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
Микрофон история. История изобретения микрофона

История изобретения микрофона. Микрофон история


История изобретения микрофона

 Микрофон — прибор, который преобразовывает звуковые колебания в электрические. Прибор играет важную роль в звукозаписи, является первым в цепочке приема звуковых волн. В повседневной жизни, микрофоны являются неотъемлемой частью для осуществления коммуникации на расстоянии. 

 Так, в любом телефоне присутствует микрофон. Так же микрофоны присутствуют в магнитофонах оснащенных звукозаписывающей функцией. Прибор часто используется в видеозаписи, на телевидении и радио, в качестве радиосвязи. Некоторые ультразвуковые измерения и контроль осуществляются посредством через микрофон, к примеру, фиксация звуковых волн млекопитающих под водой. 

 Один из первых типов микрофонов – угольный микрофон. Получил он название благодаря своей конструкции. В герметичную капсулу помещаются две металлические пластины, а между ними размещается угольный порошок. Это все подсоединяется к мембране. 

 При воздействии тока давление в капсуле изменяется, что в свою очередь влияет на сопротивления между зернами угольного порошка изменением тока в сети, что дает нам передачу звука посредством преобразования колебаний в электрические сигналы. 

 Первый такой микрофон был изобретен 4 марта 1877 г.  Эмилем Берлинером. Благодаря своей бюджетности и отсутствию необходимости усиления звука без посторонних полупроводников, такой микрофон до недавнего времени использовался в старых телефонных аппаратах. 

 Однако в этой истории все не так просто. За год до этого Александр Белл также создал микрофон, называвшийся, правда, жидкостным передатчиком. Жидкостный передатчик был представлен на филадельфийской выставке, посвященной столетию американской революции. Там-то его и увидел Берлинер и решил, что сможет сделать прибор не хуже. 

 Берлинер сумел очистить и усилить передаваемые звуки и изобрел, таким образом, своеобразный телефонный передатчик с неплотным контактом, который назвал микрофоном. Благодаря усовершенствованиям Берлинера телефон перестал быть просто технической новинкой и стал эффективным средством связи, способным передавать звуки на большие расстояния. 

 Когда Белл узнал про микрофон, он начал судиться с Берлинером, но суд неожиданно встал на сторону Берлинера. Тогда Белл решил пойти другим путем – патент, выданный Берлинеру, был выкуплен за 50 тысяч долларов, а сам изобретатель был принят в Bell Telephone Company на постоянное жалование в качестве главного специалиста по телефонной технике. 

 Также есть сведения, что получил распространение угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Генрих Махальский в 1878 году и Павел Голубицкий в 1883 году. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. 

 Конденсаторный микрофон был изобретён инженером Bell Labs Эдуардом Венте (Edward Christopher Wente) в 1916 году. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сигнал во внешней цепи. 

 Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами. Первым динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Эрвином Эрлахом (Gerwin Erlach) и Вальтером Шоттки электродинамический микрофон ленточного типа. 

 Они расположили в магнитном поле гофрированную ленточку из очень тонкой (около 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной звукозаписи благодаря чрезвычайно широким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно усложняет проектирование усилителей. 

 Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами. 

 Пьезоэлектрический микрофон, сконструированный советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Работа в качестве датчика давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверхнизкочастотные звуки, характерные для морских обитателей. 

 В 1931 году американские инженеры Эдуард Венте и Альберт Тёрэс (Albert L. Thuras) изобрели динамический микрофон с катушкой, приклеенной к тонкой мембране из полистирола или фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое выходное сопротивление (десятки Ом и сотни кило-Ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым (выполняющий функции и микрофона и телефона). 

 Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звукоусилительной и звукозаписывающей аппаратуры, позволило развиться индустрии звукозаписи не только в студийных условиях. Создание малых по размеру (даже, несмотря на массу постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление о приватности и породило ряд изменений в законодательстве (в частности, о применении подслушивающих устройств). 

 Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны. 

 Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 1920-х годов, по принципу действия и конструкции близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета. 

 Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаом и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы. Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных микрофонов, совмещённых с, собранным в том же корпусе, предусилителем на полевом транзисторе. 

 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.

Источник публикации

 

Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере

subscribe.ru

История изобретения микрофона. Книги по истории онлайн. Электронная библиотека

История микрофона, как и всякого другого изобретения, созданного человеческими руками, очень насыщенна и занимательна.

