Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 2

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: flag in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: adsense7 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 39

Notice: Undefined variable: adsense6 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 40
Электродинамический микрофон. Микрофон электродинамический: устройство, принцип действия

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Электродинамический микрофон


Микрофон электродинамический: устройство, принцип действия

Микрофоны - неотъемлемая часть любой студии. Более того, ни одно общественное мероприятие не обходится без этого устройства. Но мало кто знает, что эти девайсы могут иметь разную конструкцию и разные технические характеристики. Следует сразу сказать, что в материале речь пойдет о таком устройстве, как микрофон электродинамический. Хоть он и не обеспечивает наилучшее качество звука.

Признанными лидерами в этом плане являются конденсаторные микрофоны. Но в силу их дороговизны массовое использование на концертах и различных мероприятиях невозможно. Они остаются дорогим украшением профессиональных студий звукозаписи. Электродинамические микрофоны используются всегда и везде. Они могут иметь некоторые конструктивные отличия, но принцип действия остается таким же. Итак, поговорим о конструктивных особенностях, технических характеристиках и принципе действия электродинамических микрофонов. Но сначала немного истории.

микрофон электродинамический

Первые микрофоны

Во время зарождения звукозаписывающих устройств электродинамические приборы отсутствовали. Первые в мире микрофоны были и вовсе угольные. Внутри устройства находился очень мелкий угольный порошок, который начинал вибрировать только тогда, когда до него доходила звуковая волна, порождаемая голосом говорящего. Вибрации вызывали электрический импульс и звук передавался дальше по проводам. Стоит отметить, что угольные микрофоны до сих пор используются в телефонах, ибо только они могут быть настолько миниатюрными, чтобы поместиться в трубке аппарата.

Но угольные микрофоны недолго продержались в сфере звукозаписи. Вскоре появились устройства, действующие по электродинамическому принципу. Они обеспечивали более качественный звук.

электродинамические приборы

Первые электродинамические приборы для записи звука имели катушечную конструкцию и отличались высоким качеством звука (по сравнению с угольными собратьями). Эти устройства использовались на концертах, выступлениях и митингах. Конечно, первые микрофоны выглядели довольно необычно: это были громоздкие устройства, обладавшие низкой чувствительностью. Вследствие чего говорившему приходилось чуть ли не целоваться с микрофоном. Но все равно это был прорыв.

Уже после электродинамики появились конденсаторные устройства. Их начали массово использовать в профессиональных студиях звукозаписи. Ибо только они обеспечивали наивысшее качество звука.

Но вернемся к электродинамическим устройствам и подробнее разберем возможные варианты конструкции устройства.

Катушечные микрофоны

Эта конструкция использовалась с самого начала. Но и сейчас микрофон электродинамический с катушечной структурой широко используется на различных мероприятиях. Конструкция его такова: внутри прибора находится катушка из тончайшей проволоки с постоянным магнитом. Эта конструкция прикрыта диафрагмой, которая и улавливает колебания, производимые голосом говорящего. Мембрана передает вибрацию на катушку, которая начинает колебаться и передает вибрацию в виде импульса на витки проволоки. Далее электрический импульс идет через модулятор по проводам к устройству усиления (усилителю), где и преобразуется в удобоваримый звук. Такая конструкция микрофона весьма надежна, так как в ней находится минимальное количество механических деталей, подверженных износу. Катушечные микрофоны широко используются на различных мероприятиях. Но на концертах их стараются не использовать. Недостаточно качественный звук получается.

как увеличить чувствительность микрофона

Ленточные микрофоны

Они появились несколько позже катушечных и обладают конструктивными особенностями, которые улучшают качество звука. Принцип действия схож с катушечными моделями.

Но есть отличие. Вместо катушки используется тончайшая пленка из благородных металлов, которая улавливает мельчайшие колебания диафрагмы, преобразует их в электрический импульс и отсылает его далее.

Отличительной особенностью ленточных микрофонов по сравнению с катушечными является их заметно меньший вес. Эти устройства широко используются на концертах и различных мероприятиях соответствующего масштаба, поскольку они обладают частотным диапазоном от 20 Гц до 20000 Гц. Микрофон электродинамический с таким частотным диапазоном вполне подходит и для студийной записи. Вот почему они наиболее широко распространены среди профессиональных музыкантов.

направленный микрофон

Направленность микрофона

Эта характеристика напрямую влияет на качество звука. Направленный микрофон способен улавливать голос говорящего только под каким-то определенным углом. Это хорошо только в случае, если не нужно зписывать множество голосов с одного устройства.

Узконаправленные микрофоны сейчас используются мало. Для своих нужд профессионалы предпочитают микрофоны с кардиоидной направленностью. Это значит, что устройство способно записывать все, что происходит вокруг него в определенных пределах. Беда в том, что такими свойствами обладают, в основном, конденсаторные приборы. Электродинамические же устройства с такими характеристиками существуют в весьма ограниченных количествах и стоят довольно дорого. Большинство устройств, использующих электродинамический принцип работы, являются направленными. И это еще один минус в их адрес.

электродинамический микрофон принцип действия

Чувствительность микрофона

Эта характеристика показывает, на каком расстоянии от мембраны устройство способно улавливать звуки. Но это зависит не только от самого микрофона. Немаловажную роль в этом деле играет и усилитель.

Как увеличить чувствительность микрофона? Нужно подобрать хороший усилитель или ресивер, который сможет полностью раскрыть все возможности устройства. Еще один способ - заменить соединительные провода. Качественные провода - залог высокой чувствительности. Именно поэтому многие профессионалы предпочитают проверенные проводные микрофоны беспроводным станциям. У последних чувствительность и все остальные характеристики напрямую зависят от расстояния до ресивера. А проводным моделям требуются только качественные шнуры. Они могут быть любой длины.

