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
Ненаправленный микрофон. 20 советов по применению микрофонов

Статья "Микрофоны, часть 4". Ненаправленный микрофон


Ненаправленный микрофон Википедия

Микрофо́н (от греч. μικρός — маленький, φωνη — голос) — электроакустический прибор, преобразующий акустические колебания в электрический сигнал.

История[ | код]

В телефонном аппарате Белла, микрофон, как отдельный узел, отсутствовал, его функцию выполнял электромагнитный капсюль, совмещавший в себе функции микрофона и телефонного капсюля. Первым устройством, использующимся только в качестве микрофона стал угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Генрих Махальский в 1878 году и Павел Голубицкий в 1883 году. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

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 Эрлахом (Gerwin Erlach) и 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 осложняет проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют бо́льшие 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 Венте и 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 килоом), 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 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 напряж

ru-wiki.ru

Ненаправленный микрофон Википедия

Микрофо́н (от греч. μικρός — маленький, φωνη — голос) — электроакустический прибор, преобразующий акустические колебания в электрический сигнал.

История

В телефонном аппарате Белла, микрофон, как отдельный узел, отсутствовал, его функцию выполнял электромагнитный капсюль, совмещавший в себе функции микрофона и телефонного капсюля. Первым устройством, использующимся только в качестве микрофона стал угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Генрих Махальский в 1878 году и Павел Голубицкий в 1883 году. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

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 Эрлахом (Gerwin Erlach) и 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 осложняет проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют бо́льшие 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 Венте и 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 килоом), 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 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.

Устройство микрофона

Принцип действия микрофона с подвижной катушкой

Принцип работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний воздуха, воды или твёрдого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используются явление электромагнитной индукции, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект.

Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.

Классификация микрофонов

Типы микрофонов по принципу действия

Сравнительные характеристики основных типов микрофонов (устаревшие данные из «БСЭ» 1967 год):

Тип микрофона Диапазон воспринимаемых частот, Гц Неравномерность частотной характеристики, дБ Осевая чувствительность на частоте 1 000 Гц, мВ/Па
Угольный 300—3400 20 1000
Электродинамический катушечного типа 100—10 000 (1 класса)

30—15 000 (высшего класса)

12 0,5

~1,0

Электродинамический ленточного типа 50—10 000 (1 класса)

70—15 000 (высшего класса)

10 1

1,5

Конденсаторный 30—15 000 5 5
Пьезоэлектрический 100—5000 15 50
Электромагнитный 300—5000 20 5

Функциональные виды микрофонов

  • Студийный микрофон
  • Сценический микрофон
  • Измерительный микрофон («искусственное ухо»)
  • Микрофонный капсюль для телефонных аппаратов
  • Микрофон для применения в радиогарнитурах
  • Микрофон для скрытого ношения
  • Ларингофон
  • Гидрофон

Характеристики микрофонов

Схематическое обозначение микрофона

Микрофоны любого типа оцениваются следующими характеристиками:

  1. чувствительность
  2. амплитудно-частотная характеристика
  3. акустическая характеристика микрофона
  4. характеристика направленности
  5. уровень собственных шумов микрофона

Чувствительность

Чувствительность микрофона определяется отношением напряжения на выходе микрофона к звуковому давлению Р0, как правило, в свободном звуковом поле[1], то есть при отсутствии влияния отражающих поверхностей[2]. При распространении синусоидальной звуковой волны в направлении рабочей оси микрофона это направление называется осевой чувствительностью:

M0 = U/P0 (мВ/Па).

Рабочей осью микрофона является направление его преимущественного использования и обычно совпадает с осью симметрии микрофона. Если конструкция микрофона не имеет оси симметрии, то направление рабочей оси указывается в технических условиях. Чувствительность современных микрофонов составляет от 1–2 (динамические микрофоны) до 10–15 (конденсаторные микрофоны) мВ/Па. Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

Таким образом, микрофон с чувствительностью −75 дБ менее чувствителен, чем −54 дБ, а с обозначением 2 мВ/Па менее чувствителен, чем 20 мВ/Па. Для ориентировки : −54 дБ это то же, что и 2,0 мВ/Па. Также надо учесть, что если у микрофона меньше чувствительность, это вовсе не означает, что он хуже.

Частотная характеристика чувствительности

ЧХЧ микрофонов Октава МК-319 и Shure SM58

Частотная характеристика чувствительности (ЧХЧ) — это зависимость осевой чувствительности микрофона от частоты звуковых колебаний в свободном поле. Неравномерность ЧХЧ, как правило, измеряют в децибелах как двадцать логарифмов (по основанию 10) отношения чувствительности микрофона на определённой частоте к чувствительности на опорной частоте (в основном 1 кГц).

Акустическая характеристика

Влияние звукового поля микрофона оценивается акустической характеристикой, которая определяется отношением силы, действующей на диафрагму микрофона, и звуковым давлением в свободном звуковом поле: A = F/P, а потому, что чувствительность микрофона M = U/P можно представить как U/P = U/F • F/P и выразить через А. Тогда получим: M = A • U / F. Отношение напряжения на выходе микрофона к силе, действующей на диафрагму U/F, характеризует микрофон как электромеханический преобразователь. Акустическая характеристика определяет характеристику направленности микрофона. По виду акустической характеристики, а, следовательно, и характеристики направленности, отличают три типа микрофонов как приёмников звука: приёмники давления; градиента давления; комбинированные.

Характеристика направленности

Направленность микрофонов. Представление в полярных координатах
приёмники давления
Ненаправленный
приёмники градиента давления
Двунаправленный«Восьмёрка»
комбинированные
Кардиоида
Гиперкардиоида

Характеристикой направленности называют зависимость чувствительности микрофона от направления падения звуковой волны по отношению к оси микрофона. Она определяется отношением чувствительности Мα при падении звуковой волны под углом α относительно акустической оси микрофона к его осевой чувствительности:

φ = Mα/M0

Направленность микрофона означает его возможное расположение относительно источников звука. Если чувствительность не зависит от угла падения звуковой волны, то есть φ = 1, то микрофон называют ненаправленным, и источники звука могут располагаться вокруг него. А если чувствительность зависит от угла, то источники звука должны располагаться в пространственном угле, в пределах которого чувствительность микрофона мало отличается от осевой чувствительности.

Ненаправленные микрофоны

В ненаправленных микрофонах — приёмниках давления — сила, действующая на диафрагму, определяется звуковым давлением у поверхности диафрагмы. Звуковое поле может действовать только на одну сторону диафрагмы. Вторая сторона конструктивно защищена. Если размеры микрофона малы по сравнению с длиной звуковой волны, то микрофон не изменяет звукового поля. Если размеры соизмеримы с длиной волны, тогда за счёт дифракции звуковых волн микрофон приобретает направленность. На частотах от 5000 Гц и ниже такие микрофоны являются ненаправленными. Преимуществом ненаправленных микрофонов является простота конструкции, расчёта капсюля и стабильности характеристик с течением времени. Ненаправленные капсюли часто используют в составе измерительных микрофонов, в быту могут быть использованы для записи разговора людей, сидящих за круглым столом.

Микрофоны двустороннего направления

В микрофонах — приёмниках градиента давления — сила, действующая на движущуюся систему микрофона, определяется разностью звуковых давлений на двух сторонах диафрагмы. То есть звуковое поле действует на две стороны диафрагмы. Характеристика направленности имеет вид восьмёрки.

Двусторонние микрофоны удобны, например, для записи разговора двух собеседников, сидящих друг напротив друга. Также их применение удобно в студиях звукозаписи при записи голоса с одновременной игрой на инструментах — так как они хорошо отсекают звуки, приходящие несоосно с основным, а также при некоторых способах записи стереозвука (технология Блюмлейна).

Микрофоны одностороннего направления

Односторонняя направленность достигается в микрофонах комбинированного типа. Их диаграммы направленности близки по форме к кардиоиде, поэтому нередко их называют кардиоидными. Модификации микрофонов, имеющих ещё меньшую направленность, чем кардиоидные, называют суперкардиоидными и гиперкардиоидными, однако эти разновидности, в отличие от кардиоидного микрофона, также чувствительны к сигналам с противоположной стороны.

Эти микрофоны имеют определённые преимущества в эксплуатации: источник звука располагается с одной стороны микрофона в пределах достаточно широкого пространственного угла, а звуки, распространяющиеся за его пределами, микрофон не воспринимает.

Уровень шумов

Эквивалентный уровень шума (equivalent noise). В соответствии с международными стандартами собственный уровень шума микрофона определяется как уровень звукового давления, который создает напряжение на выходе микрофона, равное напряжению, возникающему в нём только за счёт собственных шумов при отсутствии звукового сигнала. Он может быть рассчитан по формуле

LpЭ=20lg Uш/Sρ0,

где:

Uш — квадратный корень из разности квадратов значений напряжения на выходе испытательного стенда по ГОСТ 16123-88 (IEC 60268-4), измеренное при подключенном микрофоне и при замене его на резистор – эквивалент модуля сопротивления испытуемого микрофона,

S — чувствительность микрофона на частоте 1000 Гц, ρ0=2,10−5Па.