Глядя на компактный инструмент вроде zoom h2 с гораздо большим набором функций, нежели просто усиление человеческого голоса, сложно представить, какие этапы пришлось пройти этому устройству, чтобы достичь своего сегодняшнего воплощения.

Слово микрофон впервые прозвучало в 1827 году и было связано со странным инструментом для усиления звука, созданным Чарльзом Уитстоуном. Инструмент был вскоре забыт, а вот слово вошло в века и существует до наших дней.

Создателем самого первого варианта микрофона был А. Бэлл, автор первого телефона. Это устройство работало с помощью воды с добавлением небольшого количества кислоты – для улучшения электропроводности. В емкости с жидкостью находилась диафрагма из тонкого пергамента с подсоединенным к ней проводком. Колебаниями, возникающими под воздействием звуковых волн человеческого голоса, этот провод приводился в движение и с разной интенсивностью соприкасался с водой. Сопротивление в цепи изменялось в соответствии со степенью взаимодействия провода с жидкостью. Естественно, что провод должен был лишь слегка соприкасаться с жидкостью. Новое изобретение получило название жидкостного передатчика и в том же, 1876, году было отправлено на выставку по случаю столетия американской революции в Филадельфию.

Эмиль Берлинер, увидев жидкостный передатчик, посвятил весь следующий год созданию своего (более совершенного) варианта этого устройства – угольного. После длительных тяжб с Бэллом по поводу первенства в создании микрофона, Барлингер получил поддержку суда и, что интересно, 50 тыс. долларов и место главного специалиста в Bell Telephone Company. Его устройство было названо микрофоном и просуществовало именно в таком виде – две металлические пластины с угольным порошком между ними, помещенные в закрытую капсулу, – вплоть до недавнего времени в телефонах старого образца.

Следующим этапом стало возникновение в 1924 г. ленточного (динамического) микрофона. Принцип работы заключался в том, что ленточка из алюминиевой фольги определенных параметров помещалась в электромагнитное поле и приходила в движение в соответствии с изменением его напряженности под воздействием давления звука.

Изобретение принадлежало немцам Э. Эрлаху и В. Шоттки. Первый такой микрофон весил более трех килограммов и в силу этого большой популярности не получил. По большей части его использовали при студийных записях. Этому, кстати, способствовали и некоторые преимущества нового микрофона в сравнении с собратьями: он отсекал все посторонние шумы благодаря узкой направленности.

Динамический микрофон, который разработали в 1931 году ученые из Америки Э. Венте и А.Тёрэс, работал по принципу ленточного, но состоял из металлической катушки на тонкой мембране. Это был серьезнейший шаг в развитии устройства. Он позволил в значительной степени облегчить его и уменьшить размеры, что привело к расширению сферы использования этого устройства. Использование такого микрофона привело к возможности осуществления звукозаписи не только в студии. Именно эти микрофоны стали основой для создания разнообразных подслушивающих устройств.

В 20-е годы прошлого столетия японский ученый Ёгути создал первый электретный или конденсаторный микрофон. Но популярность он обрел только в 60-егоды, когда Bell Labs занялись его массовым выпуском. К 70-м годам 20 века такие микрофоны уже на треть заняли рынок.

В настоящее время микрофоны являются весьма востребованной продукцией, они используются в быту – в коммуникационной технике, в концертной и журналистской деятельности, а также в медицине – в устройствах слуховых аппаратов и ларингофонов. Их производство достигает десятки миллионов, а постоянное совершенствование технологий и стремление создать все условия для расширения круга пользователей, приводит к тому, что у техники достаточно высокого уровня, такой как zoom h2 цена является вполне приемлемой для любого покупателя.

historylib.org

История микрофонов в картинках и графиках

Разбираясь в многочисленных эффектах и устройствах для обработки звука мы совсем забыли о периферийных устройствах, которые в звукозаписи не менее важны. Поэтому сегодня мы поговорим о микрофонах.Микрофон — электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Это первое устройство в звуковом тракте, и к выбору микрофона (не только конкретной модели, но и собственно типа микрофона) стоит отнестись с ответственностью.Угольный микрофон

Начнём с самого старинного и ныне редко используемого типа. Этот тип микрофонов был придуман ещё в конце XIX века, причём принцип действия с тех пор практически не изменился. Угольный микрофон содержит угольный порошок, размещённый между двумя металлическими пластинами и заключённый в герметичную капсулу. Стенки капсулы или одна из металлических пластин соединяется с мембраной. При изменении давления на угольный порошок изменяется площадь контакта между отдельными зёрнышками угля, в результате изменяется сопротивление между металлическими пластинами. Если пропускать между пластинами постоянный ток, напряжение между пластинами будет зависеть от давления на мембрану.