звук микрофона

Стереофонические микрофоны

Это весьма интересная конструкция, которая включает один направленный микрофон и один кардиоидный, расположенные в одном корпусе. Запись осуществляется сразу двумя устройствами, что позволяет получить на выходе стереозвук. Такие микрофоны весьма громоздки. Поэтому используются только на студиях или радиостанциях. В качестве звукозаписывающих устройств могут использоваться и электродинамические микрофоны.

Однако производители предпочитают конденсаторные модели. Их проще разместить в одном корпусе. Однако электродинамические модели тоже имеются. Просто они не так широко распространены. Звук микрофона такой конструкции получается очень качественным. Немаловажным плюсом можно считать и стереорежим.

микрофон для студии

Наиболее известные производители

Сейчас далеко не многие компании занимаются выпуском качественных электродинамических микрофонов. Дело это довольно хлопотное и ресурсозатратное. Хороший микрофон для студии можно найти у таких компаний, как Shure, Behringer, Sennhiser. Также имеют широкое распространение электродинамические устройства от Philips и Sony. Но они годятся лишь для того, чтобы в караоке покричать после бурного застолья. Наиболее именитыми и проверенными производителями является именно первая троица. Вот только они выпускают качественную продукцию для нужд профессионалов. Звук микрофона в этом случае играет решающую роль. И у перечисленных компаний с этим все в порядке. Не зря профессионалы в мире звукозаписи предпочитают продукцию именно этих производителей.

Микрофоны для бытового использования

Эти устройства выпускают почти все известные производители бытовой электроники. Обзор микрофонов от самых известных брендов (Sony, Philips, LG, ВВК) говорит о том, что эти приборы способны обеспечивать довольно качественный звук в процессе использования. Но записывать качественный звуковой тракт они не способны. Их можно использовать только с современными бытовыми DVD плеерами в режиме караоке. Также они подходят для проведения некоторых торжеств (свадеб, митингов, выступлений, интервью). И в этом случае вопроса о том, как увеличить чувствительность микрофона, не возникает, поскольку это невозможно. У этих приборов имеется заданная чувствительность. И улучшить эту характеристику не представляется возможным.

Многие устройства этого класса являются беспроводными, что также пагубно влияет на чувствительность прибора. Как бы то ни было, для домашнего использования таких микрофонов вполне достаточно. А вот для оборудования домашней студии лучше поискать что-нибудь классом повыше.

Заключение

Итак, мы рассмотрели, что такое электродинамический микрофон, его принцип действия и конструктивные особенности. Это устройство прекрасно подходит для записи треков, концертного использования, организации массовых мероприятий. Модели начального уровня прекрасно показали себя в домашнем использовании. Но для оборудования студии лучше все-таки выбрать конденсаторный микрофон. Он обеспечивает более качественный звук и характеризуется широкой направленностью.

fb.ru

Электродинамический микрофон

Широкое применение в аппаратах ГГС наводят электро­динамические микрофоны с подвижной катушкой, которая прикрепляется к магнитной системе гофрированным эластич­ным воротником (рис.5). Микрофон состоит из цилиндри­ческого постоянного магнита 5, керна 6, кольцевого верхнего 1 и дискового нижнего 4 фланцев, выполняющих роль магни­топровода. В кольцевом зазоре между керном и верхним фланцем под действием постоянного магнита образуется радиально ориентированное магнитное поле, в котором помещается катушка 5, укрепленная на диафрагме 4. Витки катушки пересекаются магнитными силовыми ли­ниями потока Ф.

Диафрагма изготавливается из легкого и тонкого материа­ла (например, алюминиевой фольги) и имеет выпуклую фор­му, придающую ей прочность. Под действием звуковых коле­баний она перемещается пропорционально звуковому давле­нию. При движении катушки в ней наводится ЭДС, опреде­ляемая согласно закону электромагнитной индукции как

e = (1.17)

где n — число витков катушки;

dФ/dt — скорость изменения потока в катушке, вызванная ее перемещением.

Выражение (1.17) можно представить иначе:

e = (1.18)

Если распределение потока по высоте зазора равномерное, то dФ/dx = А0 — постоянная величина, a dx/dt = v — скорость перемещения катушки.

При гармоническом характере звукового колебания катуш­ка перемещается по закону

x = Lm cosωt (1.19)

Подставляя выражение (1.19) в уравнение (1.18), получим

e = nA0Lmω sinωt.

Амплитуда ЭДС, развиваемой микрофоном, прямо пропор­циональна амплитуде и частоте колебания катушки или воз­действующих на мембрану звуковых волн. Таким образом, частотная характеристика электродинамического микрофона должна иметь подъем в области верхних частот. Однако ее удается выравнить путем уменьшения амплитуды колебаний катушки с ростом частоты. Это достигается конструктивными мерами.

Электродинамические микрофоны обладают на порядок меньшими нелинейными искажениями по сравнению с уголь­ными микрофонами, широкой полосой воспроизводимых зву­ковых частот (102—104 Гц), высокой надежностью эксплуата­ции, устойчивостью к сотрясениям, изменениям температуры среды и влажности воздуха. В аппаратах ГГС используются микрофоны типов МД-45, МД-66А и др.

Электродинамический микрофон не нуждается в источнике питания для преобразования акустических сигналов в элек­трические. Однако, преобразуя один вид энергии в другой, он не создает усиления по мощности, как угольный микрофон. Поэтому электродинамический микрофон должен работать с электронным усилителем. Напряжение сигнала, развиваемое этим микрофоном на согласованной нагрузке, составляет око­ло 1 мВ. Внутреннее сопротивление микрофона порядка 200 Ом позволяет легко согласовать его с кабелем, который используется для подвода сигналов к усилителю.