Способы измерения этого параметра несколько отличаются в разных стандартах, поэтому обычно в современных каталогах приводятся два значения эквивалентного уровня шумов: по стандарту DIN 45 412 (IEC 60268-1) и по стандарту DIN 45 405 (CCIR 468-3). В первом случае при измерениях используется взвешивающая стандартная кривая А. Во втором случае используется другая форма взвешивающей кривой (психометрическая кривая 468) и отличия в методике, более подходящей для измерительных микрофонов.

Защита для микрофонов

Для микрофонов существуют различные типы защиты: накладки из полиуретана, поп-фильтры, звукозаглушающие боксы и капсюли (решётки).

  • Микрофон со снятой защитой.

  • «Дохлая кошка» и «дохлый котёнок». Дохлая кошка закрывает стереомикрофон для DSLR-камеры. Названия отличаются из-за разных размеров.

  • Микрофонная решётка (капсюль), защищающая микрофон от ветра и тому подобного.

Типы подключения

Проводные микрофоны с неразъёмным кабелем. Для цветовой маркировки перемотаны изолентой

Большинство микрофонов подключается к звуковому оборудованию посредством кабеля. Кабели могут быть либо , либо разъёмными. Последние применяются чаще всего. Долгие годы во время выступления на сцене, конференциях и тому подобном применялись именно проводные микрофоны, так как они неприхотливы и просты в эксплуатации. Профессиональные микрофоны имеют трёхпроводное балансное подключение (разъёмы XLR) для снижения наводок и помех. Для работы конденсаторных микрофонов звуковое оборудование должно иметь режим фантомного питания.

Также существуют более сложные устройства — радиомикрофоны (беспроводные микрофоны, радиосистемы), — которые составляют конкуренцию проводным микрофонам, хотя и не вытесняют их совсем (они также применяются для выступления на сцене, на конференциях). Внутри такого микрофона находится радиопередатчик, передающий по радио звуки на расположенный поблизости радиоприёмник (ресивер) через внутреннюю антенну (у некоторых беспроводных микрофонов также встречается внешняя антенна; у ресивера обязательно имеется внешняя антенна). Рабочая частота ресивера строго соответствует рабочей частоте передатчика микрофона (рабочая частота измеряется в мегагерцах (МГц, MHz) и может достигать нескольких сотен единиц — это УКВ-радиосвязь (или FM; иногда в техническом описании указано «FM wireless microphone»)). Приёмник подключается к звуковому оборудованию посредством кабеля, сам же питается от электросети.

Главное удобство радиомикрофонов в том, что они в отличие от проводных имеют хотя и ограниченную мощностью передатчика, но бо́льшую свободу передвижения. Недостаток — относительно частая разрядка элементов питания (аккумуляторов)[3].

Радиомикрофоны бывают как бытового, так и профессионального уровня. Бытовые обычно работают по принципу «plug and play» («включи и работай») и имеют только настройки выходной громкости. У радиосистем профессиональных серий на ресивере и самом микрофоне можно установить желаемые настройки сигнала для каждого конкретного микрофона (иные названия: калибровка, отстройка), что позволяет одному ресиверу обслуживать иногда сразу 10 и более радиомикрофонов, кроме того, качество сигнала и передаваемых звуков у них гораздо выше, нежели у бытовых, поэтому профессиональные радиомикрофоны так хорошо себя зарекомендовали на концертах. Также бывают цифровые микрофонные радиосистемы из тех же профессиональных серий.

Наиболее известными производителями профессиональных радиомикрофонов являются Sennheiser, Beyerdynamic (Германия) и Shure (США)[источник не указан 1193 дня].

На фото для примера показан радиомикрофон «Nady DKW-Duo». Когда в концерте участвует несколько радиомикрофонов, то для цветовой маркировки их обычно перематывают изолентой (как на фото), поскольку они идентичны по виду (если одного типа и серии)[4].

Радиомикрофон со специальным радиоприёмником

См. также

Примечания

Литература

  • Микрофон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Микрофон // Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Сапожков М. А. Электроакустика. Учебник для вузов. — М.: «Связь», 1978. — 272 с. — 30 000 экз.
  • Сидоров И. Н., Димитров А. А. Микрофоны и телефоны. — «Радио и связь», 1993. — 152 с. — (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1197). — 20 000 экз. — ISBN 5-256-01072-7, ISBN 978-5-256-01072-0.
  • Фурдуев В. В. Акустические основы вещания. — М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 1960.
  • Дольник А. Г., Эфрусси М. М. Микрофоны. — 2 изд.. — М.: Энергия, 1967.
  • Б. Я. Меерзон. Основы звукорежиссуры и оборудование студий звукозаписи. — 2-е изд.. — М.: Гуманитарный институт телевидения и радиовещания имени М.А. Литовчина, 2012. — С. 80—81. — 2 с. — ISBN 978-5-942237-029-9.
  • Нисбетт А. Применение микрофонов. — М.: Искусство, 1981. — 173 с. — 16 000 экз.

Ссылки

wikiredia.ru

Направленный микрофон Википедия

Микрофо́н (от греч. μικρός — маленький, φωνη — голос) — электроакустический прибор, преобразующий акустические колебания в электрический сигнал.

История

В телефонном аппарате Белла, микрофон, как отдельный узел, отсутствовал, его функцию выполнял электромагнитный капсюль, совмещавший в себе функции микрофона и телефонного капсюля. Первым устройством, использующимся только в качестве микрофона стал угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Генрих Махальский в 1878 году и Павел Голубицкий в 1883 году. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

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 Эрлахом (Gerwin Erlach) и 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 осложняет проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют бо́льшие 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 Венте и 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 килоом), 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 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.

Устройство микрофона

Принцип действия микрофона с подвижной катушкой

Принцип работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний воздуха, воды или твёрдого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используются явление электромагнитной индукции, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект.

Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.

Классификация микрофонов

Типы микрофонов по принципу действия

Сравнительные характеристики основных типов микрофонов (устаревшие данные из «БСЭ» 1967 год):

Тип микрофона Диапазон воспринимаемых частот, Гц Неравномерность частотной характеристики, дБ Осевая чувствительность на частоте 1 000 Гц, мВ/Па
Угольный 300—3400 20 1000
Электродинамический катушечного типа 100—10 000 (1 класса)

30—15 000 (высшего класса)

12 0,5

~1,0

Электродинамический ленточного типа 50—10 000 (1 класса)

70—15 000 (высшего класса)

10 1

1,5

Конденсаторный 30—15 000 5 5
Пьезоэлектрический 100—5000 15 50
Электромагнитный 300—5000 20 5

Функциональные виды микрофонов

  • Студийный микрофон
  • Сценический микрофон
  • Измерительный микрофон («искусственное ухо»)
  • Микрофонный капсюль для телефонных аппаратов
  • Микрофон для применения в радиогарнитурах
  • Микрофон для скрытого ношения
  • Ларингофон
  • Гидрофон

Характеристики микрофонов

Схематическое обозначение микрофона

Микрофоны любого типа оцениваются следующими характеристиками:

  1. чувствительность
  2. амплитудно-частотная характеристика
  3. акустическая характеристика микрофона
  4. характеристика направленности
  5. уровень собственных шумов микрофона

Чувствительность

Чувствительность микрофона определяется отношением напряжения на выходе микрофона к звуковому давлению Р0, как правило, в свободном звуковом поле[1], то есть при отсутствии влияния отражающих поверхностей[2]. При распространении синусоидальной звуковой волны в направлении рабочей оси микрофона это направление называется осевой чувствительностью:

M0 = U/P0 (мВ/Па).

Рабочей осью микрофона является направление его преимущественного использования и обычно совпадает с осью симметрии микрофона. Если конструкция микрофона не имеет оси симметрии, то направление рабочей оси указывается в технических условиях. Чувствительность современных микрофонов составляет от 1–2 (динамические микрофоны) до 10–15 (конденсаторные микрофоны) мВ/Па. Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

Таким образом, микрофон с чувствительностью −75 дБ менее чувствителен, чем −54 дБ, а с обозначением 2 мВ/Па менее чувствителен, чем 20 мВ/Па. Для ориентировки : −54 дБ это то же, что и 2,0 мВ/Па. Также надо учесть, что если у микрофона меньше чувствительность, это вовсе не означает, что он хуже.