Такие микрофоны часто можно было встретить в старых телефонных аппаратах (с дисковым набором номера):

Плюсы: высокий уровень выходного сигнала, зачастую для таких микрофонов даже не требовалось дополнительное усиление.Минусы: плохая АЧХ и узкая полоса пропускания — по большому счету, такая полоса позволяла передавать только человеческий голос, обрезая верхние и нижние частоты (этого хватало для телефонной связи, но для звукозаписи — уже нет). К тому же угольные микрофоны довольно шумные, и требуют непрерывной подачи постоянного тока.

Динамический микрофон

Сейчас это самый распространённый тип микрофонов. Он представляет собой мембрану, соединённую с лёгким токопроводом, который помещён в сильное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Колебания давления воздуха (звук) воздействуют на мембрану и приводят в движение токопровод. Когда токопровод пересекает силовые линии магнитного поля, в нём наводится ЭДС индукции. ЭДС индукции пропорциональна как амплитуде колебаний мембраны, так и частоте колебаний.Динамический микрофон практически аналогичен по конструкции динамическому громкоговорителю. По большому счету, это динамик "наоборот": вместо подачи напряжения на катушку динамика для создания звука с этой катушки снимается напряжение, созданное внешним звуком.

Раньше динамики нередко использовались в качестве динамического микрофона, а некоторые радиостанции специально проектировались под использование в качестве и микрофона, и динамика одного устройства. Однако обычно динамик и микрофон имеют разное электрическое сопротивление, поэтому при использовании одного вместо другого можно испортить устройство.

Плюсы: Невысокая цена, надёжность, больший динамический и частотный диапазон и большая чувствительность по сравнению с угольными микрофонами.Минусы: Для студийной работы динамические микрофоны зачастую не обладают достаточно ровной АЧХ и чувствительностью, к тому же нижняя граница частотного диапазона динамического микрофона в силу конструктивных особенностей не может быть ниже 50 Гц.

Конденсаторный микрофон

Конденсаторный микрофон — это конденсатор, одна из обкладок которого выполнена из эластичного материала (обычно полимерная плёнка с нанесённой металлизацией), которая при звуковых колебаниях изменяет ёмкость конденсатора. Если конденсатор заряжен, то изменение ёмкости конденсатора приводит к изменению напряжения, которое и является полезным сигналом с микрофона. Для работы такого микрофона между обкладками должно быть приложено поляризующее напряжение, называемое фантомным питанием.

Плюсы: равномерная АЧХ и высокая чувствительность, что позволяет использовать такие микрофоны в студийной записи.Минусы: высокая стоимость, необходимость в фантомном питании, высокая чувствительность к ударам и климатическим воздействиям.

Существуют также и другие, менее распространённые и очень любопытные виды микрофонов, но об этом я, пожалуй, расскажу в другой статье.

Характеристики микрофоновМикрофоны любого типа оцениваются следующими характеристиками:- чувствительность- амплитудно-частотная характеристика- акустическая характеристика микрофона- характеристика направленности- уровень собственных шумов микрофона

Наиболее любопытной и наглядной характеристикой является, наверное, характеристика направленности:

На рисунке изображена характеристика ненаправленного микрофона, то есть микрофона, чувствительность которого не зависит от направления на источник звука.Более интересны характеристики кардиоидных микрофонов.

