Классификация микрофонов

В специализированной радиотехнической литературе можно найти различные критерии и, соответственно, системы классификации микрофонов. Однако ограниченный объем данной книги не позволяет подробно рассмотреть даже некоторые из них. Поэтому далее остановимся лишь на важнейших критериях и признаках, чаще всего используемых в качестве основы для классификации микрофонов, применяемых в миниатюрных радиопередатчиках.

Одним из основных критериев, применяемых при классификации микрофонов, является способ воздействия звуковых колебаний на чувствительный элемент акустико-электрического преобразователя. Часто классификацию по такому принципу называют классификацией по типу приемника. В соответствии с этим критерием микрофоны делятся на приемники давления, приемники градиента давления, комбинированные приемники и приемники с изменяемой диаграммой направленности.

В приемниках давления воздействие акустического сигнала и, соответственно, акустического давления на чувствительный элемент может осуществляться только с одного направления, а именно со стороны источника звукового сигнала или с фронтальной стороны. В таких микрофонах амплитуда перемещения чувствительного элемента не зависит от направления и удаленности источника сигнала, а только от величины акустического давления. Приемники давления обычно имеют круговую или вытянутую диаграмму направленности и часто называются ненаправленными микрофонами.

Использование специальных конструктивных решений в приемниках градиента давления обеспечивает возможность воздействия акустического сигнала на чувствительный элемент не только с фронтальной, но и с тыльной стороны. При этом амплитуда перемещения чувствительного элемента не зависит от величины акустического давления, а определяется лишь разницей величин давлений перед чувствительным элементом и за ним. Чем больше эта разница (перепад давления или градиент), тем больше переместится, например, мембрана. Таким образом, у приемников градиента давления, часто называемых градиентными микрофонами, отклонение положения чувствительного элемента и, соответственно, величина выходного напряжения в определенной степени зависят от направления на источник акустического сигнала. Эта зависимость определяет форму диаграммы направленности. В зависимости от конструктивных особенностей градиентные микрофоны имеют диаграмму направленности в форме так называемой «восьмерки» и часто называются микрофонами с двусторонней диаграммой направленности.

В комбинированных приемниках или комбинированных микрофонах, представляющих собой комбинацию механических конструкций чаще всего двух микрофонов, с помощью специальных конструктивных решений удается получить одностороннюю диаграмму направленности. Так, например, совместное использование в одном корпусе приемника давления и приемника градиента давления позволяет сложением их диаграмм направленности круговой формы и «восьмерки» сформировать диаграмму в форме кардиоиды, то есть диаграмму с односторонней направленностью.

В отдельную группу, по мнению автора, следует выделить микрофоны с переменной диаграммой направленности. Необходимо отметить, что некоторые специалисты считают микрофоны с переменной ДН лишь разновидностью комбинированных микрофонов, поскольку и в том, и в другом случае конструктивная или механическая часть таких устройств представляет собой комбинацию двух микрофонов. Однако подобное объединение в одну группу комбинированных микрофонов и микрофонов с переменной диаграммой направленности можно считать достаточно спорным. Дело в том, что в комбинированных микрофонах жестко связаны между собой не только механические элементы, но и «жестко» объединены и неизменны электрические схемы включения электромеханических преобразователей. В микрофонах с переменной диаграммой направленности, конструктивно также состоящих обычно из двух микрофонов, изменение формы диаграммы направленности достигается комбинированием и/или коррекцией электрических цепей их включения. Иными словами, при эксплуатации микрофона с переменной диаграммой направленности пользователь имеет возможность самостоятельно выбрать форму диаграммы направленности имеющегося в его распоряжении микрофона. При работе с комбинированным микрофоном такая возможность у пользователя отсутствует.

Микрофоны делятся на определенные группы и в зависимости от формы диаграммы направленности, которая представляет собой зависимость чувствительности микрофона от угла, образованного акустической осью микрофона и осью источника акустического сигнала. Иными словами, диаграмму или характеристику направленности можно определить как зависимость чувствительности микрофона на заданной частоте от угла падения звуковой волны. По этому критерию микрофоны подразделяются на ненаправленные (с круговой или вытянутой диаграммой направленности), с двусторонней направленностью (диаграмма в форме «восьмерки»), с кардиоидной направленностью (с диаграммой направленности в форме кардиоиды), а также остронаправленные микрофоны. В остронаправленных микрофонах соответствующая форма диаграммы направленности достигается различными способами, рассмотрение которых выходит за рамки данной книги.

В зависимости от типа электромеханического преобразователя микрофоны подразделяются на электромагнитные, угольные, пьезоэлектрические, конденсаторные и электродинамические. В миниатюрных передатчиках чаще всего применяются электродинамические (динамические) и конденсаторные (электростатические) микрофоны.

Электродинамические микрофоны, часто называемые динамическими, в зависимости от конструктивных особенностей применяемого в них электромеханического преобразователя, делятся на катушечные и ленточные. В катушечных микрофонах бескаркасная цилиндрическая катушка, прикрепленная к диафрагме, помещена в магнитное поле постоянного магнита. При ее перемещении вследствие воздействия акустических колебаний в катушке индуцируется электродвижущая сила соответствующей величины и направленности. В ленточных микрофонах в качестве подвижного элемента применяется гофрированная металлическая ленточка, установленная между полюсными наконечниками постоянного магнита. Эта ленточка одновременно является проводником тока и подвижной системой преобразователя.