Частотная характеристика чувствительности

ЧХЧ микрофонов Октава МК-319 и Shure SM58

Частотная характеристика чувствительности (ЧХЧ) — это зависимость осевой чувствительности микрофона от частоты звуковых колебаний в свободном поле. Неравномерность ЧХЧ, как правило, измеряют в децибелах как двадцать логарифмов (по основанию 10) отношения чувствительности микрофона на определённой частоте к чувствительности на опорной частоте (в основном 1 кГц).

Акустическая характеристика

Влияние звукового поля микрофона оценивается акустической характеристикой, которая определяется отношением силы, действующей на диафрагму микрофона, и звуковым давлением в свободном звуковом поле: A = F/P, а потому, что чувствительность микрофона M = U/P можно представить как U/P = U/F • F/P и выразить через А. Тогда получим: M = A • U / F. Отношение напряжения на выходе микрофона к силе, действующей на диафрагму U/F, характеризует микрофон как электромеханический преобразователь. Акустическая характеристика определяет характеристику направленности микрофона. По виду акустической характеристики, а, следовательно, и характеристики направленности, отличают три типа микрофонов как приёмников звука: приёмники давления; градиента давления; комбинированные.

Характеристика направленности

Направленность микрофонов. Представление в полярных координатах
приёмники давления
Ненаправленный
приёмники градиента давления
Двунаправленный«Восьмёрка»
комбинированные
Кардиоида
Гиперкардиоида

Характеристикой направленности называют зависимость чувствительности микрофона от направления падения звуковой волны по отношению к оси микрофона. Она определяется отношением чувствительности Мα при падении звуковой волны под углом α относительно акустической оси микрофона к его осевой чувствительности:

φ = Mα/M0

Направленность микрофона означает его возможное расположение относительно источников звука. Если чувствительность не зависит от угла падения звуковой волны, то есть φ = 1, то микрофон называют ненаправленным, и источники звука могут располагаться вокруг него. А если чувствительность зависит от угла, то источники звука должны располагаться в пространственном угле, в пределах которого чувствительность микрофона мало отличается от осевой чувствительности.

Ненаправленные микрофоны

В ненаправленных микрофонах — приёмниках давления — сила, действующая на диафрагму, определяется звуковым давлением у поверхности диафрагмы. Звуковое поле может действовать только на одну сторону диафрагмы. Вторая сторона конструктивно защищена. Если размеры микрофона малы по сравнению с длиной звуковой волны, то микрофон не изменяет звукового поля. Если размеры соизмеримы с длиной волны, тогда за счёт дифракции звуковых волн микрофон приобретает направленность. На частотах от 5000 Гц и ниже такие микрофоны являются ненаправленными. Преимуществом ненаправленных микрофонов является простота конструкции, расчёта капсюля и стабильности характеристик с течением времени. Ненаправленные капсюли часто используют в составе измерительных микрофонов, в быту могут быть использованы для записи разговора людей, сидящих за круглым столом.

Микрофоны двустороннего направления

В микрофонах — приёмниках градиента давления — сила, действующая на движущуюся систему микрофона, определяется разностью звуковых давлений на двух сторонах диафрагмы. То есть звуковое поле действует на две стороны диафрагмы. Характеристика направленности имеет вид восьмёрки.

Двусторонние микрофоны удобны, например, для записи разговора двух собеседников, сидящих друг напротив друга. Также их применение удобно в студиях звукозаписи при записи голоса с одновременной игрой на инструментах — так как они хорошо отсекают звуки, приходящие несоосно с основным, а также при некоторых способах записи стереозвука (технология Блюмлейна).

Микрофоны одностороннего направления

Односторонняя направленность достигается в микрофонах комбинированного типа. Их диаграммы направленности близки по форме к кардиоиде, поэтому нередко их называют кардиоидными. Модификации микрофонов, имеющих ещё меньшую направленность, чем кардиоидные, называют суперкардиоидными и гиперкардиоидными, однако эти разновидности, в отличие от кардиоидного микрофона, также чувствительны к сигналам с противоположной стороны.

Эти микрофоны имеют определённые преимущества в эксплуатации: источник звука располагается с одной стороны микрофона в пределах достаточно широкого пространственного угла, а звуки, распространяющиеся за его пределами, микрофон не воспринимает.

Уровень шумов

Эквивалентный уровень шума (equivalent noise). В соответствии с международными стандартами собственный уровень шума микрофона определяется как уровень звукового давления, который создает напряжение на выходе микрофона, равное напряжению, возникающему в нём только за счёт собственных шумов при отсутствии звукового сигнала. Он может быть рассчитан по формуле

LpЭ=20lg Uш/Sρ0,

где:

Uш — квадратный корень из разности квадратов значений напряжения на выходе испытательного стенда по ГОСТ 16123-88 (IEC 60268-4), измеренное при подключенном микрофоне и при замене его на резистор – эквивалент модуля сопротивления испытуемого микрофона,

S — чувствительность микрофона на частоте 1000 Гц, ρ0=2,10−5Па.

Способы измерения этого параметра несколько отличаются в разных стандартах, поэтому обычно в современных каталогах приводятся два значения эквивалентного уровня шумов: по стандарту DIN 45 412 (IEC 60268-1) и по стандарту DIN 45 405 (CCIR 468-3). В первом случае при измерениях используется взвешивающая стандартная кривая А. Во втором случае используется другая форма взвешивающей кривой (психометрическая кривая 468) и отличия в методике, более подходящей для измерительных микрофонов.

Защита для микрофонов

Для микрофонов существуют различные типы защиты: накладки из полиуретана, поп-фильтры, звукозаглушающие боксы и капсюли (решётки).

  • Микрофон со снятой защитой.

  • «Дохлая кошка» и «дохлый котёнок». Дохлая кошка закрывает стереомикрофон для DSLR-камеры. Названия отличаются из-за разных размеров.

  • Микрофонная решётка (капсюль), защищающая микрофон от ветра и тому подобного.

Типы подключения

Проводные микрофоны с неразъёмным кабелем. Для цветовой маркировки перемотаны изолентой

Большинство микрофонов подключается к звуковому оборудованию посредством кабеля. Кабели могут быть либо , либо разъёмными. Последние применяются чаще всего. Долгие годы во время выступления на сцене, конференциях и тому подобном применялись именно проводные микрофоны, так как они неприхотливы и просты в эксплуатации. Профессиональные микрофоны имеют трёхпроводное балансное подключение (разъёмы XLR) для снижения наводок и помех. Для работы конденсаторных микрофонов звуковое оборудование должно иметь режим фантомного питания.

Также существуют более сложные устройства — радиомикрофоны (беспроводные микрофоны, радиосистемы), — которые составляют конкуренцию проводным микрофонам, хотя и не вытесняют их совсем (они также применяются для выступления на сцене, на конференциях). Внутри такого микрофона находится радиопередатчик, передающий по радио звуки на расположенный поблизости радиоприёмник (ресивер) через внутреннюю антенну (у некоторых беспроводных микрофонов также встречается внешняя антенна; у ресивера обязательно имеется внешняя антенна). Рабочая частота ресивера строго соответствует рабочей частоте передатчика микрофона (рабочая частота измеряется в мегагерцах (МГц, MHz) и может достигать нескольких сотен единиц — это УКВ-радиосвязь (или FM; иногда в техническом описании указано «FM wireless microphone»)). Приёмник подключается к звуковому оборудованию посредством кабеля, сам же питается от электросети.

Главное удобство радиомикрофонов в том, что они в отличие от проводных имеют хотя и ограниченную мощностью передатчика, но бо́льшую свободу передвижения. Недостаток — относительно частая разрядка элементов питания (аккумуляторов)[3].

Радиомикрофоны бывают как бытового, так и профессионального уровня. Бытовые обычно работают по принципу «plug and play» («включи и работай») и имеют только настройки выходной громкости. У радиосистем профессиональных серий на ресивере и самом микрофоне можно установить желаемые настройки сигнала для каждого конкретного микрофона (иные названия: калибровка, отстройка), что позволяет одному ресиверу обслуживать иногда сразу 10 и более радиомикрофонов, кроме того, качество сигнала и передаваемых звуков у них гораздо выше, нежели у бытовых, поэтому профессиональные радиомикрофоны так хорошо себя зарекомендовали на концертах. Также бывают цифровые микрофонные радиосистемы из тех же профессиональных серий.

Наиболее известными производителями профессиональных радиомикрофонов являются Sennheiser, Beyerdynamic (Германия) и Shure (США)[источник не указан 1193 дня].

На фото для примера показан радиомикрофон «Nady DKW-Duo». Когда в концерте участвует несколько радиомикрофонов, то для цветовой маркировки их обычно перематывают изолентой (как на фото), поскольку они идентичны по виду (если одного типа и серии)[4].