Простая кардиоида:

Субкардиоида:

Гиперкардиоида:

Суперкардиоида:

Существуют также так называемые двунаправленные микрофоны:

И остронаправленные (в англоязычных странах такую характеристику называют метким словом "shotgun"):

Итак, основную информацию о микрофонах я привёл, в следующих статьях рассмотрим эту тему подробнее, поговорим об остальных характеристиках, о способах расположения микрофонов, об обработке микрофонного сигнала и о прочих любопытных вещах. До следующего вторника, ребятки :)

saturdayjam.livejournal.com

История изобретения микрофона - - Электронное ухо Кузнецова (e-ar)

История В начале наибольшее распространение получил угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Г.Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность. Конденсаторный микрофон был изобретён американским учёным Э. Венте в 1917 году. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сигнал во внешней цепи. Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами. Первым динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шоттки электродинамический микрофон ленточного типа. Они расположили в магнитном поле гофрированную ленточку из очень тонкой (ок. 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной записи благодаря чрезвычайно высоким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно осложняло проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами. Пьезоэлектрический микрофон, сконструированный советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Работа в качестве датчика давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверхнизкочастотные звуки, характерные для морских обитателей. В 1931 году американские учёные Э. Венте и А. Терас изобрели динамический микрофон с катушкой, приклееной к тонкой мембране из полистирола или фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое выходное сопротивление (десятки Ом и сотни кило Ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым. Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звукоусилительной и звукозаписывающей аппаратуры, позволило развиться индустрии звукозаписи. Создание малых по размеру (даже несмотря на массу постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление о приватности и породило ряд изменений в законодательстве (в частности, о применении подслушивающих устройств). Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны. Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. XX века по принципу действия и конструкции близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета. Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаОм и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы. Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе.

Подробнее на wiki

Вот во что Американцы вкладывают деньги (Обратите внимание на название модели "ТУМАН")

Буржуи опоздали лет на пять НО сделали кое что

Когда я показывал свой прототип в 2006 на конференции надо мной смеялись, а вот ребята сделали

e-ar.ru

Микрофон — Letopisi.ru

Материал из Letopisi.Ru — «Время вернуться домой»

Микрофон - электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока, устройство ввода. Служит первичным звеном в цепочке звукозаписывающего тракта или звукоусиления. Микрофоны используются во многих устройствах, таких как телефоны и магнитофоны, в звукозаписи и видеозаписи, на радио и телевидении, для радиосвязи, а также для ультразвукового контроля и измерения.1379739868 8999.jpg

История микрофона

Впервые термин «микрофон» был использован в 1827 году. Предложил такой термин для использования Сэр Чарльз Уитстоун. И хотя название осталось, но по сути, у сегодняшнего микрофона, и у микрофона Сэра Чарльза нет абсолютно ничего общего.

Прототип нашего микрофона был изобретен Александром Бэллом – создателем телефона. Именно Бэлл 10 марта 1876 года впервые передал на расстоянии человеческую речь, многократно ее усилив.

В последствии, 7 марта 1877 года, Бэлл получил патент на микрофон (это был патент №174465 – патент в сфере развития телеграфа).

После этого, в 1877 году, Берлингер – еще один ученый, изобрел угольный микрофон, который бывл более совершенен, чем микрофон Бэлла. Однако компания Бэлла выкупила патент на то устройство.

Дальше, история появления микрофона продолжалась. Различные ученые изобретали и усовершенствовали микрофон. Был и микрофон с угольной палочкой Дэвида Хьюза (который Девид отказался патентовать, и который компания Бэлла просто забрала себе) в 1878 году, и Угольный порошковый микрофон русского инженера Михальского, и ленточный микрофон сотрудников американской компании RCA в 1942 году, и конденсаторный микрофон С1, компании AKG в 1947 году, и много других разновидностей, пока мы не пришли к тому микрофону, который мы знаем, и которым пользуемся сегодня.

Классификация микрофонов

Динамические микрофоны

Динамический микрофон в свою очередь может быть катушечным и ленточным (о ленточных микрофонах мы поговорим отдельно). Механизм действия динамического катушечного микрофона можно представить как обратный механизму действия динамика. Здесь диафрагма присоединена к катушке из тонкого провода, расположенной в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом. Динамический микрофон это минигенератор электроэнергии, практически аналогичный генератору автомобиля, только катушка не крутится, а ёрзает туда-сюда (как в динамике акустической системы) под действием звука. И на обоих концах (выводах) катушки образуется электрический сигнал. Не большой (5...15мВ), но достаточный, чтобы его затем усилить и отличить от шумов усилителя. Достаточно простая конструкция динамического микрофона обуславливает его относительную дешевизну, прочность и меньшую требовательность к условиям окружающей среды. В некоторых динамических микрофонах (особенно старого образца, когда технологии были несовершенны) для расширения частотного диапазона применяются два капсюля - низкочастотный и высокочастотный, подобно двухполосным акустическим системам. В таких микрофонах имеется, как и в двухполосных акустических системах, разделительный фильтр-кроссовер, соединяющий сигналы от обоих капсюлей в один сигнал.