Основу электромеханического преобразователя конденсаторных (электростатические) микрофонов составляют подвижный и неподвижный электроды, которые образуют обкладки конденсатора. Подвижный электрод конструктивно выполняется в виде мембраны из металлической фольги или металлизированной полимерной пленки. Эта мембрана колеблется под действием акустических колебаний, что приводит к соответствующему изменению емкости электромеханического преобразователя по отношению к состоянию покоя.

Особого внимания заслуживают получившие широкое распространение так называемые электретные конденсаторные микрофоны. В них мембрана выполнена из металлизированной с внешней стороны полимерной электретной пленки, которая поляризуется и сохраняет поверхностный заряд сравнительно долгое время. Выходное сопротивление электростатических микрофонов имеет значительную величину, поэтому в их состав включается специальный согласующий каскад, который также обеспечивает и усиление сигнала. Питание этого каскада осуществляется от внешнего источника постоянного напряжения, поэтому схемы включения таких микрофонов имеют определенные особенности.

Среди радиолюбителей весьма популярны часто используемые и в радиолюбительских конструкциях транзисторных микропередатчиков так называемые капсульные электретные микрофоны отечественного производства типов МКЭ-332 и МКЭ-333 различных модификаций, а также электретные микрофоны зарубежного производства, например, типов МСЕ100, МСЕ101 и SZN-15E.

Более подробную информацию о принципе работы и конструктивных особенностях электродинамических и электростатических микрофонов заинтересованный читатель может найти в специализированной литературе.

Похожие книги из библиотеки

Сухопутные линкоры Сталина

Их величали «сухопутными линкорами Сталина». В 1930-х годах они были главными символами советской танковой мощи, «визитной карточкой» Красной Армии, украшением всех военных парадов, патриотических плакатов и газетных передовиц. Именно пятибашенный Т-35 изображен на самой почетной советской медали – «За отвагу».

И никто, кроме военных профессионалов, не осознавал, что к началу Второй мировой не только неповоротливые монстры Т-35, но и гораздо более совершенные Т-28 уже безнадежно устарели и абсолютно не соответствовали требованиям современной войны, будучи практически непригодны для модернизации. Почти все много-башенные танки были потеряны в первые месяцы Великой Отечественной, не оказав сколько-нибудь заметного влияния на ход боевых действий. К лету 1944 года чудом уцелели несколько Т-28 и всего один Т-35…

Эта фундаментальная работа – лучшее на сегодняшний день, самое полное, подробное и достоверное исследование истории создания и боевого применения советских многобашенных танков, грозных на вид, но обреченных на быстрое «вымирание» и не оправдавших надежд, которые возлагало на них советское командование.

Роль морских сил в мировой истории

Известный историк и морской офицер Альфред Мэхэн подвергает глубокому анализу значительные события эпохи мореплавания, произошедшие с 1660 по 1783 год. В качестве теоретической базы он избрал наиболее успешные морские стратегии прошлого – от Древней Греции и Рима до Франции эпохи Наполеона. Мэхэн обращает пристальное внимание на тактически значимые качества каждого типа судна (галер, брандер, миноносцев), пункты сосредоточения кораблей, их боевой порядок. Перечислены также недостатки в обороне и искусстве управления флотом. В книге цитируются редчайшие документы и карты. Этот классический труд оказал сильнейшее влияние на умы государственных деятелей многих мировых держав.

Советские танковые армии в бою

Новая книга от автора бестселлеров «Штрафбаты и заградотряды Красной Армии» и «Бронетанковые войска Красной Армии». ПЕРВОЕ исследование истории создания и боевого применения советских танковых армий в ходе Великой Отечественной.

Они прошли долгий и трудный путь от первых неудач и поражений 1942 года до триумфа 1945-го. Они отличились во всех крупных сражениях второй половины войны – на Курской дуге и в битве за Днепр, в Белорусской, Яссо-Кишиневской, Висло-Одерской, Берлинской и других стратегических наступательных операциях. Обладая сокрушительной мощью и феноменальной подвижностью, гвардейские танковые армии стали элитой РККА и главной ударной силой «блицкригов по-русски», сломавших хребет прежде непобедимому Вермахту.

Неизвестный Лавочкин

Легендарные самолеты Героя Социалистического Труда С.А. Лавочкина по праву считаются одним из символов Победы. Хотя его первенец ЛаГГ-3 оказался откровенно неудачным, «заслужив» прозвище «лакированный гарантированный гроб», установка нового мотора и усовершенствование конструкции буквально преобразили эту тяжелую неповоротливую машину, превратив в лучший истребитель Великой Отечественной – прославленные Ла-5, Ла-5ФН и Ла-7 сначала перехватили у немцев господство в воздухе, а затем и сломали хребет Люфтваффе. Именно на этих самолетах воевали двое из пяти лучших советских асов, а Иван Кожедуб первым сбил новейший реактивный Me.262. Именно Лавочкин стоял у истоков советской реактивной авиации – это его истребители первыми преодолели сверхзвуковой, а межконтинентальная крылатая ракета «Буря» – и тепловой барьер. Это в его ОКБ были созданы и первые отечественные беспилотники, и зенитные управляемые ракеты, прикрывавшие Москву в разгар холодной войны.

Прорывая завесу тотальной секретности, многие десятилетия окружавшую проекты Лавочкина, эта книга по крупицам восстанавливает творческую биографию великого авиаконструктора и подлинную историю его авиашедевров.