Электродинамические микрофоны обладают обратными свойствами и могут выполнять функции звукопроизводящих устройств.

1.2.3. Электромагнитный микрофон

Отличительной особенностью электромагнитных микрофо­нов является то, что катушки закреплены в них неподвижно, а ЭДС индуктируется под влиянием изменяющегося магнит­ного потока. Принцип действия такого устройства можно по­яснить на примере микрофона типа ДЭМШ-1 (рис.6) с дифференциальной электромагнитной системой, обеспечиваю­щей повышенную шумостойкость. Микрофон содержит два кольцевых магнита 1, между ко­торыми помещена диафрагма 2, изготавливаемая из магнитомягкого материала. Магнитный поток Ф проходит через по­люсные наконечники 3 и диафрагму. На наконечники надеты две катушки 5, соединенные последовательно. Под действием звуковых волн диафрагма совершает коле­бательные движения, в процессе которых изменяются зазоры между ней и полюсными наконечниками

. Это приводит к изме­нению сопротивления магнитной цепи. При гармоническом ко­лебании диафрагмы сопротивление магнитной цепи содержит постоянную величину R0 и переменную, составляющую с ам­плитудой Rm

rМк = R0+Rm cosωt (1.20)

Используя аналогию закона Ома для цепи, в которой ис­точник ЭДС представлен магнитодвижущей силой (МДС) М0, ток — магнитным потоком Ф, а сопротивление определено в соответствии с выражением (1.20), получим

Ф = (1.21)

Выражение (1.21) соответствует уравнению (1.9), преоб­разование которого дает аналогичный результат

Ф = (1.22)

где m = Rm/R0 — коэффициент модуляции.

Из выражения (1.22) определяются:

Ф1 = — первая гармоника магнитного потока;

Ф2 = — вторая гармоника магнитного потока.

Согласно закону электромагнитной индукции (1.17) и катушках микрофона образуется ЭДС

В катушках микрофона индуктируется ЭДС противопо­ложной полярности. Это объясняется тем, что движение диа­фрагмы вверх (см. рис.6) увеличивает магнитный поток в верхней катушке и уменьшает в нижней. Однако их можно соединить так, чтобы направление токов в катушках совпа­дало по фазе.

Коэффициент нелинейных искажений при ограничении рас­смотрения второй гармоникой сигнала на основании выраже­ний (1.23), (1.24) составляет величину kг = m.

Таким образом, электромагнитному микрофону присущи частотные и нелинейные искажения, вытекающие из принципа его работы. Прямо пропорциональная зависимость уровня си­гнала от частоты, представленная выражением (1.23), частич­но корректируется использованием механического резонанса диафрагмы в области частоты 1,5 кГц. Тем не менее частот­ная характеристика обладает значительной неравномерностью в рабочем диапазоне. Особенно плохо микрофон воспроизво­дит низкочастотные сигналы.

Во избежание чрезмерных нелинейных искажений микро­фон должен работать с малым коэффициентом модуляции m <0,1. Это приводит к понижению его чувствительности, т. е. получению низкого уровня напряжения на выходе микро­фона, как следует из выражения (1.23). Поэтому электромаг­нитный микрофон используется только в сочетании в усили­телем.

Однако ДЭМШ-1 обладает важными достоинствами. Он реагирует лишь на разность звуковых давлений по обеим сто­ронам диафрагмы и относится к микрофонам градиента дав­ления. Поэтому удаленные от микрофона источники звука, создающие практически одинаковые звуковые давления на обеих его поверхностях, не воспринимаются. Такие источники обычно являются мешающими к, следовательно, микрофон об­ладает повышенной устойчивостью к акустическим помехам. Кроме этого, он обладает ярко выраженным направленным действием. Независимо от удаленности звуки, приходящие к плоскости диафрагмы под углом 0°, образуют нулевую раз­ность давлений и также не воспринимаются. Когда же источ­ник звука располагается в непосредственной близости от ми­крофона (1—2 см) перпендикулярно поверхности диафрагмы, тогда разность давлений значительна, и на выходе микрофона появляется сигнал. Поэтому микрофоны типа ДЭМШ-1 и более поздней разработки ДЭМШ-4 находят применение в або­нентских авиационных гарнитурах типа АГ-2 и АГ-3. Они обеспечивают разборчивость не менее 94% передаваемых слов при интенсивности окружающего шума до 115 дБ.

Авиагарнитуры содержат помимо микрофона с усилителем пару головных телефонов. Они входят в комплект некоторых типов диспетчерских переговорных устройств (ДПУ) и под­ключаются к ним с помощью четырех проводного шнура с разъемом. Для питания транзисторного микрофонного усили­теля постоянным током используется пара проводов, по кото­рой передаются сигналы от этого усилителя.

Помимо шумостойкости, дифференциальные электромаг­нитные микрофоны имеют малые габариты и массу, высокую эксплуатационную надежность.

