|
Сивостен :: Микрофоните: Характеристики, видове и начин на работа (статия) - Акустика, Физика, Електроакустични устройства, Микрофони
 | |
 Какво можем да кажем за един микрофон? Навремето дълго съм се чудил какво отличава добрия от лошия, как, аджеба, хората ги избират, как работят и т.н. Предполагам някои от вас също са си задавали подобни въпроси и се надявам след края на този материал някои от тях да получат своя отговор. Да започнем с една дефиниция. Какво са микрофоните? Най-краткото определение би било, че това са електроакустични устройства, преобразуващи звуковата енергия в електрическа. Как можем да ги оценим? Има няколко основни качествени показатели и първо ще разгледаме именно тях.
Първият е чувствителността на микрофона. Така наричаме отношението между полученото от микрофона променливо напрежение и приложеното към мембраната му звуково напрежение. За измерването и се използва мерната единица волт на паскал и може да се оцени чрез съпоставянето й спрямо условно прието нулево ниво на чувствителност. В такъв случай се измерва в децибели. Чувствителността на микрофона зависи от честотата на звуковите колебания, като тази зависимост наричаме честотна характеристика.
Друг важен показател е пространствената характеристика. Това е диаграмата, която дава представа за чувствителността на микрофона към звукови вълни, идващи от различни посоки. В зависимост от предназначението се използват различни конструкции, така че да се получи желаната форма. Различаваме хоризонтална и вертикална пространствена арактеристика. Както подсказва терминът, първата се определя от чувствителността в хоризонтална плоскост, а втората - от във вертикална плоскост, минаваща през микрофона.
Освен това е важно какво е нивото на шум. Шумово напрежение на един микрофон се нарича онова напрежение, което се получава при липса на външно звуково въздействие и се дължи само на термическия шум в токопроводимите му части. Съотношението между него и напрежението, получено от звуковото налягане служи за мярка на тази важна характеристика. Измерва се в децибели.
 Важно е да се отбележи, че колкото по-чувствителен е микрофонът, толкова нивото на шума е по-малко. Последното определя долната граница на динамичния му обхват. Горната граница зависи от степента на нелинейните изкривявания, които наричаме клифактор. Той е толкова по-голям, колкото е по-голямо звуковото налягане.
Нека разгледаме видовете микрофони. Първият тип, на който ще обърнем внимание е електродинамичният. Той работи на принципа на електромагнитната индукция - пораждане на токови сили при движение на проводник в магнитно поле. Самият проводник може да има различни форми – нагъната лента или пък бобина. При лентовите микрофони подвижна част се явява нагъната вълнообразно дуралуминиева лента, с дебелина обикновено от три до пет микрона и широчина три до четири милиметра. Дължината варира около петдесет милиметра. При тази конструкция елементът, генериращ променливото напрежение, изпълнява и ролята на мембрана. Тъй като съпротивлението на лентовия проводник е относително малко, в масовия случай около 0,1 ома, се налага при включването към усилвател да се използва повишаващ трансформатор.
Чувствителността на лентовите микрофони е висока, а честотната им характеристика е равномерна в обхвата от петдесет до десет хиляди херца. Последното се постига с помощта на механичен затихвател, или с други думи лабиринт, поставен откъм задната страна на лентата. Поради високата чувствителност на този тип микрофони, те се употребяват, когато е необходимо особено високо качество на звука.
 Следващият вид е този с подвижна бобина. Устройството му е доста елементарно и може да се опише буквално с две думи. В цилиндричната междина на постоянен магнит е поставена подвижна бобинка, свързана с дуралуминиева или полиестиролова мембрана с изпъкнала форма. Мембраната предава движението си и при движението на намотките се генерира ток. Чувствителността на този клас електроакустични устройства е съвсем малко по-ниска, но страдат от това, че честотната им характеристика е по-неравномерна от тази на лентовите. При обхват от петдесет до десет хиляди херца неравномерността достига до десет децибела, но въпреки това можем да причислим и този тип микрофони към висококачествените.
Най-добра обаче е комбинацията от двата вида. При нея показателят честотна характеристика надминава тази и на двете базови конструкции, макар да не е по-добра от тази на следващия клас, който ще разгледаме, а именно - електростатичните микрофони. Към тях вече спадат кондензаторните и кристалните. При първите се използва пиезоелектричният ефект на някои кристали, които под действието на механично налягане генерират електрически заряди, като се използва факта, че те са пропорционални на налягането.
Според конструкцията можем да разделим кристалните микрофони на два вида - обикновени, в които се използват две двойки кристални плочки, и мембранни, при който към кристалите са прикрепени една или две мембрани. Обикновените имат чувствителност широк диапазон на чувствителност и значително равномерна честотна характеристика. При мембранните първият показател е по-добър, но затова пък изостават по втория.
Нека кажем няколко думи и за кондензаторните микрофони. При тях се използва свойството на кондензаторите да изменят капацитета си при промяна на разстоянието между електродите им. Конструкцията им най-общо изглежда по следния начин: мембрана от тънък дуралуминий с дебелина двадесет до тридесет микрона се закрепва срещу единия електрод, който наричаме подвижен, на разстояние от около десет микрона. В неподвижния електрод пък се правят отвори, за да се увеличи въздушния обем под мембраната, с което се цели да се повиши чувствителността на микрофона.
 Честотната характеристика на този клас е на практика праволинейна в широк честотен обхват. Поради това кондензаторни микрофони се използват, когато е необходимо изключително високо качество на звука. Намират приложение и при някои акустични измервания.
Последната група, която ще разгледаме е групата на въгленовите микрофони. При тях се използва свойството на графитните зърна да изменят контактното си съпротивление в зависимост от силата на притискане, действаща върху тях. Обикновено са оформени във вид на затворена капсула, в която пространството между мембраната, филцовия цилиндър и назъбения електрод е запълнено с графитни зрънца. За втори електрод служи мембраната, която е свързана и механично и с електрическа верига към външната метална обвивка.
Тези микрофони имат тясна честотна лента на предаване и могат да осигурят равномерност при честоти от триста до около две хиляди и петстотин херца. Това ги прави практически неизползваеми, където е необходимо качество на звука, като единствено високата им чувствителност им е помогнала да намерят някакво приложение. Освен това се характеризират с голям собствен шум, породен от искренето между графитните зърна, което се дължи на преминаващия постоянен ток и на непостоянния и рязко изменящ се контакт между тях. |
 Добави коментар 
Ако сте регистрирани във форума можете да коментирате и тук
|
|
• 
Български • 
English [beta] • 
• 
• 
Екип • 
Партньори • 
Ресурси • 
Статистики • 
За контакт
Добави в любими • Предложи статия • Конкурси • За рекламодатели
Търсене