Радиомикрофон со специальным радиоприёмником

См. также

Примечания

Литература

  • Микрофон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Микрофон // Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Сапожков М. А. Электроакустика. Учебник для вузов. — М.: «Связь», 1978. — 272 с. — 30 000 экз.
  • Сидоров И. Н., Димитров А. А. Микрофоны и телефоны. — «Радио и связь», 1993. — 152 с. — (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1197). — 20 000 экз. — ISBN 5-256-01072-7, ISBN 978-5-256-01072-0.
  • Фурдуев В. В. Акустические основы вещания. — М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 1960.
  • Дольник А. Г., Эфрусси М. М. Микрофоны. — 2 изд.. — М.: Энергия, 1967.
  • Б. Я. Меерзон. Основы звукорежиссуры и оборудование студий звукозаписи. — 2-е изд.. — М.: Гуманитарный институт телевидения и радиовещания имени М.А. Литовчина, 2012. — С. 80—81. — 2 с. — ISBN 978-5-942237-029-9.
  • Нисбетт А. Применение микрофонов. — М.: Искусство, 1981. — 173 с. — 16 000 экз.

Ссылки

wikiredia.ru

Ненаправленный микрофон Вики

Микрофо́н (от греч. μικρός — маленький, φωνη — голос) — электроакустический прибор, преобразующий акустические колебания в электрический сигнал.

История[ | код]

В телефонном аппарате Белла, микрофон, как отдельный узел, отсутствовал, его функцию выполнял электромагнитный капсюль, совмещавший в себе функции микрофона и телефонного капсюля. Первым устройством, использующимся только в качестве микрофона стал угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Генрих Махальский в 1878 году и Павел Голубицкий в 1883 году. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

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 Эрлахом (Gerwin Erlach) и 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 осложняет проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют бо́льшие 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 Венте и 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 килоом), 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 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.

Устройство микрофона[ | код]

Принцип действия микрофона с подвижной катушкой

Принцип работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний воздуха, воды или твёрдого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используются явление электромагнитной индукции, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект.

Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.

Классификация микрофонов[ | код]

Типы микрофонов по принципу действия[ | код]

Сравнительные характеристики основных типов микрофонов (устаревшие данные из «БСЭ» 1967 год):

Тип микрофона Диапазон воспринимаемых частот, Гц Неравномерность частотной характеристики, дБ Осевая чувствительность на частоте 1 000 Гц, мВ/Па
Угольный 300—3400 20 1000
Электродинамический катушечного типа 100—10 000 (1 класса)

30—15 000 (высшего класса)

12 0,5

~1,0

Электродинамический ленточного типа 50—10 000 (1 класса)

70—15 000 (высшего класса)

10 1

1,5

Конденсаторный 30—15 000 5 5
Пьезоэлектрический 100—5000 15 50
Электромагнитный 300—5000 20 5

Функциональные виды микрофонов[ | код]

  • Студийный микрофон
  • Сценический микрофон
  • Измерительный микрофон («искусственное ухо»)
  • Микрофонный капсюль для телефонных аппаратов
  • Микрофон для применения в радиогарнитурах
  • Микрофон для скрытого ношения
  • Ларингофон
  • Гидрофон

Характеристики микрофонов[ | код]

Схематическое обозначение микрофона

Микрофоны любого типа оцениваются следующими характеристиками:

  1. чувствительность
  2. амплитудно-частотная характеристика
  3. акустическая характеристика микрофона
  4. характеристика направленности
  5. уровень собственных шумов микрофона

Чувствительность[ | код]

Чувствительность микрофона определяется отношением напряжения на выходе микрофона к звуковому давлению Р0, как правило, в свободном звуковом поле[1], то есть при отсутствии влияния отражающих поверхностей[2]. При распространении синусоидальной звуковой волны в направлении рабочей оси микрофона это направление называется осевой чувствительностью:

M0 = U/P0 (мВ/Па).

Рабочей осью микрофона является направление его преимущественного использования и обычно совпадает с осью симметрии микрофона. Если конструкция микрофона не имеет оси симметрии, то направление рабочей оси указывается в технических условиях. Чувствительность современных микрофонов составляет от 1–2 (динамические микрофоны) до 10–15 (конденсаторные микрофоны) мВ/Па. Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

Таким образом, микрофон с чувствительностью −75 дБ менее чувствителен, чем −54 дБ, а с обозначением 2 мВ/Па менее чувствителен, чем 20 мВ/Па. Для ориентировки : −54 дБ это то же, что и 2,0 мВ/Па. Также надо учесть, что если у микрофона меньше чувствительность, это вовсе не означает, что он хуже.

Частотная характеристика чувствительности[ | код]

ЧХЧ микрофонов Октава МК-319 и Shure SM58

Частотная характеристика чувствительности (ЧХЧ) — это зависимость осевой чувствительности микрофона от частоты звуковых колебаний в свободном поле. Неравномерность ЧХЧ, как правило, измеряют в децибелах как двадцать логарифмов (по основанию 10) отношения чувствительности микрофона на определённой частоте к чувствительности на опорной частоте (в основном 1 кГц).

Акустическая характеристика[ | код]

Влияние звукового поля микрофона оценивается акустической характеристикой, которая определяется отношением силы, действующей на диафрагму микрофона, и звуковым давлением в свободном звуковом поле: A = F/P, а потому, что чувствительность микрофона M = U/P можно представить как U/P = U/F • F/P и выразить через А. Тогда получим: M = A • U / F. Отношение напряжения на выходе микрофона к силе, действующей на диафрагму U/F, характеризует микрофон как электромеханический преобразователь. Акустическая характеристика определяет характеристику направленности микрофона. По виду акустической характеристики, а, следовательно, и характеристики направленности, отличают три типа микрофонов как приёмников звука: приёмники давления; градиента давления; комбинированные.

Характеристика направленности[ | код]

Направленность микрофонов. Представление в полярных координатах
приёмники давления
Ненаправленный
приёмники градиента давления
Двунаправленный«Восьмёрка»
комбинированные
Кардиоида
Гиперкардиоида

Характеристикой направленности называют зависимость чувствительности микрофона от направления падения звуковой волны по отношению к оси микрофона. Она определяется отношением чувствительности Мα при падении звуковой волны под углом α относительно акустической оси микрофона к его осевой чувствительности:

φ = Mα/M0

Направленность микрофона означает его возможное расположение относительно источников звука. Если чувствительность не зависит от угла падения звуковой волны, то есть φ = 1, то микрофон называют ненаправленным, и источники звука могут располагаться вокруг него. А если чувствительность зависит от угла, то источники звука должны располагаться в пространственном угле, в пределах которого чувствительность микрофона мало отличается от осевой чувствительности.

Ненаправленные микрофоны[ | код]

В ненаправленных микрофонах — приёмниках давления — сила, действующая на диафрагму, определяется звуковым давлением у поверхности диафрагмы. Звуковое поле может действовать только на одну сторону диафрагмы. Вторая сторона конструктивно защищена. Если размеры микрофона малы по сравнению с длиной звуковой волны, то микрофон не изменяет звукового поля. Если размеры соизмеримы с длиной волны, тогда за счёт дифракции звуковых волн микрофон приобретает направленность. На частотах от 5000 Гц и ниже такие микрофоны являются ненаправленными. Преимуществом ненаправленных микрофонов является простота конструкции, расчёта капсюля и стабильности характеристик с течением времени. Ненаправленные капсюли часто используют в составе измерительных микрофонов, в быту могут быть использованы для записи разговора людей, сидящих за круглым столом.

Микрофоны двустороннего направления[ | код]

В микрофонах — приёмниках градиента давления — сила, действующая на движущуюся систему микрофона, определяется разностью звуковых давлений на двух сторонах диафрагмы. То есть звуковое поле действует на две стороны диафрагмы. Характеристика направленности имеет вид восьмёрки.

Двусторонние микрофоны удобны, например, для записи разговора двух собеседников, сидящих друг напротив друга. Также их применение удобно в студиях звукозаписи при записи голоса с одновременной игрой на инструментах — так как они хорошо отсекают звуки, приходящие несоосно с основным, а также при некоторых способах записи стереозвука (технология Блюмлейна).

Микрофоны одностороннего направления[ | код]

Односторонняя направленность достигается в микрофонах комбинированного типа. Их диаграммы направленности близки по форме к кардиоиде, поэтому нередко их называют кардиоидными. Модификации микрофонов, имеющих ещё меньшую направленность, чем кардиоидные, называют суперкардиоидными и гиперкардиоидными, однако эти разновидности, в отличие от кардиоидного микрофона, также чувствительны к сигналам с противоположной стороны.

Эти микрофоны имеют определённые преимущества в эксплуатации: источник звука располагается с одной стороны микрофона в пределах достаточно широкого пространственного угла, а звуки, распространяющиеся за его пределами, микрофон не воспринимает.