Электромагнитный микрофон обладает обратимыми свой­ствами и может использоваться в качестве телефона. В авиа­гарнитуре АГ-3 получил применение электромагнитный теле­фон с дифференциальной магнитной системой.

studfiles.net

Электродинамический микрофон - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Электродинамический микрофон

Cтраница 1

Электродинамический микрофон стабилен, имеет довольно широкий частотный диапазон, сравнительно небольшую неравномерность частотной характеристики.  [2]

Электродинамические микрофоны развивают очень малую эдс. Поэтому приходится применять-большое усиление. Обычно в одном корпусе вместе с микрофоном монтируется повышающий трансформатор. Эти микрофоны не создают собственных шумов.  [3]

Электродинамический микрофон, с подвижной катушкой показан схематически на рис. 8.2 а. Он имеет тонкую мембрану, на которой укреплена легкая катушечка, находящаяся в воздушном зазоре между полюсами сильного постоянного магнита. При воздействии звуковых волн на мембрану катушка колеблется и пересекает магнитные силовые линии. В ней индуктируется переменное напряжение, которое подается на усилитель.  [4]

Электродинамические микрофоны основаны, как уже сказано, на индуцировании электродвижущей силы в проводнике, перемещающемся в магнитном поле. Движущимся проводником в микрофонах электродинамического типа является или тонкая рифленая ленточка ( ленточный микрофон) или цилиндрическая катушка, жестко скрепленная с подвижной мембраной. На рис. 488 показана частотная характеристика одного из современных ленточных микрофонов.  [6]

Электродинамический микрофон имеет тот же принцип действия, что и ленточный, но в этом случае в магнитном поле движется катушка.  [7]

Электродинамические микрофоны очень надежны, а их стоимость колеблется в широких пределах.  [8]

Электродинамические микрофоны основаны, как уже сказано, на индуцировании электродвижущей силы в проводнике, перемещающемся в магнитном поле. Движущимся проводником в микрофонах электродинамического типа является или тонкая рифленая ленточка ( ленточный микрофон), или цилиндрическая катушка, жестко скрепленная с подвижной мембраной.  [10]

Электродинамический микрофон весьма стабилен, имеет довольно широкий частотный диапазон, сравнительно небольшую неравномерность частотной характеристики.  [11]

Электродинамический микрофон используется совместно с трансформатором г коэффициентом трансформации 30: 1 для того, чтобы поднять выработанное напряжение на нужный уровень. Трансформатор не влияет на характеристику микрофона, если он хорошо экранирован. Этот тип микрофона не рекомендуется для измерения шума электрических машин, так как он чувствителен к магнитным полям рассеяния.  [12]

Электродинамические микрофоны имеют достаточно хорошую частотную характеристику, не требуют источника питания, для них не особенно опасны сотрясения.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Электродинамический микрофон Википедия

Динамический микрофон

Динамический (электродинамический) микрофон — микрофон, сходный по конструкции с динамическим громкоговорителем. Он представляет собой мембрану, соединённую с проводником, который помещен в сильное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Колебания давления воздуха (звук) воздействуют на мембрану и приводят в движение проводник. Когда проводник пересекает силовые линии магнитного поля, в нём наводится ЭДС индукции. ЭДС индукции пропорциональна как амплитуде колебаний мембраны, так и частоте колебаний.

В отличие от конденсаторных, динамические микрофоны не требуют фантомного питания.

Динамический микрофон практически аналогичен по конструкции динамическому громкоговорителю. Это, в сущности, «обращение» динамика: вместо подачи напряжения на катушку динамика для создания звука с этой катушки снимается напряжение, созданное внешним звуком. Свойство обратимости позволяет использовать одно устройство для передачи и приёма звукового сигнала в полудуплексных приёмопередатчиках: рациях и трансиверах.

Классификация по типу проводника

Катушечный

В электродинамическом микрофоне катушечного типа диафрагма соединена с катушкой, находящейся в кольцевом зазоре магнитной системы. При колебаниях диафрагмы под действием звуковой волны витки катушки пересекают магнитные силовые линии, и в катушке наводится переменная ЭДС. Такой микрофон надёжен в эксплуатации.

Ленточный

В электродинамическом микрофоне ленточного типа вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из алюминиевой фольги. Такой микрофон применяется главным образом в студиях звукозаписи.

Диаграмма направленности

Катушечные микрофоны в большинстве своём имеют либо кардиоидную, либо круговую диаграмму направленности, так как задняя часть диафрагмы закрыта магнитной системой.

Источники

Смотри также

wikiredia.ru

Электродинамический микрофон: самоиндукция

 

Микрофон – электрическое устройство, которое преобразует звуковые колебания воздуха в колебания электрического тока. Микрофоны получили широко распространение в радиовещании, телевидении и т.д.

Электродинамический микрофон

Рассмотрим, как работает микрофон, на самом простом из микрофонов – электородинамическом. Его работа основана на явлении электромагнитной индукции. Рассмотрим устройство электродинамического микрофона.

картинка

Диафрагма микрофона (2) сделана из полистирола или алюминиевой фольги. Она жестко связана со звуковой катушкой. Звуковая катушка (1) изготавливается из очень тонкой проволоки.

Катушку помешают в кольцевой зазор сильно постоянного магнита (3). Линии магнитной индукции будут перпндикулярны виткам катушки.

Когда человек говорит, возникает звуковая волна. Эта волна вызывает колебание диафрагмы, а следовательно и колебание звуковой катушки. Катушка движется в магнитном поле, в её витка индуцируется ток, и на концах катушки возникает переменная ЭДС индукции.

Это переменное напряжение вызывает колебание тока в цепи микрофона. Данные колебания могут быть поданы на громкоговоритель. Электродинамический микрофон имеет очень простую конструкцию.

Так же микрофоны этого типа имеют небольшие габариты и надежны в эксплуатации. При этом искажение преобразуемых колебаний в звуковом диапазоне невелики.

Самоиндукция

Как уже известно, если по катушке идет переменный ток, то магнитный поток, который пронизывает катушку, будет изменяться. При этом, в этом же самом проводнике возникает ЭДС индукции. Это явление называется самоиндукция.

Во время самоиндукции контур, через который проходит ток, выполняет сразу две функции. Переменный ток в проводнике вызовет появление магнитного потока, через поверхность ограниченную контуром. Магнитный поток будет изменяться с течением времени, следовательно, в контуре будет возникать ЭДС индукции.