Ленточные микрофоны

Несмотря на то, что ленточные микрофоны относятся по конструктивным признакам к динамическим микрофонам, мы всё же выделим их в отдельную группу, так как по звучанию они ближе к конденсаторным микрофонам. Происходит это потому, что сама ленточка, являющаяся преобразователем звука в сигнал, также как и в случае с конденсаторным микрофоном, имеет очень малый вес, малую инерцию. Кроме того, она не натянута, как мембрана в конденсаторном микрофоне, а висит достаточно свободно, поэтому собственный резонанс ленточки сдвинут в инфранизкие частоты, и не окрашивает звук ни снизу, как динамические микрофоны, ни сверху, как конденсаторные микрофоны. Алюминиевая лента, находясь в магнитном поле и повторяя колебания воздуха, генерирует электрический сигнал, подающийся на первичную обмотку трансформатора для согласования низкого сопротивления ленты с входным сопротивлением усилителя. Хрупкость в изготовлении и эксплуатации и слабый сигнал – основные недостатки ленточных микрофонов. Преодолеть можно только последний их них: технология малошумящих транзисторов шагнула далеко вперёд, и теперь от уровня шума можно несколько отодвинуться, хотя при этом микрофон всё равно остаётся транзисторным. Производить же ламповые ленточные микрофоны, отвечающие современным стандартам, весьма затратно, поэтому и стоят такие микрофоны для рядовой студии недосягаемо дорого.

Конденсаторные микрофоны

Более научно - электростатические микрофоны, в свою очередь, делятся на конденсаторные ламповые микрофоны и конденсаторные транзисторные микрофоны (по типу применяемого усилителя). А транзисторные микрофоны делятся на электретные микрофоны (они чаще работают от батареек) и обычные конденсаторные (они чаще работают от фантомного питания). Строго говоря, электретный микрофон тоже может быть ламповым, и подобные эксперименты проводились лично автором (и не безуспешно), но, в силу того, что в основной своей массе электретные капсюли по характеристикам хуже классических конденсаторных, промышленного производства электретных ламповых микрофонов, скорее всего, не существует. В отличие от динамических, конденсаторные микрофоны устроены по принципу конденсатора. Капсюль конденсаторного микрофона не вырабатывает электричества, сколько бы мы его ни болтали. Зато он меняет свою ёмкость, так как при колебаниях под воздействием звука, мембрана, являющаяся одной из пластин колеблется относительно неподвижного, хорошо отполированного электрода. Чтобы получить электрический сигнал, на капсюль приходится подавать поляризующее напряжение (20...120В) и включать в самую простую электрическую цепь (контур): конденсатор + сопротивление + источник энергии, и тогда мы можем уже усиливать полученный сигнал, снимая его с того самого сопротивления, в контур с которым соединён капсюль-конденсатор. Особенность состоит в том, что для усиления этого сигнала не подходит обычный вход пульта, и в каждом конденсаторном микрофоне стоит специальный согласующий каскад на полевом транзисторе или электронной лампе, после которого, уже "окрепший" сигнал можно подавать в микшерский пульт или другие устройства. Хотя сигнал с конденсаторного микрофона, как правило, больше по уровню, чем с динамического микрофона, тем не менее, он всё равно предназначен для микрофонных , а не для линейных входов устройств. Вес колеблющейся пластины-диафрагмы (мембраны) в конденсаторном микрофоне значительно меньше веса диафрагмы с катушкой динамического микрофона, поэтому, за счёт меньшей инерции, конденсаторный микрофон обеспечивает более точную и качественную звуковую картину по сравнению с динамическим микрофоном, имеют более широкий частотный диапазон.

Капсюли электретных микрофонов, в отличие от капсюлей классических конденсаторных микрофонов не требуют напряжения поляризации, так как содержат перманентно поляризованный (электретный) материал, располагающийся либо в пластине, либо в самой диафрагме. Однако, в силу технологических особенностей, создать электретный капсюль высокого качества, а, тем более, большого размера, весьма затруднительно. Поэтому электретные микрофоны получили большее распространение в бытовой технике (диктофонах, мобильных телефонах и современных домашних телефонах) и системах подзвучки инструментов и актёров на сцене. В отличие от динамических микрофонов, все конденсаторные микрофоны требуют питания усилителя, а не-электретные нуждаются ещё и в поляризующем напряжении. Питание конденсаторных микрофонов происходит или от батареек, или от отдельного блока питания (БП), или от фантомного питания по сигнальному шнуру.