Уровень шумов[ | код]

Эквивалентный уровень шума (equivalent noise). В соответствии с международными стандартами собственный уровень шума микрофона определяется как уровень звукового давления, который создает напряжение на выходе микрофона, равное напряжению, возникающему в нём только за счёт собственных шумов при отсутствии звукового сигнала. Он может быть рассчитан по формуле

LpЭ=20lg Uш/Sρ0,

где:

Uш — квадратный корень из разности квадратов значений напряжения на выходе испытательного стенда по ГОСТ 16123-88 (IEC 60268-4), измеренное при подключенном микрофоне и при замене его на резистор – эквивалент модуля сопротивления испытуемого микрофона,

S — чувствительность микрофона на частоте 1000 Гц, ρ0=2,10−5Па.

Способы измерения этого параметра несколько отличаются в разных стандартах, поэтому обычно в современных каталогах приводятся два значения эквивалентного уровня шумов: по стандарту DIN 45 412 (IEC 60268-1) и по стандарту DIN 45 405 (CCIR 468-3). В первом случае при измерениях используется взвешивающая стандартная кривая А. Во втором случае используется другая форма взвешивающей кривой (психометрическая кривая 468) и отличия в методике, более подходящей для измерительных микрофонов.

Защита для микрофонов[ | код]

Для микрофонов существуют различные типы защиты: накладки из полиуретана, поп-фильтры, звукозаглушающие боксы и капсюли (решётки).

  • Микрофон со снятой защитой.

  • «Дохлая кошка» и «дохлый котёнок». Дохлая кошка закрывает стереомикрофон для DSLR-камеры. Названия отличаются из-за разных размеров.

  • Микрофонная решётка (капсюль), защищающая микрофон от ветра и тому подобного.

Типы подключения[ | код]

Проводные микрофоны с неразъёмным кабелем. Для цветовой маркировки перемотаны изолентой

Большинство микрофонов подключается к звуковому оборудованию посредством кабеля. Кабели могут быть либо , либо разъёмными. Последние применяются чаще всего. Долгие годы во время выступления на сцене, конференциях и тому подобном применялись именно проводные микрофоны, так как они неприхотливы и просты в эксплуатации. Профессиональные микрофоны имеют трёхпроводное балансное подключение (разъёмы XLR) для снижения наводок и помех. Для работы конденсаторных микрофонов звуковое оборудование должно иметь режим фантомного питания.

Также существуют более сложные устройства — радиомикрофоны (беспроводные микрофоны, радиосистемы), — которые составляют конкуренцию проводным микрофонам, хотя и не вытесняют их совсем (они также применяются для выступления на сцене, на конференциях). Внутри такого микрофона находится радиопередатчик, передающий по радио звуки на расположенный поблизости радиоприёмник (ресивер) через внутреннюю антенну (у некоторых беспроводных микрофонов также встречается внешняя антенна; у ресивера обязательно имеется внешняя антенна). Рабочая частота ресивера строго соответствует рабочей частоте передатчика микрофона (рабочая частота измеряется в мегагерцах (МГц, MHz) и может достигать нескольких сотен единиц — это УКВ-радиосвязь (или FM; иногда в техническом описании указано «FM wireless microphone»)). Приёмник подключается к звуковому оборудованию посредством кабеля, сам же питается от электросети.

Главное удобство радиомикрофонов в том, что они в отличие от проводных имеют хотя и ограниченную мощностью передатчика, но бо́льшую свободу передвижения. Недостаток — относительно частая разрядка элементов питания (аккумуляторов)[3].

Радиомикрофоны бывают как бытового, так и профессионального уровня. Бытовые обычно работают по принципу «plug and play» («включи и работай») и имеют только настройки выходной громкости. У радиосистем профессиональных серий на ресивере и самом микрофоне можно установить желаемые настройки сигнала для каждого конкретного микрофона (иные названия: калибровка, отстройка), что позволяет одному ресиверу обслуживать иногда сразу 10 и более радиомикрофонов, кроме того, качество сигнала и передаваемых звуков у них гораздо выше, нежели у бытовых, поэтому профессиональные радиомикрофоны так хорошо себя зарекомендовали на концертах. Также бывают цифровые микрофонные радиосистемы из тех же профессиональных серий.

Наиболее известными производителями профессиональных радиомикрофонов являются Sennheiser, Beyerdynamic (Германия) и Shure (США)[источник не указан 1193 дня].

На фото для примера показан радиомикрофон «Nady DKW-Duo». Когда в концерте участвует несколько радиомикрофонов, то для цветовой маркировки их обычно перематывают изолентой (как на фото), поскольку они идентичны по виду (если одного типа и серии)[4].

Радиомикрофон со специальным радиоприёмником

См. также[ | код]

Примечания[ | код]

Литература[ | код]

  • Микрофон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Микрофон // Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  • Сапожков М. А. Электроакустика. Учебник для вузов. — М.: «Связь», 1978. — 272 с. — 30 000 экз.
  • Сидоров И. Н., Димитров А. А. Микрофоны и телефоны. — «Радио и связь», 1993. — 152 с. — (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1197). — 20 000 экз. — ISBN 5-256-01072-7, ISBN 978-5-256-01072-0.
  • Фурдуев В. В. Акустические основы вещания. — М.: Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 1960.
  • Дольник А. Г., Эфрусси М. М. Микрофоны. — 2 изд.. — М.: Энергия, 1967.
  • Б. Я. Меерзон. Основы звукорежиссуры и оборудование студий звукозаписи. — 2-е изд.. — М.: Гуманитарный институт телевидения и радиовещания имени М.А. Литовчина, 2012. — С. 80—81. — 2 с. — ISBN 978-5-942237-029-9.
  • Нисбетт А. Применение микрофонов. — М.: Искусство, 1981. — 173 с. — 16 000 экз.

Ссылки[ | код]

ru.wikibedia.ru

Статья "Микрофоны, часть 4"

По этому параметру все микрофоны могут быть разделены на следующие группы: ненаправленные(omnidirectional) — приемники давления;двунаправленные(bidirectional) — симметричные приемники градиента давления;однонаправленные(unidirectional) — несимметричные приемники градиента давления и комбинированные;остронаправленные— микрофоны типа Shotgun и параболические.

Ненаправленные микрофоныЕсли условно изобразить микрофон (это относится к любому типу преобразования) в виде гибкой диафрагмы в корпусе с жесткими стенками, то переменное звуковое давление от источника звука будет воздействовать на диафрагму с одной стороны (рис. 1). Когда длина волны значительно больше размеров микрофона (λ >>d), то есть на низких частотах, звуковая волна обтекает корпус микрофона и звуковые волны со всех направлений (как фронтальных, так и боковых и задних) приходят в одинаковой фазе на все точки мембраны в пределах ее площади, то есть микрофон как бы "не чувствует" направление их прихода.

Характеристика направленности такого микрофона представляет собой шар, в центре которого находится микрофон (рис. 2), то есть чувствительность микрофона одинакова для всех направлений прихода звуковой волны. Такой микрофон называется ненаправленным или приемником давления.

Следует отметить, что это свойство сохраняется только на низких частотах, с повышением частоты начинает сказываться экранирующее действие корпуса и возникает разность фаз между волнами, приходящими с разных направлений в пределах площади мембраны. При этом микрофон приобретает отчетливо направленные свойства в сторону передних источников звука.

Ненаправленные микрофоны находят широкое применение в технике звукозаписи, особенно для записи звуков окружающего (реверберационного) пространства и шумов. Они применяются также как репортажные, так как у них отсутствует эффект "близости" (proximity), который всегда существует в направленных микрофонах (подробнее о нем будет рассказано дальше).

Двунаправленныe микрофоныСхематически принцип работы микрофона — приемника градиента давления, показан на рис. 1 справа. В таком микрофоне независимо от принципа преобразования обеспечен доступ звуковой волны как с передней, так и с тыльной стороны мембраны (так как в корпусе микрофона имеются отверстия для доступа звуковых волн к задней части мембраны). При этом мембрана находится под действием разности (то есть градиента) сил ΔF= F1 - F2, где F1=pзв S sinωt — сила, действующая на переднюю сторону диафрагмы; F2=pзв S sin(ωt -Δϕ) — сила, действующая на заднюю сторону диафрагмы, она равна по амплитуде силе F1, но отстает от нее по фазе на Δϕ, так как звуковые волны проходят более длинный путь (D) до задней стороны диафрагмы. Эта разность фаз приближенно равна Δϕ=2π (D cosα) /λ, при этом градиент сил действующих на диафрагму равен: ΔF= pзв S (D/c) ω cosα, где D — расстояние между фронтальным и задним входом звуковой волны, α — угол падения звуковой волны, c —скорость звука. Как видно из этого выражения, когда угол падения звуковой волны 0 град или 180 град, то разность (градиент) сил максимальна, так как cos 0 град = 1, а cos 180 град = -1, а когда угол падения 90 град, то она равна нулю (cos90 град = 0). Таким образом, зависимость уровня чувствительности от угла падения имеет вид, показанный на рис. 2. Коэффициент направленности в данном случае равен: Г(α)=cosα. Характеристика направленности такого типа обычно называется "восьмерка" ("figure eight").