Напряженность возникающего вихревого поля будет направлена против тока. То есть, вихревое поле будет препятствовать нарастанию тока. Если бы ток уменьшался, то вихревое поле поддерживало бы ток. Явление самоиндукции можно наблюдать, например, на следующем опыте.

Рассмотрим следующую принципиальную электрическую схему. 

картинка

Параллельно источнику питания подключены две одинаковые лампочки. В цепь одной из них последовательно включено сопротивление, а в цепь другой – катушка индуктивности. При замыкании ключа, первая лампочка вспыхнет почти мгновенно.

Вторая лампочка включится только спустя некоторое время. ЭДС самоиндукции катушки будет достаточно большим, и будет препятствовать нарастанию силы тока, поэтому свое максимальное значение сила тока достигнет только спустя некоторое время. Теперь рассмотрим следующую схему.

картинка

Здесь при размыкании ключа в катушке возникнет ЭДС самоиндукции, которая будет стараться поддерживать ток. В момент размыкания ключа через гальванометр будет протекать ток, обратно направленный по отношению к первоначальному. Сила тока при размыкании может даже превысить силу тока, который был первоначально. Следовательно, ЭДС самоиндукции будет больше ЭДС батареи.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Способы определения ЭДС индукции в движущихся проводниках Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspМатематический маятник: динамика колебательного движения

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru

Статья "Микрофоны" | Музыкальное Оборудование

Автор: 

Ирина Алдошина

Дата первой публикации: 

окт 2010

Термины и определения. История.

В предыдущих статьях были рассмотрены такие виды электроакустической аппаратуры как громкоговорители, акустические системы и стереотелефоны. Следующая серия статей будет посвящена такому важнейшему для современной аудиотехники виду аппаратуры как микрофоны. Предполагается рассмотреть историю микрофонов, основные параметры и методы измерений, особенности конструкции, а также микрофонные стереосистемы и микрофоны для пространственных систем звукозаписи (Surround Sound).

Микрофон является первичным звеном в системах звукозаписи и звукоусиления (в студийных условиях, концертных залах, стадионах, производственных помещениях и др.). Выбор его параметров в значительной степени определяет качество звучания музыки и речи, которые с помощью систем радиовещания, телевидения, мультимедиа, звукозаписи и др. передаются многомиллионной аудитории слушателей. Именно поэтому к микрофонам выдвигаются особые требования по техническим, конструктивно-эстетическим характеристикам и надежности.

В соответствии с действующими международными рекомендациями IEC 268-4 и отечественным стандартом ГОСТ 16123-88 определение микрофона вводится следующим образом: "Микрофон — устройство, с помощью которого акустические колебания воздушной среды преобразуются в электрические колебания". Микрофон состоит из чувствительного элемента (капсюля) и согласующего устройства. Блок питания, предварительный усилитель и соединительные кабели входят в комплект микрофона, если они являются его неотъемлемой частью и указаны в технической документации на микрофон конкретного типа.

Современный микрофон имеет довольно сложное устройство. Пример одной из конструкций микрофона фирмы AKG показан на рис. 1: он включает в себя капсюль конденсаторного типа, предусилитель, защитный экран, систему амортизаторов для крепления капсюля, разъемы, корпус с защитной решеткой и т. д. В конструкции цифрового микрофона, например, в модели Solution-D — одной из последних разработок фирмы Neumann, вместо предварительного усилителя в корпусе установлен аналого-цифровой преобразователь и цифровой процессор для предварительной обработки звука. Многообразие конструкций микрофонов, выпускаемых в настоящее время, чрезвычайно велико и продолжает постоянно увеличиваться.

ИсторияИз всех видов электроакустических преобразователей, используемых в современной аудиотехнике, микрофон имеет самую длинную историю. Само название "microphone" было предложено в 1827 году английским ученым Чарльзом Уитстоуном (Charles Wheatstone) и происходит от греческих слов "micro" (малый) и "phone" (звук).

Создателем первой конструкции микрофона можно считать немецкого физика Иоганна Рейса (Johann Reis), в 1861 году описавшего звуковой приемник, в котором металлический стержень, находящийся в контакте с мембраной, был включен в электрическую цепь. При движении мембраны контакт периодически размыкался, создавая в цепи переменный ток. Идея эта была продолжена американскими изобретателями Александром Беллом (Alexander Bell) и Эмилем Берлинером (Emile Berliner), последний в 1877 году запатентовал конструкцию микрофона, построенную по такому же принципу (рис. 2). Однако качество передачи речи было довольно низким.

Значительным шагом вперед была конструкция микрофона, запатентованная в 1876 году знаменитым изобретателем А. Беллом, которая представляла собой "жидкостный передатчик" (рис. 3). Принцип его устройства был довольно прост: в металлический сосуд был налит водный раствор с небольшим количеством серной кислоты, в котором "плавала" пергаментная диафрагма с присоединенной иглой (позднее — медным стержнем). Когда человек говорил в рупор, диафрагма начинала двигаться вверх-вниз, игла больше или меньше погружалась в раствор, и соответственно менялось сопротивление электрической цепи, к которой был подключен сосуд (изменение сопротивления было обратно пропорционально размеру мениска вокруг погруженной в раствор иглы). Такой "микрофон" был продемонстрирован на выставке в Филадельфии в 1876 году и подтолкнул целую группу изобретателей (Э. Берлинера, Д. Хьюга и Т. Эдисона) к созданию угольного микрофона.

