мікрофонів
Звукові коливання, сприйняті мембраною, повинні бути перетворені в електричні сигнали. Для цього до мембрани приєднують електромеханічний перетворювач, що працює в генераторному режимі. p> Залежно від того, яка система перетворення використана в мікрофоні, розрізняють електродинамічні, електромагнітні, електростатичні, п'єзоелектричні та вугільні мікрофони.
Мікрофони електромагнітної системи. Розбірлива передача мови по проводах вперше була здійснена 3 липня 1875 А. Беллом (1847 - 1922) за допомогою мікрофона електромагнітної системи. Мікрофон запатентований в 1876 р.
Конструкція мікрофону показана на рис. 1, де в ролі якоря виступає мембрана мікрофона. Однак, така конструкція мало придатна для практичного застосування, т. к.:
В§ на мембрану діє постійна складова сили, прогинаються мембрану, і мембрана повинна бути достатньої товщини, щоб протистояти цьому впливу;
В§ магнітне опір мембрани має бути невеликим, що також вимагає збільшення її товщини.
Товста мембрана має велику інерцію і, отже, буде погано відтворювати верхні частоти звукового діапазону. Для поліпшення характеристик мікрофона необхідно компенсувати постійну складову сили. Це можна зробити, помістивши мембрану між полюсами двох магнітів. Так, наприклад, влаштований поширений в СНД мікрофон ДЕМШ (див. рис. 1).
В
Пристрій мікрофона ДЕМШ Рисунок 1
Діапазон відтворюваних частот мікрофона ДЕМШ 300 - 3000 Гц, середня чутливість при роботі на навантаження 600 Ом - 0.22 мВ/Па, модуль повного опору - Ом, габарити мм, маса - 14 г.
Як бачимо, парметри мікрофона забезпечують запис промови, але не дозволяють здійснити запис музичних програм.
Ще можна зустріти мікрофон електромагнітної системи МЕМ-60. Цей мікрофон відтворює діапазон частот Гц. p> Має чутливість на навантаженні 600 Ом і частоті 1000 Гц рівну ~ 10 мВ/Па. Модуль повного опору 300 Ом. Габарити мм і масу 400 г.
Мікрофони електромагнітної системи відрізняються високою vеханіческой міцністю, надійністю і застосовуються на транспорті, в армії - там, де важкі умови експлуатації.
Перші ідеї та роботи по створенню мікрофона електродинамічної системи пов'язані з іменами Каттріса, Реддінга і Сіменса (C. Cuttris, J. Redding патент США № 242.816, 1881 р.; Simens E.W. німецький патент № 2355, 1878 р.). p> Однак, перші зразки мікрофона, придатні для практичного застосування, створені вентилі та Тьюрасом (Wente EC, Thuras ALJ Ac. Soc. Am. Vol. 3, july 1931). Розрізняють котушкові і стрічкові мікрофони цієї системи. p> Котушковий мікрофон представляє собою мембрану, до якої прикріплена котушка, що містить кілька десятків витків дроту. Котушка поміщена в радіальне магнітне поле, створюване постійним магнітом. p> При впливі на мембрану звукових хвиль, коливання мембрани передаються котушці і в ній виникає е.р.с. е =. Частотна характеристика мікрофона (тобто залежність е від частоти f) повинна бути рівномірною.
Щоб з'ясувати, за яких умов це можливо, напишемо вираз для чутливості мікрофона:
(1)
де = - коефіцієнт навантаження мікрофона, - коефіцієнт електромеханічного зв'язку, - механічний опір коливальної системи мікрофона. - Акустична чутливість мікрофона. Єдиний член у формулі (1.), Який залежить від частоти - механічне опір z.
Отже, механічна і акустична частина повинна бути побудована так, щоб у межах робочої смуги частот опір z залишалося незмінним або змінювалося незначно. p> Практично це досягається створенням складних (що складаються з декількох коливальних контурів) резонансних систем. Таким способом вдається отримати частотну характеристику мікрофона з смугою частот Гц і нерівномірністю дБ. На рис. 2 показана конструкція мікрофона МД-85А. br/>В
1 - капсуль, 2 - корпус, 3 - кришка, 4 - кабель, 5 - притискна деталь, 6 - манжета, 7 - амортизатор, 8 - мембрана, 9 - звукова котушка, 10 - магніт, 11 - склянка, 12 - фланець, 13 - полюсний наконечник, 14 - тканина, 15 - накладка, 16 - обсяг у корпусі, 17 - отвори в дні корпусу, 18 - бокові отвори корпусу. Малюнок 2
Порожнини капсуля і корпусу, пов'язані між собою через отвори, утворюють складну резонансну систему.
Завдяки простоті і надійності конструкції, хорошим електроакустичним параметрах котушкові мікрофони набули широкого поширення.
Стрічковий мікрофон являє собою гнучку стрічку довжиною см, вміщену міжполюсними наконечниками постійного магніту (див. рис. 3). p> У полюсних наконечниках роблять ряд отворів для того, щоб зменшити різницю ходу хвиль, що діють на стрічку з різних сторін. Відстань між отворами не перевищує 1.7 см, що забезпечує рівномірність частотної характеристики до ~ 15000 Гц. p> Магнітна індукція в зазорі ~ 1 Тл. Е.р.с....
