Интернет, компьютеры, софт и прочий Hi-Tech

Подписаться через RSS2Email.ru

Микрофон как электроакустический прибор

Пожалуй, значение столь обыденного понятия как «микрофон» известно всем. Это такая штука, в которую нужно говорить или петь. Она улавливает звук и переводит его в электронную форму. Наша цель — подробно рассмотреть основные модификации, разновидности и принципы действия микрофонов с точки зрения практичности. Ведь теория теорией, а пользуемся мы этими приборами каждый день, так или иначе. Начнём, как обычно, с самой сути явления.

Суть простыми словами

Доподлинно неизвестно, кто именно впервые придумал и реализовал концепцию. Дело было давно, в девятнадцатом веке, но суета с патентами имела место уже тогда. Так называемый угольный микрофон (о нём — далее) изобрёл вроде бы Томас Эдисон в 1878-м, однако о подобной идее сообщил миру также польский инженер Генрих Михайльский в том же году.

Впрочем, нынче вопросы исторической справедливости мало кого волнуют. Суть явления интересует больше. Заключается она в следующем. Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе (или другой физической среде), преобразуются в электрические колебания того же самого частотного спектра. Их можно передавать по проводам или в эфире, а затем принимать и превращать обратно в звук.

Как именно происходит преобразование звуковых волн в электрический ток? С помощью чувствительных элементов. Именно от них зависят характеристики прибора и, соответственно, его пригодность для решения тех или иных задач. Значит, к этой теме и переходим.

Угольный

Первым, получившим массовое признание и подвергшийся повсеместному внедрению, был угольный, как указано выше.

Между двумя электродами насыпается уголь, перемолотый в мелкий порошок. По нему пропускается ток.

Под воздействием звуковых волн частички порошка колеблются, уплотняются и рассыпаются, поэтому меняется сопротивление всей системы. А если меняется сопротивление, то напряжение скачет с частотой звука, что, собственно говоря, и требуется для формирования сигнала.

Приборы такого типа стали очень популярными в стационарной телефонии. Угольные микрофоны вставлялись практически во все домашние аппараты и таксофоны. (Потом, к счастью, их начали менять на конденсаторные.)

Полоса звуковых частот, пропускаемая прибором данного типа, не впечатляет. Для передачи человеческой речи кое-как подходит, но не более того. В общем, дешёвая технология 19-го века.

Динамический

Что такое динамик? Мембрана (диффузор). К мембране прицеплена катушка, подвижная относительно сердечника постоянного магнита.

На катушку подаётся ток, колебания звуковых частот, — и она, пребывая в магнитном поле и подчиняясь законам физики, заставляет дрожать мембрану. Тоже на звуковых частотах. Вот и получается вибрация диффузора, создающая звуковые волны.

Теперь представьте себе обратный процесс: мембрана колеблется под воздействием звуковых волн. Что будет появляться в катушке, находящейся в магнитном поле? Правильно, электродвижущая сила. В смысле, ток с частотами всё того же звукового диапазона. Вот его-то и можно усилить.

То есть, теоретически динамик с достаточными индуктивностью и внутренним сопротивлением катушки может служить микрофоном (особенно маленький, как в наушниках). Но качество получаемого результата будет неудовлетворительным, поскольку динамики для такого использования не предназначены.

А если всё рассчитать и переделать эту систему под восприятие акустических волн, а не создание оных? Тогда получится динамический микрофон.

Таковой был изобретён в 1924-м немецкими инженерами В. Шоттки и Э. Герлахом. Правда, ленточный, а не с катушкой. (Катушечный появился лишь в 1931-м.) Но принцип тот же: мембрана передаёт колебания на электродинамический датчик.

Полоса частот, воспринимаемая прибором сего типа, гораздо шире, нежели у примитивного угольного. Даже высокочастотная составляющая речи (произнесение «с», «ц» и «з») не искажается, если остальная аппаратура создана толковыми инженерами.

Прибор — пассивный, электропитания не требует. Если батарейка вставляется, то либо для встроенного предварительного усилителя, либо для передатчика (в радиомикрофонах).

Продолжение этой статьи: «Микрофон как электроакустический прибор. Часть 2».

Автор: vanilinkin, специально для xBB.uz, 13.01.2013


Предыдущие публикации:

Биржа долевых инвестиций SIMEX.

Последнее редактирование: 2013-01-14 17:04:36

Метки материала: микрофон, прибор, периферийные устройства, техника и электроника, бытовая техника и электроника, информационно-коммуникационные технологии, девайсы, электротехника и электроника, электросвязь, коммуникационные технологии, коммуникационные технологии икт

Оставьте, пожалуйста, свой комментарий к публикации

Представиться как     Антибот:
   

Просьба не постить мусор. Если вы хотите потестить xBB, воспользуйтесь кнопкой предварительного просмотра на панели инструментов xBBEditor-а.


© 2007-2017, Дмитрий Скоробогатов.
Разрешается воспроизводить, распространять и/или изменять материалы сайта
в соответствии с условиями GNU Free Documentation License,
версии 1.2 или любой более поздней версии, опубликованной FSF,
если только иное не указано в самих материалах.