Угольный микрофон, запатентованный в 1886 году Томасом Эдисоном, представлял собой чашку (рис. 4), заполненную угольными гранулами, сверху находилась металлическая диафрагма. Электрическое напряжение, приложенное между электродами, обуславливало слабый постоянный ток через гранулы. Когда диафрагма начинала колебаться под действием падающей звуковой волны, гранулы сжимались, увеличивалась площадь контактов между ними, и электрическое сопротивление между электродами падало. В результате изменения сопротивления под действием звукового сигнала на выходе трансформатора появлялся переменный ток, который усиливался и подавался к другим элементам оборудования.

Такие микрофоны имели узкий диапазон воспроизводимых частот, значительные нелинейные искажения, со временем в них появлялось большое количество тресков и шумов и т. д. Однако они были очень просты в изготовлении, создавали достаточно высокий уровень выходного сигнала (что позволяло использовать их без усилителя) и поэтому получили очень широкое распространение, особенно в телефонии. Один из образцов угольного микрофона показан на рис. 5. Массовое производство таких микрофонов продолжалось примерно до 1920 года, однако для некоторых специальных целей (в основном, для телефонов) они используются до настоящего времени.

Поиски новых принципов преобразования для микрофонов постоянно продолжались. В 1917 году Эдвард Венте (Edward Wente) в лаборатории Bell Labs (США) создал конденсаторный микрофон, который использовался вначале только для измерительных целей. С 1926 года BBC начала применять такого типа микрофоны в радиовещании, чему помогло появление ламповых усилителей (способных работать на емкостной нагрузке), изобретенных в 1907 году Ли де Форестом (Lee De Forest). В 1932 году Neumann создал модель конденсаторного микрофона CMV3, которая затем модифицировалась в модель М-7 и др. В 1947 году компания AKG представила свою первую модель лампового конденсаторного микрофона C1 (который затем модифицировался в модель CK-12), а с 1962 года начала их массовое производство. Сейчас конденсаторные микрофоны составляют основную долю в промышленном выпуске и широко используются в звукозаписи, радиовещании, на телевидении и др.

Принцип их устройства довольно прост — он представляет собой плоский конденсатор, состоящий из двух обкладок. Из них внешняя сторона, обращенная к источнику звука, выполнена в виде тонкой круглой металлизированной изнутри диафрагмы, скрепленной по окружности с кольцом из диэлектрика. Второй обкладкой конденсатора служит массивное металлическое основание. К обкладкам подводится постоянное поляризующее напряжение. Когда под действием звуковой волны диафрагма начинает колебаться, меняется емкость конденсатора, соответственно меняется заряд и генерируется переменный ток.

Конденсаторные микрофоны имеют ряд преимуществ, которые позволяют широко использовать их в студийной практике. К числу основных из них можно отнести следующие: низкий уровень переходных искажений (из-за малой массы диафрагмы), широкий частотный диапазон, малая чувствительность к магнитным помехам. Однако они обладают меньшей механической и климатической стойкостью, чем динамические микрофоны, требуют дополнительного напряжения поляризации и имеют более высокую стоимость.

Электродинамические микрофоны появились сравнительно поздно из-за отсутствия достаточно мощных постоянных магнитов, нужную величину напряженности магнитного поля приходилось создавать с помощью больших электромагнитов.

Первый ленточный электродинамический микрофон был сделан Гарри Олсоном (Harry Olson) примерно в 1930 году, хотя принцип его был описан раньше, в 1924 году (Эрвин Герлах и Вальтер Шотке на фирме Siemens). Промышленный образец появился в 1942 году в компании RCA (рис. 6). В нем использовалась слегка гофрированная металлическая ленточка, которая двигалась под действием звуковой волны в магнитном поле, между полюсами постоянных магнитов, при этом в ней индуцировался переменный электрический ток. Первая модель такого микрофона, RCA PB-31, а затем и PB44А произвели своего рода революцию в звукозаписи, поскольку позволяли получить значительно лучшие характеристики и качество звучания.

Микрофоны такого типа выпускаются до настоящего времени в относительно больших количествах. Они обеспечивают довольно широкий диапазон частот, чистое и "теплое" звучание, поэтому широко используются в звукозаписи.

Динамический катушечный микрофон был реализован Аланом Блюмлайном в 30-х годах на фирме EMI с применением электромагнитов (хотя идея такого микрофона была запатентована В. Сименсом еще в 1878 году). Он использовал диафрагму из целлюлозы, покрытой алюминиевой фольгой, и прикрепленную к ней катушку из анодированного алюминия. С 1936 года модель такого микрофона HB1A (рис. 7) начала использоваться в звукозаписи на новой телевизионной студии BBC и звукозаписывающей студии фирмы EMI.

Позднее, после войны, с появлением мощных постоянных магнитов начался промышленный выпуск динамических катушечных микрофонов на фирмах AKG, Neumann и др., и в настоящее время это один их самых массовых типов микрофонов.

Принцип действия электродинамических катушечных микрофонов основан на том, что при воздействии звуковой волны на легкую диафрагму она начинает колебаться и приводит в движение связанный с ней проводник (звуковую катушку), помещенный в постоянное магнитное поле. При движении проводника с током в магнитном поле в нем индуцируется электрический сигнал, который затем усиливается и передается для дальнейшей обработки.

Электродинамические микрофоны обладают рядом преимуществ: устойчивостью к перегрузкам, стабильностью работы в различных климатических условиях, прочностью конструкции и др.

Электретные пленочные микрофоны были разработаны Герхардом Сесслером (Gerhard Sessler) и Джеймсом Вестом (James West) в 1962 году на фирме Bell Labs. В них для подвижной диафрагмы использовалась тонкая металлизированная поляризованная пленка, способная держать заряд, что позволило отказаться от устройств, обеспечивающих высокое постоянное напряжение (фантомное питание) на пластинах конденсатора. Это значительно облегчило технологию их изготовления и снизило стоимость. Поэтому электретные преобразователи в настоящее время нашли широкое применение в петличных микрофонах, сотовых телефонах, компьютерах и др.