Фантомное питание начали применять как только технология электроники и схемотехники шагнула в сторону полевых транзисторов, и лампу, без которой ранее конденсаторный микрофон не мог существовать, заменили полевым транзистором, не нуждающимся ни в высоком анодном напряжении, ни в сильноточном питании накала. Ток потребления усилителя на полевом транзисторе настолько мал, что питание без проблем можно передать по тем же проводам, что и сигнал. При этом соблюсти нужно лишь одно условие, проводов в кабеле должно быть два, не считая экранирующего. Есть два способа подачи питания: либо питание идёт по отдельному (второму) проводу, либо и питание сигнал идут одновременно по двум проводам, но с разными знаками полярности. Второй способ прижился, как более универсальный, позволяющий во-первых коммутировать теми же проводами и динамические микрофоны, и, во-вторых, повышающий помехозащищённость линии (провода). Эта система называется симметричная (балансная) линия. В ней звуковой сигнал передаётся в противофазе, разъединяясь на выходе и складываясь на входе специальными трансформаторами или усилителями. Питание же усилителя конденсаторного микрофона передаётся по обоим проводам с одним и тем же знаком (+48В), и для того, чтобы оно не попало в полезный сигнал, его отфильтровывают специальными развязками, с помощью того же трансформатора или разделительных конденсаторов.

При этом наличие в проводах фантомного питания нисколько не мешает динамическим микрофонам (если конечно он профессиональный симметричный и распаян правильным образом), наоборот, наличие постоянного напряжения ещё больше увеличивает помехозащищённость симметричной линии, "отталкивая" помехи уровнем ниже +48В. Следует отметить, что ламповый конденсаторный микрофон не может работать от фантомного питания, так как лампа, находящаяся внутри микрофона и усиливающая сигнал, требует своих напряжений и токов (как минимум, накальное и анодное питание), которые невозможно синтезировать (высосать) из стандартного слаботочного фантомного питания. Фантомное питание может выдержать нагрузку 10...20мА, в то время как ток накала лампы составляет до 500мА!

Ламповые микрофоны делаются не для получения жирности или, как говорят, "ламповости" звука, как иногда можно встретить в источниках. Просто именно с лампового микрофона, собственно, и началась история конденсаторных микрофонов вообще. Это произошло потому, что транзисторов подходящих характеристик в то время попросту не было изобретено. Когда же транзисторы появились, их внедрение началось слишком быстро, и не всегда продуманно, поэтому большая часть транзисторных микрофонов 70...80-х годов, особенно бытовых, оказалось посредственного качества, из-за чего взоры звукорежиссёров вновь были обращены к ламповым микрофонам (та же ситуация произошла и со звукоусилительной техникой – усилителями мощности). В результате ситуация на микрофонном рынке до сих пор остаётся противоречивой. Существует ряд моделей с прекрасными капсюлями, звучание которых подавлено внутренними транзисторными усилителями, и существует ряд старых ламповых микрофонов, капсюли которых уже оставляют желать лучшего, но за ними почему-то до сих пор найдётся масса охотников. Возможно, если бы история началась сразу с транзисторной техники, слово было бы за ней. Другой разговор, что само существование электронной усилительной лампы делает ненужным дополнительные изыскания и совершенствование транзисторной схемотехники микрофонов. Действительно, усилительный каскад на электронной лампе имеет ряд объективных преимуществ. Прежде всего, это большой коэффициент усиления в одном единственном каскаде (то есть сигнал преобразуется лишь один раз, в отличие от транзисторного каскада при том же усилении или, тем более, микросхемы). Во-вторых, это огромный динамический диапазон электрического тракта, обусловленный высоким напряжением питания лампового каскада. А всем известно, что большой динамический диапазон (то есть запас по перегрузке) – это, прежде, всего прозрачность звука. В-третьих, это сам принцип преобразования сигнала в вакууме, а не на пластине полупроводника (даже само это предложение уже звучит загадочно и маняще), возможно, именно он сохраняет или даже добавляет некую магию в сигнал на выходе микрофона... Но! Всё это не делает сигнал более "жирным", и уж точно не имеет отношения к компрессии сигнала (если речь не идёт о записи какого-нибудь оперного монстра, способного создать такое звуковое давление, что сигнал в усилителе лампового микрофона подойдёт к уровню максимального). Поэтому, не ждите от ламповых микрофонов чудес, они не сделают работу звукорежиссёра по вписыванию вокалиста в фонограмму за Вас. Ламповые микрофоны всего лишь честнее, и живее своих транзисторных собратьев. И ещё один момент, касающийся выбора в пользу ламповых микрофонов – это качество капсюлей. Конечно, какой же производитель поставит в микрофон плохой капсюль, если Вы выкладываете за него $800...2000?! Что же касается размеров самой лампы и выделяемого ею тепла, то эти недостатки уже давно преодолены разработкой миниатюрных ламп и нувисторов (металлокерамических миниламп).

letopisi.org

История развития микрофона | Основы электроакустики

История развития

Вначале наибольшее распространение получил угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Г.Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Конденсаторный микрофон был изобретён американским учёным Э. Венте в 1917 году. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сигнал во внешней цепи.

Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами.

Первым динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шоттки электродинамический микрофон ленточного типа. Они расположили в магнитном поле гофрированную ленточку из очень тонкой (ок. 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной записи благодаря чрезвычайно высоким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно осложняло проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами.

Пьезоэлектрический микрофон, сконструированный советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Работа в качестве датчика давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверхнизкочастотные звуки, характерные для морских обитателей.

В 1931 году американские учёные Э. Венте и А. Терас изобрели динамический микрофон с катушкой, приклееной к тонкой мембране из полистирола или фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое выходное сопротивление (десятки Ом и сотни кило Ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым.

Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звукоусилительной и звукозаписывающей аппаратуры, позволило развиться индустрии звукозаписи. Создание малых по размеру (даже несмотря на массу постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление о приватности и породило ряд изменений в законодательстве (в частности, о применении подслушивающих устройств).

Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны.

Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. XX века по принципу действия и конструкции близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета. Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаОм и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы.

Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе. 

 

 

 

audioakustika.ru

История изобретения микрофона

7 октября 2016,  02:52   ►   Статьи

Микрофоном называется приспособление, которое преобразует акустические волны в электрические колебания. Это относительно молодое изобретение, однако, оно используется практически повсеместно. Микрофон является первым звеном в цепочке записи и преобразования звуков. Выбирать микрофон следует с учётом необходимых вам параметров и условий работы. По адресу http://www.dodiez.com.ua/category/mikrofony/ представлены микрофоны разных классов, которые могут использоваться как в домашних условиях, так и в профессиональных студиях.

Первые образцы микрофонов были представлены в 1878 и 1883 годах. Тогда они создавались из угольного порошка. Действие основывалось на том, что при изменении давления на порошок изменялась сопротивляемость отдельных его песчинок. А вот небезызвестная фирма Bell создала первый микрофон конденсаторного типа. Конденсатор, образованный мембраной микрофона и основным корпусом из проводящего элемента, меняет ёмкость при воздействии звука, так как изменяется расстояние между элементами. Такая конструкция дожила до сегодняшних дней. Современные приспособления имеют высокую чувствительность, и могут улавливать малейшие тональные различия. Поэтому их чаще всего используют в звукозаписывающих студиях.

Альтернативные конструкции используют явления электромагнитной индукции, а также пьезоэлектрические элементы. По такому принципу созданы динамические микрофоны. В таких системах пластинка диафрагмы подключается к катушке тонкого провода, которая помещена в магнитное поле. Звуковые волны вызывают колебание диафрагмы, которая перемещает за собой и катушку, вследствие чего провода в ней колеблются. В магнитном поле появляется электрический ток, характеристики которого напрямую зависят от колебательных движений диафрагмы.

Такие микрофоны имеют избирательную чувствительность по отношению к источнику звука. Их применяют при наличии большого количества фоновых шумов, избавиться от которых невозможно. Однако их чувствительность ниже чем у конденсаторных устройств. Такие микрофоны хуже передают тональные нюансы, а их частотные диапазоны существенно ограничены.

muzgazeta.com