Микрофоны с данной характеристикой направленности чувствительны к звуковым волнам, падающим вдоль оси, и практически нечувствительны к звуковым волнам, падающим под углом 90 градусов к оси. Такую характеристику могут иметь микрофоны разных типов преобразования, например, ленточные с открытой с двух сторон ленточкой, динамические, конденсаторные и др.

Микрофоны такого типа находят широкое применение для записи боковых отражений в помещениях, в микрофонных стереосистемах, системах пространственного (surround) звука и др.

Однонаправленные микрофоныЕсли синтезировать характеристику направленности микрофона путем комбинирования ненаправленной и двунаправленной характеристики, то в осевом фронтальном направлении чувствительность увеличивается (поскольку сигналы складываются в одинаковой фазе), а в тыловом направлении чувствительность уменьшается — сигналы взаимно вычитаются, так как их фазы противоположны. Пусть микрофон — приемник давления, имеет чувствительность S1, не зависящую от угла падения волны, а микрофон — приемник градиента давления, имеет чувствительность S2cosα. Если чувствительности обеих микрофонов на оси выбрать равными S1= S2, то характеристика направленности такой комбинации микрофонов будет иметь вид: Г(α)=(S1+S1cosα)/2 S1=1/2(1+ cosα).

Полученная при этом форма диаграммы направленности называется кардиоидой(рис. 2).

Для создания таких комбинированных микрофонов раньше (30-40 годы) размещали два капсюля в одном корпусе и электрически складывали их выходные напряжения. Однако односторонненаправленную характеристику направленности удавалось получить только в очень ограниченном диапазоне частот (две-три октавы) из-за различий амплитудных и фазовых характеристик обоих типов микрофонов.

В современных односторонненаправленных микрофонах используется один преобразователь с двумя или более акустическими входами для доступа звуковой волны к диафрагме, однако в них условия доступа звуковой волны к передней и задней части диафрагмы неодинаковы Такие преобразователи относятся к группе несимметричных приемников градиента давления (рис. 3). Фазовый сдвиг между звуковыми волнами, падающими на переднюю и заднюю сторону диафрагмы, состоит из "внешнего", зависящего от длины пути между передней и тыльной стороной диафрагмы Δϕ1=2π (D cosα) /λ, и "внутреннего" Δϕ2, определяемого внутренней массой и упругим сопротивлением воздуха в объеме под диафрагмой и в отверстиях (для регулирования этого сопротивления отверстия закрываются шелком и др.). Таким образом, сила F3, действующая на заднюю поверхность мембраны, отстает от силы F1, действующей на переднюю поверхность, как на внешний, так и на внутренний фазовый сдвиг: F3 =pзв S sin(ωt -Δϕ1-Δϕ2). При этом внешний фазовый сдвиг зависит от угла падения звуковой волны (то есть cosα), а внутренний не зависит. Подбирая разность этих фаз, можно сформировать различные типы односторонних характеристик направленности.

Большинство современных направленных микрофонов как конденсаторного, так и динамического типа относятся именно к несимметричным приемникам градиента давления.

Отверстие (может быть разделено на несколько отверстий) располагается на определенном расстоянии от задней стороны диафрагмы (обычно 3,8 см), примером конструкции капсюля конденсаторного микрофона градиента давления с одним входным отверстием может служить модель Electro-Voice DS35. Кроме этого существуют конструкции капсюлей, где два, три и множество отверстий располагаются на разных расстояниях от диафрагмы (рис. 4).

Примером может служить модель Sennheiser MD441 (рис. 5), где три отверстия располагаются на разном расстоянии: 3,8 см — высокочастотный вход, 5,6 см — среднечастотный вход, 7 см — низкочастотный вход. Такая конструкция более устойчива к эффекту близости (proximity), так как низкочастотное отверстие находится дальше от диафрагмы, а этот эффект (см. далее) уменьшается с увеличением расстояния от источника звука.

Конденсаторные микрофоны с двойными мембранами (комбинированные) В современных конструкциях микрофонов часто используются двумембранные капсюли, которые представляют собой два совмещенных конденсаторных микрофона с отдельными мембранами и общим неподвижным электродом (рис. 6). В них имеются как замкнутые полости, так и сквозные отверстия, соединяющие подмембранные зазоры обеих мембран. В таких микрофонах существует возможность управлять характеристикой направленности. При подаче поляризующего напряжения на обе мембраны получается как бы два кардиоидных микрофона, оси которых развернуты под углом 180 град, выходное напряжение с первого микрофона равно U1=U0(1+cosϑ)/2, а выходное напряжение со второго микрофона сдвинуто на 180 град и равно U2=U0 (1+cosϑ+180 град)/2. Складывая напряжения с двух микрофонов, можно получить "ненаправленную" характеристику, вычитая — "восьмерку", а меняя соотношение напряжений можно получить другие виды характеристик направленности: кардиоиду, гиперкардиоиду и т. д.

Технически это осуществляется с помощью подачи поляризующего напряжения на потенциометр, который и является регулятором подаваемого напряжения (рис. 6): неподвижный электрод подключается через резистор к середине потенциометра, левая мембрана — к положительному полюсу источника питания, правая подключается в различных точках: при подключении в правой точке (Omni) получается круговая характеристика, в средней точке (Cardioid) — кардиоидная (мембрана имеет тот же потенциал, что и неподвижный электрод, и, следовательно, не является электрически активной), при подключении в левой точке (Figure 8) характеристика направленности имеет вид восьмерки. На корпусах современных микрофонов обычно указываются виды характеристик направленности, выбираемые с помощью переключения.

Кроме конструкции капсюля с раздельным стоком воздуха из подмембранного объема, приведенной на рис. 6, в современных микрофонах используются конструкции с совмещенным стоком, позволяющим реализовать лучшие параметры (рис. 7).

В общем случае характеристика направленности микрофонов может быть записана в виде: Г(α)={1/(1+А)}(1+ Аcosα).

При разных значениях коэффициента "А" получаются разные формы характеристики направленности: А=0, Г(α)=1 — круг, А=1, Г(α)=1/2(1+ cosα) — кардиоида, А=1,7 — суперкардиоида, А=3 — гиперкардиоида, А→∞ , Г(α)= cosα — восьмерка.

Односторонненаправленные микрофоны находят очень широкое применение для записи музыки и речи в различной окружающей обстановке, особенно при наличии шумов и помех, а также в системах звукоусиления.

Другие характеристикиКроме перечисленных свойств микрофонов можно указать еще несколько характеристик, связанных с их направленностью.

Чувствительность к окружающим звукам(ambient sound rejection) — односторонненаправленные микрофоны менее чувствительны к окружающим шумам и звукам, чем ненаправленные микрофоны, в силу особенностей их характеристики направленности, поскольку они имеют меньшую чувствительность для задних и боковых направлений прихода звуковой волны (поэтому их предпочтительнее использовать в системах звукоусиления для уменьшения вероятности возникновения обратной связи). Для оценки этих свойств используется величина "чувствительность к окружающему шуму" по отношению к ненаправленному микрофону: если у ненаправленного микрофона ее принять за 100%, то у микрофонов с кардиоидной характеристикой направленностью она равна 33%, для других типов ее значения даны в таблице 1.

Коэффициент расстояния(distance factor) — поскольку направленные микрофоны "схватывают" меньше окружающего шума, чем ненаправленные, они могут использоваться на больших расстояниях от источника звука, сохраняя при этом баланс между прямым звуком и отраженным. Например, кардиоидный микрофон может быть отодвинут на расстояние в 1,7 раза большее, чем ненаправленный, при сохранении того же баланса. Значения этих расстояний относительно ненаправленного микрофона для микрофонов с разными типами характеристики направленности даны в таблице 1.

Угол максимального подавления(angle of maximum rejection) — угол, в направлении которого микрофон наименее чувствителен к окружающему звуку. Например, для кардиоидного микрофона этот угол 180 град, для других типов углы даны в таблице 1. Значения этих углов полезно учитывать при расстановке микрофонов и излучателей для минимизации обратной связи.

В таблице 1 приведен еще один параметр — отношение фронт-тыл(rear rejection), который представляет собой отношение чувствительности при угле падения 0 град к чувствительности при угле падения 180 град, выраженной в дБ.

Направленные микрофоны обладают еще одним свойством — зависимостью уровня чувствительности от расстояния до источника, особенно на низких частотах. Это свойство называется "эффектом близости"(proximity effect).

Этот эффект объясняется тем, что на близком расстоянии (то есть когда расстояние до источника меньше длины волны) микрофон находится в "ближней зоне", то есть в зоне распространения сферической волны. В сферической волне звуковое давление изменяется с расстоянием (р~1/r), поэтому разность давлений, которые действуют на переднюю часть мембраны и на ее тыльную часть, увеличивается за счет дополнительного уменьшения давления, возникающего в сферической волне с увеличением расстояния. Поэтому чувствительность направленного микрофона на низких частотах возрастает. По мере повышения частоты длина волны становится меньше, и расстояние, на котором находится микрофон, начинает превышать длину волны, так что этот эффект перестает сказываться. Форма частотной характеристики направленного микрофона при разных расстояниях до источника показана на рис. 8.

При использовании направленных микрофонов на малых расстояниях необходимо учитывать подъем частотной характеристики на низких частотах (вводя необходимую коррекцию). Ненаправленные микрофоны не имеют этого эффекта, их форма частотной характеристики от расстояния не зависит, поэтому тембр голоса солиста или музыкального инструмента практически не меняется с изменением расстояния.

Анализ чувствительности одномембранных и двумембранных микрофонов к изменению расстояния до источника звука, выполненный на фирме Neumann, показал следующие результаты: в среднем поле (при измерении на расстоянии 1,25 м) существенных различий в форме частотной характеристики и других параметров у микрофонов с одиночными и двойными мембранами нет, но в дальнем (на расстоянии 5м) и ближнем поле (на расстоянии 0,05 м) эти различия становятся существенными. В дальнем поле у микрофонов с двойными диафрагмами имеет место подъем чувствительности на низких частотах и расширение диаграммы направленности до широкой кардиоиды, а это означает, что в дальнем диффузном поле такие микрофоны "схватывают" больше басов, что может привести к подчеркиванию низкочастотной части реверберации (если в этом нет необходимости при записи, то лучше выбрать микрофоны с одиночными мембранами, что дает более сухой звук). В ближнем поле, наоборот, подъем частотной характеристики за счет "эффекта близости" у микрофонов с двойными диафрагмами меньше, поэтому они часто предпочитаются для записи речи и вокала.

Остронаправленные микрофоныМикрофоны типаshotgunобычно состоят из односторонненаправленного капсюля, нагруженного на трубку с отверстиями (или прорезями), закрытыми тканью (рис. 9).

Трубка представляет собой своего рода линию задержки, так как при падении звуковых волн под углом α к оси микрофона они достигают мембраны с разными сдвигами фаз: Δϕ= ω di(1- cosα) /c, где di — расстояние от начала трубки до отверстия i, с — скорость звука, ω — круговая частота. При этом из-за интерференции звуковых волн на поверхности мембраны происходит частичное или полное их гашение (в зависимости от угла падения), и давление на поверхности мембраны уменьшается. Ткань на отверстиях трубки является дополнительным акустическим сопротивлением, которое возрастает по мере приближения к капсюлю микрофона. В некоторых конструкциях используют постепенное уменьшение диаметра отверстий. Существенное обострение характеристики направленности начинается с частот, где длина трубки больше половины длины волны L> λ/2. Общий вид такого типа микрофона показан на рис. 10.

Параболический микрофон (parabolic microphone) представляет собой рефлектор параболической формы (как у телескопа), в фокусе которого находится микрофонный капсюль (ненаправленный или направленный), обращенный фронтальной стороной к рефлектору (рис. 11). Все звуковые лучи, падающие параллельно оси, концентрируются в фокусе. До фокуса они проходят равное расстояние, то есть попадают на мембрану в одинаковой фазе, следовательно, происходит суммирование звуковых давлений и усиление сигнала. Звуковые волны, приходящие под углом к оси, рассеиваются и не попадают на микрофон. На низких частотах (ка > 0,5, где к=ω/с, а — радиус рефлектора) рефлектор практически не отражает и усиления на оси не происходит, на более высоких частотах (0,5 < ка < 3) усиление растет примерно с крутизной 6 дБ/окт и микрофон становится остронаправленным. Реальные размеры рефлектора — от 0,3 до 1 м, поэтому на низких частотах (примерно до 200 Гц) он практически не эффективен. Такие микрофоны (в силу своей громоздкости) используются редко — иногда в натурных съемках, для записи голосов птиц и т. п.

studfiles.net

ненаправленный микрофон - это... Что такое ненаправленный микрофон?


  • ненаправленный маяк
  • ненаправленный мифрофон

Смотреть что такое "ненаправленный микрофон" в других словарях:

  • ненаправленный микрофон — nekryptinis mikrofonas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. omnidirectional microphone vok. ungerichtetes Mikrophon, n rus. ненаправленный микрофон, m pranc. microphone omnidirectionnel, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Микрофон — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок …   Википедия

  • Шумомер — (2011) Шумомер  прибор для объективного измерения уровня звука. Не следует пу …   Википедия

  • microphone omnidirectionnel — nekryptinis mikrofonas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. omnidirectional microphone vok. ungerichtetes Mikrophon, n rus. ненаправленный микрофон, m pranc. microphone omnidirectionnel, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • nekryptinis mikrofonas — statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. omnidirectional microphone vok. ungerichtetes Mikrophon, n rus. ненаправленный микрофон, m pranc. microphone omnidirectionnel, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • omnidirectional microphone — nekryptinis mikrofonas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. omnidirectional microphone vok. ungerichtetes Mikrophon, n rus. ненаправленный микрофон, m pranc. microphone omnidirectionnel, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • ungerichtetes Mikrophon — nekryptinis mikrofonas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. omnidirectional microphone vok. ungerichtetes Mikrophon, n rus. ненаправленный микрофон, m pranc. microphone omnidirectionnel, m …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Шумомер —         прибор для объективного измерения уровня громкости звука (См. Громкость звука) (шума). Ш. содержит ненаправленный измерительный микрофон, усилитель, корректирующие фильтры, детектор и стрелочный прибор индикатор. Общая схема Ш. выбрана… …   Большая советская энциклопедия

  • ШУМОМЕР — прибор для объективного измерения уровня громкости звука (шума). Ш. содержит ненаправленный измерит. микрофон, усилитель, корректирующие фильтры, детектор и стрелочный индикатор. Схема Ш. выбрана так, чтобы его св ва приближались к св вам… …   Физическая энциклопедия

  • ШУМОМЕР — автономный переносной прибор для объективного измерения уровня громкости звука ( (см. (1))) в широких пределах. Содержит ненаправленный измерительный микрофон, преобразующий звуковые колебания в электрические, усилитель, корректирующие фильтры,… …   Большая политехническая энциклопедия

dic.academic.ru

20 советов по применению микрофонов

Если для музыки, которую вы создаете, требуются акустические инструменты или голоса, то качество ее записи полностью зависит от того, какие микрофоны и как именно вы используете. Даже добротный дешевый и простой микрофон при правильной его установке может превзойти своего неверно установленного дорогого собрата. Также то как вы следите за микрофонами и оборудуете студию, может значительно повлиять на успех проведения сессии. Грамотная установка микрофонов и уход за ними - это залог получения отличного звучания.

1. Некоторые микрофоны обладают чрезмерно характерным звучанием - излишний эффект приближения слишком полный бас и тому подобное. Такие особенности могут быть полезны в некоторых частных случаях но обычно ограничивают области применения микрофона. Поэтому лучше выбирать аппарат, который звучит равномерно и применять различные способы его установки создания нужного оттенка звучания.

2. Конденсаторные и электретные микрофоны не любят пыли дыма и влажности. Каждый из этих факторов может по влиять на качество звука а постоянное воздействие дыма и пыли портит состояние мембраны. Хорошо звучащие микрофоны обычно дорогие, так что правильный уход за ними сохранит ваши вложения.

3. Всегда переносите микрофоны осторожно не швыряйте, убирайте их, когда не используете. Не роняйте и никогда не захлопывайте крышку микрофонной коробки с усилием, чтобы не повредить капсюль. После использования лучше всего хранить их в закрытой проложенной поролоном коробке в теплом сухом месте. Если вам не хочется постоянно упаковывать и распаковывать, вы можете оставить микрофоны на стоиках в студии накрывая их большими пакетами для защиты от пыли.

4. Динамические микрофоны не такие динамичны и пронзительны на верхних частотах, чем конденсаторные или электретные микрофоны, но и отличаются большой способностью реагировать на плохое обращение или очень громкий звук инструмента. Если нужно получить более теплый или жирный звук, или использовать микрофон перед громким источником, динамический микрофон может оказаться хорошим выбором.