Наряду с совершенствованием принципов преобразования постоянно проводились работы по созданию микрофонов с регулируемой характеристикой направленности: первые конденсаторные и угольные микрофоны были ненаправленными, ленточный микрофон имел направленность в виде "восьмерки". Впервые на фирме Western Electric была создана конструкция микрофона с характеристикой направленности в виде кардиоиды, объединяющая в одном капсюле ленточный микрофон ("восьмерка") и динамический (ненаправленный). На фирмах Neumann, AKG и др. были разработаны модели конденсаторных микрофонов с двумя диафрагмами, позволяющими создавать различные варианты характеристик направленности (круг, кардиоида, восьмерка, суперкардиоида и др.). Компания AKG в 1953 году выпустила первую модель микрофона C-12 со сдвоенными мембранами, ламповым усилителем и специальным блоком, позволяющим переключать характеристики направленности. Он выпускался до 1963 года, затем на смену ему пришла модель ELAM 251, которая пользовалась популярностью почти до настоящего времени.

Таким образом, к концу XX века в практике звукозаписи использовались, в основном, микрофоны следующих четырех типов: конденсаторные, электретные, динамические катушечные и ленточные. Однако поиски новых принципов преобразования акустического сигнала в электрический продолжаются.

Одним из наиболее перспективных направлений, которым на протяжении последних нескольких лет занимаются фирма Sennheiser совместно с израильской фирмой Phone-Or, является создание оптических микрофонов.

Оптические микрофоны используют принцип модуляции интенсивности лазерного светового луча: луч света от лазерного источника направляется по оптоволокну и освещает мембрану микрофона. При колебаниях мембраны световой поток модулируется (по интенсивности) и направляется по второму оптоволокну на фотодиод, который преобразует сигнал в переменный ток (рис. 8). При таком принципе не используется преобразование колебаний мембраны непосредственно в электрический сигнал, как в обычных микрофонах. Мембрана может быть вообще размещена на расстоянии несколько десятков (сотен) метров от источника света и фотодиода из-за низких потерь при передаче сигнала по оптоволокну (потери составляют меньше 3 дБ на 1 км оптоволокна). Микрофон не производит никаких электромагнитных излучений (ни за счет капсюля, где в других типах микрофонов обычно размещен предусилитель, ни за счет кабелей), и сам нечувствителен к электромагнитным, электростатическим и радиоактивным полям. Из-за малых размеров он может быть размещен в любом труднодоступным месте (при этом его трудно обнаружить известными методами) и может работать в сильных магнитных, электрических или радиополях.

Кроме вышеперечисленных, относительно давно были созданы пьезоэлектрические микрофоны, в которых в качестве преобразователя используются или пьезоэлектрические кристаллы (например, типа PZT), или керамика (например, пластины из титаната бария). После поляризации они приобретают свойства преобразовывать механические деформации в электрический ток (по этому же принципу работают пьезосниматели в электромузыкальных инструментах). Такие микрофоны обладают хорошей стабильностью, воспроизводят диапазон 80-6500 Гц (есть варианты до 16 кГц), имеют высокий выходной импеданс порядка 100 кОм, что требует нагрузочного импеданса 1-5 МОм (это хорошо согласуется, например, с ламповыми усилителями), чувствительность -30 дБ. Примером такой конструкции может служить модель Electro-Voice 951 (рис. 9), выпущенная в 1966 году.

Применение новых технологий позволило создать сверхминиатюрные MEMS-микрофоны (MEMS — микроэлектромеханические системы). Они называются также "микрофонные чипы" или "кремниевые микрофоны". В них используется конденсаторный или пьезоэлектрический тип преобразования (ведутся работы по применению оптических и других способов преобразования). Технология их изготовления была представлена в 1994 году на конгрессе AES Герхардом Сесслером (Технический университет г. Дармштадт, Германия). На кремниевую подложку напыляется материал мембраны. На заднюю поверхность подложки наносится защитный слой. Затем со стороны задней поверхности гравируются (вытравливаются) V-канавки. Примеры кремниевого микрофона на двух склеенных подложках и на одной подложке показаны на рис. 10. На одной кремниевой подложке находится мембрана с металлизированным слоем и V-канавками, на другой выгравированы сплошные отверстия и она служит неподвижным металлизированным электродом. Обе подложки склеены. Между ними находятся прокладки для формирования воздушного зазора. Под действием звуковой волны мембрана колеблется, изменяется емкость конденсатора и создается переменный электрический сигнал. Для такого микрофона необходим источник постоянного напряжения. Сейчас изучаются способы создания микрофонных чипов с электретным и пьезоэлектретным принципом преобразования.

Преимуществами микрофонных чипов являются малые размеры (площадь мембраны ~1 кв. мм), возможность интегрировать в этот же микрофонный чип усилители, АЦП, цифровые процессоры и другие устройства, создавать на одном чипе решетку таких микрофонов и с помощью цифровых процессоров формировать их характеристики направленности. Основные производители MEMS-микрофонов — фирмы Analog Devices, Akustica (AKU200x), Infineon (SMM310), Knowles Electronics, Memstech (MSMx), NXP Semiconductors, Sonion MEMS, AAC Acoustic Technologies и Omron.

