2.5 Вибір мікрофона
Серед усіх типів мікрофонів, використовуваних в даний час, мікрофони на основі конденсаторів вважаються найбільш перспективними. Капсуль - основна частина мікрофона - являє собою плоский конденсатор, одна з обкладок якого служить мембраною, що коливається під дією звукових хвиль, а друга є нерухомим електродом.
Принцип дії конденсаторного мікрофона полягає в зміні ємності капсуля при коливанні мембрани під дією змінюється звукового тиску, в результаті чого виникає струм заряду і розряду конденсатора і в ланцюзі протікає змінний струм, що створює змінну напругу на опорі навантаження, пропорційне рівню змінного звукового тиску [7].
Зв'язок між тиском Р і напругою u 0 на обкладинках конденсатора ілюструється еквівалентною схемою, представленої на рис.6.
Малюнок 6 - Еквівалентна електрична схема конденсаторного мікрофона
Користуючись законами Ома і Кірхгофа, визначимо залежність між вхідним і вихідним параметрами.
Ток i , що виникає при впливі звукового тиску Р на вході мікрофону, дорівнює:
(36)
де - комплексний опір ланцюга, яке визначається з виразу:
(37)
Замінюючи комплексні величини, отримаємо:
(38)
Напруга u 0 , що виникає на обкладках конденсатора, визначається із закону Ома:
(39)
Підставляючи вирази (36) - (38) в (39), отримуємо залежність між звуковим тиском на вході і вихідним напругою:
(40)
Передавальна функція визначається, як відношення вихідного параметра до вхідного:
(41)
Замінюючи на оператор Лапласа р у виразі (40), передавальна функція прийме вигляд:
(42)
Ця передавальна функція відповідає коливального ланці.
Як мікрофона використовується конденсаторний мікрофон МСЕ - 4М, призначений для передачі і звукопідсилення мови в будь-яких приміщеннях і відкритому просторі. Він має кругову діаграму спрямованості і може також застосовуватися в якості датчика для реєстрації рівня зашумленности. Тому для простоти конструкції системи, використовуємо мікрофони одного типу.
Основні параметри мікрофона МКЕ - 4М:
номінальне вихідний опір, Ом 2100;
номінальна вихідна напруга, мВ 1;
номінальний діапазон частот, Гц 50.15000;
габаритні розміри, мм ¤ 15Ч29;
маса, г 13.
Визначимо чисельні значення невідомих величин, виходячи з співвідношень, що встановлюють зв'язок електричних і акустичних параметрів у конденсаторному мікрофоні.
Мікрофон МКЕ - 4М має номінальну вихідний опір R=2100 Ом. Індуктивність визначається інерцією мембрани і має електроакустичний аналог - акустичну масу:
(43)
де m - маса мембрани, m=1,7 · 10-4 кг;
А - робота, що здійснюються при переміщенні мембрани, А=5,85 · 10-4 Дж.
Електрична ємність конденсатора С 1 , має електроакустичний аналог, який визначається з виразу:
(44)
де
u - напруга, що виникає ...