5. Конденсаторные и электретные микрофоны более чувствительны, не такие инерционны и в большей частью нейтральнее по звуку, так что вы не пожалеете, если предпочтете такой микрофон для передачи важных нюансов заложенных в звуке. Конденсаторные микрофоны с небольшим размером мембраны обычно более нейтральны и точны, чем их конденсаторные аналоги с большой мембраной, которые, как правило, имеют тенденцию выпячивать свою окраску звучания. 6. Электретные микрофоны часто могут питаться от батареек и от фантомного источника. Если есть апьтернатива то фантомный источник более предпочтителен. Во-первых, такой вариант обезопасит вас от проблемы разрядки батареи в лучшей части вашей записи. Во-вторых, предусилитель будет иметь больший динамический диапазон и меньший шум. Если все же вам нужно работать от батареи вынимайте их, когда не используете микрофон - тем более что при этой процедуре слегка зачищаются контакты. Микрофону необходим такой маленький ток, что даже легкий налет коррозии на контактах батареи может очень ухудшить надежность работы предусипителя. После включения дайте конденсаторным и эпектретным микрофонам прогреться несколько минут перед началом их прослушивания.

7. Предусилители внутри конденсаторных и электретных микрофонов обычно создаются с расчетом на работу с нормальным звуковым давлением. Если же вы поместите микрофон очень близко к громкому источнику, предусилитель может перегрузиться, искажая звук. Большинство конденсаторных микрофонов имеют или ослабление сигнала (пэд, аттенюатор) или вставляемые делители между предусипителем и капсюлем. При наличии сомнении в перегрузочной способности микрофона используйте аттенюатор, так как обычно легче поднять тихий уровень сигнала на пульте, чем получить искажения, которых не исправить.

8. Не забудьте заглушать каналы на пульте или мониторы когда меняете положение микрофонов, перетыкаете их кабели или переключаете микрофон с батарейного на фантомное питание и наоборот.

9. При установке микрофона на стоику с журавлем никогда не делайте этого при зафиксированных зажимах иначе они легко разболтаются и не будут фиксировать положение. Лучше ослабьте все зажимы до полной свободы частей и шарниров, чтобы поместить микрофон точно в желаемое положение. Затем затяните все крепления, начиная с нижней части стоики и заканчивая шарнирами журавля. Если крепления в хорошем со стоянии, вам не нужны сверхъестественные усилия, а всего лишь жесткий поворот, чтобы быть уверенным в том что журавль не начнет съезжать вниз в процессе записи.

10. Наверное самое главное, что нужно помнить при использовании стоек журавлем - это убедиться, что одна из трех ног стоики расположена прямо под плечом журавля. Это обеспечит большую устойчивость и предотвратит конструкцию от опрокидывания под воздействием немалого веса микрофона. Вы намного облегчите себе жизнь, если не будете перекручивать микрофонный провод по всей длине стоики, а сделаете один оборот в коленной части журавля и один по стоике. Это позволит легко манипулировать ее положением, а аккуратно сложенный в кольцо остаток провода обеспечит легкое перемещение всей конструкции на другое место, а так же протяжку кабеля к колодке или разъему мультикора, если возникнет необходимость в перекоммутации.

11. Важно изолировать микрофон от вибрации и физических ударов, так как структурные низкочастотные шумы существенно уменьшают динамический диапазон. Будьте внимательны, поскольку немногие мониторы ближнего поля могут воспроизводить звуки частотой ниже 60 Гц. Поэтому если вы видите на индикаторах пики, которые не слышны в мониторах то следует подозревать проникновение самых низких частот или структурных. Идеально было бы применять специально разработанные микрофонные подвесы, а так же поместить ножки стоек на мягких подкладках.

12. Целью применения любых остронаправпенных микрофонов обычно является отделение звука основного источника от побочных. Помните, что при установке такого микрофона и его нацеливании на источник намного важнее то от чего вы отстраняете микрофон, чем то куда вы его направляете. Представьте диаграмму направленности в трехмерном виде и размещаите микрофон так, чтобы нежелательный звук приходил к нему под углами наименьшей чувствительности.

13. По словам специалистов ненаправленный микрофон (круг) часто имеет более ровный звук и более широкую полосу в сторону низких частот, чем направленный. Как бы то ни было, поскольку ненаправленный микрофон не может подавлять сигналы от нежелательных источников, его следует устанавливать на расстоянии где-то вполовину меньшем, чем для направленного микрофона, чтобы не получить более высокий уровень отражении комнаты и звуков других инструментов. Если вы любитель озвучивания с близких расстояний, не списывайте со счетов ненаправленные микрофоны - обычно они передают звучание с меньшей окраской, чем кардиоида, так что недостаток воспроизведения побочных звуков может быть вами проигнорирован. Не забудьте, что многие модели ненаправленных микрофонов с большой диафрагмой имеют свойство острой направленности по верхним частотам, так что лучше держать источник звука на оси микрофона.

14. Все направленные микрофоны обладают эффектом приближения (подъем низких частот, который еще более возрастает при приближении к источнику звука). Это может быть использовано как достоинство, если вы хотите придать звуку теплоту более натуральным способом, чем использование эквалайзера. Но будьте осторожны, приближая микрофон к перемещающемуся источнику, так как характер звучания будет изменяться с отклонением источника от оси микрофона. Танцующие вокалисты и качающиеся гитаристы контролю не поддаются. 15. Качество самой записи также во многом зависит от достоинств ваших микрофонов. Следуя принципу лучшее сырье - лучший продукт, нетрудно понять, что чем качественнее микрофоны, тем более точной и естественной может быть будущая запись. 

16. Трудно переоценить, как важно, находясь в студии, послушать источник звука со всех сторон прежде чем решить, как с какого угла и расстояния озвучивать этот источник микрофоном. В некоторых случаях перемещение микрофона всего лишь на дюйм может радикально изменить качество и характер получаемого звука. Правильное размещение еще не гарантирует прекрасной записи, но если вы разместите микрофоны неправильно, то вообще не добьетесь приличного звучания.

17. Всегда пытайтесь найти нужные комбинации установки, прежде чем начнете крутить ручки эквалайзера. Это отнимет у вас немного больше времени, но результаты оправдывают средства. Эквализация предназначена для творческого редактирования звучания, но не для его создания, а именно для последнего вы и подбираете различные позиции установка микрофона. Настройка и подавление посторонних звуков путем поиска точки установки и правильного подбора диаграммы направленности обычно оказывается намного быстрее, чем наст ройка ноис-геитов. Также звук получается естественнее, поэтому такая схема эффективнее и надежнее. Не забудьте, что вы также можете уменьшить проникновение посторонних звуков, расставив инструменты в студии так, чтобы они влияли друг на друга наименьшим образом и нежелательные звуки всегда приходили на менее чувствительные оси диаграмм направленности микрофонов.

18. Лучший метод проверить достаточно ли разделение между микрофонами по уровню звука - это прослушать каждый инструмент на микрофонах в сравнении со всеми другими. Перепад должен составлять по меньшей мере 12 дБ от обычного уровня прямого сигнала. Если это не происходит – переставьте, микрофон выберите другую диаграмму направленности, передвиньте инструмент или используйте ширму. В случае если вышеперечисленные меры не помогают используйте эквализацию и возможно ноис-геит. По окончании сессии попытайтесь проанализировать свои ошибки чтобы не повторять их в следующий раз. 19. Если вы пребываете в полной нерешительности как устанавливать микрофоны, то наиболее простои практический способ - это ставить микрофон на такое расстояние от акустического источника, которое равно наибольшему габариту последнего. Например, в случае с контрабасом попытайтесь найти наилучшее положение для озвучивания примерно в 4 футах (1,3 м). Большинство акустических инструментов нуждаются в таком пространстве для звучания, чтобы все элементы их звука сложились и сформировались в правильной пропорции. Слишком близкое положение микрофона сделает слышными механические призвуки от пальцев похлопывание клапанов или поскрипывание смычков, а также исказит баланс между основным звучанием и гармониками.

20. Общая проблема записи вокалистов, которые больше знакомы с работой на сцене, чем с работой в студии – то, что они слишком приближаются к микрофону вызывая взрывные шумы, чрезмерное сипение, повышение уровня баса, а также создают чрезмерную влажность. В этом случае может помочь использование массивной ветрозащиты, но отдельно стоящий поп экран (нейлоновый чулок натянутый на рамку) установленный напротив микрофона на расстоянии 8-11 см сработает лучше. Альтернативой этому способу может послужить установка второгомикрофона для “поедания”. Таким дублером может быть обычный динамический микрофон для сценической работы, в который и будет петь вокалист. При этом основной студийный конденсаторный микрофон на котором вы будете вести запись должен стоять чуть выше и приблизительно в 12 см за динамическим. Вы можете не подключать динамический микрофон, но если все же решитесь подмешать его к звуку основного микрофона, можете получить интересное слегка агрессивное звучание.

myband.ru