Наряду с развитием и совершенствованием принципов преобразования в микрофонах акустической энергии в электрическую, начиная с 30-х годов ХХ века шли работы по совершенствованию их конструкций, как в отдельных типах микрофонов, так и в создании микрофонных систем. В 30-е годы, после появления патента Блюмлайна, посвященного стереотехнике (в звукозаписи, радиовещании и др.), начали развиваться стереосистемы микрофонов: XY, MS и др. В 60-80-е годы появилось огромное многообразие конструкций: микрофоны пограничного слоя (PZM), параболические микрофоны, остронаправленные микрофоны (shotgun), петличные (lavalier), "искусственная голова" и многие другие.

Перевод аудиотехники на цифровые методы обработки привел к появлению нового поколения пространственных систем звукозаписи и звукопередачи (Surround Sound), что обусловило появление цифровых микрофонов (типа Neumann Solution-D) и специальных микрофонных систем (например, Soundfield).

Подробнее об этом будет рассказано в следующих статьях.

Промышленное производство микрофонов в настоящее время достигает десятков миллионов штук в год. Разработкой и производством микрофонов занимаются такие фирмы как Neumann, Sennheiser, Beyerdynamic, AKG, Shure, Sony, DPA, Октава и многие другие.

Другие статьи серии Микрофоны, часть 2. Параметры. Методы измерения. Микрофоны, часть 3. Классификация микрофонов. Микрофоны, часть 4. Классификация микрофонов по видам характеристик направленности. Микрофоны, часть 5. Стереосистемы микрофонов. Микрофоны, часть 6. Системы микрофонов для пространственной звукозаписи. Средняя оценка:

www.moinf.info

Электродинамический микрофон - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Электродинамический микрофон

Cтраница 3

Катушечные и особенно ленточные электродинамические микрофоны обладают весьма малым внутренним электрическим сопротивлением: небольшая по размерам подвижная ленточка ленточного микрофона имеет сопротивление всего 0 1 - 0 2 Ом, обмотка катушечного микрофона - единицы ом. Удлинение провода катушки или ленточки с целью повышения чувствительности микрофона невозможно, так как приводит к неприемлемо большим размерам его подвижной части. Между тем чувствительность ленточного микрофона, измеренная по напряжению на концах ленточки, составляет всего 10 - 20 мкВ / Н / м2, так что при использовании такого микрофона для передачи речи пришлось бы усиливать сигнал напряжением в несколько микровольт.  [31]

Диапазон цен на электродинамические микрофоны очень широк, однако достаточное для записи музыки качество можно обеспечить при сравнительно умеренных расходах. Эти микрофоны надежны и имеют высокую чувствительность, позволяющую подключить их непосредственно к микрофонному усилителю магнитофона. Электродинамические микрофоны выпускаются с круговой и кардиоидной характеристиками направленности; во многих случаях, с которыми приходится сталкиваться любителям записи, лучшим оказывается кардиоидный микрофон. Эти микрофоны можно использовать для самых различных целей, хотя им и не хватает верности звучания, присущей конденсаторным микрофонам, и характерной сочной остроты ленточных микрофонов, используемых при записи звучания струнных инструментов. Электродинамические микрофоны могут использоваться и на открытом воздухе.  [32]

Весьма распространенным типом электродинамических микрофонов является катушечный электродинамический микрофон.  [33]

По устройству подвижной системы электродинамические микрофоны разделяются на катушечные и ленточные. В катушечных микрофонах в качестве подвижной системы применяется катушка, в ленточных - легкая металлическая лента.  [34]

Широко применяемый на практике электродинамический микрофон состоит из тех же частей, что и динамик, только вместо диффузора в микрофоне используется легкая мембрана. Волна, дойдя до мембраны, приводит ее в колебание; вместе с мембраной колеблется звуковая катушка, расположенная в зазоре сильного постоянного магнита. В катушке, колеблющейся в магнитном поле, возникает индукционный ток, который поступает в усилитель.  [35]

ЦБ с кнопкой, электродинамический микрофон и шит питания. Коммутатор типа ДКЗ-20-2М рассчитан на подключение к нему 40 абонентских и 2 соединительных двухпроводных линий. Он, также как и первый, позволяет вести циркулярную передачу и громкоговорящий приема.  [36]

Усилитель рассчитан на работу от электродинамического микрофона и звукоснимателя любого типа. Переход с одного вида работы на другой осуществляется переключателем Я. Если будет надобность транслировать по школе программы радиовещательной станции, нужно добавить простое приемное устройство, например с фиксированной настройкой на местную станцию.  [37]

Конденсаторный микрофон, также как и электродинамический микрофон, обратим, он может работать не только как приемник, но и как излучатель звука.  [38]

Весьма распространенным типом электродинамических микрофонов является катушечный электродинамический микрофон.  [39]

Принципиально так устроены и работают все электродинамические микрофоны широкого применения, в том числе микрофоны МД-47 и МД-66, предназначенные для работы совместно с промышленными и любительскими магнитофонами.  [41]

Микрофонный усилитель рассчитан на работу от электродинамического микрофона; усиление его составляет 50 дб. Усилитель этот состоит из двух реостатных ступеней, выполненных на одном двойном триоде типа 6Н7; оба триода работают здесь без отрицательного сеточного смещения, что является недостатком усилителя. Полоса воспроизводимых частот составляет 50 - 7 - 7000 гц при неравномерности усиления, не превышающей 2 об. Уровень собственных шумов на выходе усилителя на 50 дб ниже номинального урсвня выходного напряжения.  [42]

Применение на станциях со стойкой СПД-5 электродинамических микрофонов с вынесенными к диспетчеру микрофонными усилителями обеспечивает практически полное отсутствие искажений передаваемой речи.  [43]

Усилитель может быть использован для усиления сигналов электродинамического микрофона или для магнитной записи и воспроизведения звука при введении соответствующей коррекции частотной характеристики.  [44]

В отдельных случаях могут быть использованы электромагнитные или электродинамические микрофоны.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru