Микрофон (от греч. mikros - малый и phone-звук) - приёмник звука, представляющий собой электроакустический преобразователь, предназначенный для преобразования звуковых колебаний в воздушной среде
в электрич. сигналы. В комплект M., как правило, входят помимо собственно преобразователя
и другие необходимые для его практич. применения элементы: согласующие трансформаторы,
предварит, усилители и др.
M., как всякий приёмник звука, характеризуется
чувствительностью, диапазоном воспроизводимых частот (т. е. частотной характеристикой
чувствительности), направленностью, динамич. диапазоном. Верхней границей последнего
является т. н. предельный уровень звукового давления, при к-ром коэф. гармонич.
искажений сигнала на выходе M. достигает 0,5-1%; ниж. граница динамич. диапазона,
т. н. эквивалентный уровень звукового давления, представляет собой уровень звукового
давления, при к-ром на выходе M. обеспечивается напряжение, равное напряжению
шума, обусловленного собств. молекулярными шумами преобразователя, тепловыми
шумами резистивных элементов, шумами предварит, усилителя и т. п. Практически
во всех преобразователях M. имеется подвижный элемент (диафрагма, мембрана),
способный колебаться под воздействием звукового давления н осуществляющий т.
о. акусто-механич. преобразование.
В зависимости от того, каким образом формируется
результирующая сила F, воздействующая на подвижную систему, все M. подразделяются
на приёмники давления, градиента давления и комбиниров. приёмники. В приёмниках
давления звуковое поле действует на подвижную систему с одной стороны; результирующая
сила F в этом случае не зависит от направления прихода звуковой волны
и M., при условии, что его размеры малы по сравнению с длиной волны, не обладает
направленностью.
У градиентных приёмников подвижная система подвергается
с обеих сторон воздействию звукового поля и результирующая сила определяется
разностью 
звуковых
давлений на двух акустич. входах системы, находящихся на расстоянии d друг
от друга: 
,
где
- угол падения
звуковой волны относительно акустич. оси преобразователя. Ha-правленность такого
приёмника описывается функцией cosQ,
причём макс, выходной сигнал имеет место при осевом падении звуковой волны,
т. е. при
и
, а при
выходной
сигнал равен нулю.
Объединив приёмник градиента давления с приёмником
давления либо электрически, либо путём построения соответствующей механо-акустич.
системы, получают комбиниров. приёмник, позволяющий реализовать в зависимости
от соотношения чувствитель-ностей исходных приёмников разнообразные диаграммы
направленности. Чаще всего используются комбиниров. приёмники с диаграммами
направленности в виде кардиоиды, суперкардиоиды и гиперкардиоиды. Для создания
остронаправленных M. применяют акустич. зеркала или конструкции типа акустич.
антенны бегущей волны.
По энергетич. характеристикам все M. можно разделить
на две группы: M., энергия выходного сигнала к-рых обеспечивается источником
питания, и M., энергия выходного сигнала к-рых обусловлена лишь преобразованием
энергии звукового поля.
M., относящиеся к первой группе, являются необратимыми
преобразователями; их достоинство - большая мощность выходного сигнала, позволяющая
обходиться в ряде случаев без дополнит, усилителей. Типичным представителем
M. первой группы служит угольный M., используемый в телефонии. Принцип его действия
основан на зависимости электрич. сопротивления между частицами угольного порошка
от давления, с к-рым действует на порошок диафрагма M., колеблющаяся под воздействием
звукового поля. В такт с колебаниями диафрагмы изменяется ток в цепи M., подключённого
к источнику питания. Выходной переменный сигнал может быть выделен с помощью
трансформатора, первичная обмотка к-рого включена в цепь M. Угольные M. выполняются
лишь как приёмники давления. Диапазон воспроизводимых угольными M. частот невелик
- от сотен Гц до неск. кГц, однако он достаточен для обеспечения разборчивости
речи. Чувствительность их составляет 200-400 мВ/Па при токе питания 10-100 мА,
динамич. диапазон не превышает 30 дБ. Коэф. гармонич. искажений может достигать
10-20%.
M. второй группы могут иметь значительно более
высокие эл--акустич. параметры. По принципам механо-электрич. преобразования
они подразделяются на эл--динамические, эл--статические и пьезоэлектрические.
Наиб, широкое применение в звукотехнике нашли эл--динамич. M.- катушечные и
ленточные. У катушечного эл--динамич. M. (рис. 1) пост, магнит 1 создаёт
в кольцевом зазоре 2 радиальное магн. поле, в к-ром находится звуковая
катушка 3 с лёгкой диафрагмой 4 (подвижная система), закреплённой
на магн. системе с помощью гофриров. воротника 5. При колебаниях диафрагмы
под действием звуковых волн меняется магн. поток, пронизывающий катушку, и на
её зажимах индуцируется эдс.
Эл--динамич. катушечные M. выпускаются в осн.
как приёмники давления и комбиниров. приёмники. Их частотный диапазон охватывает
область от 20 Гц до 20 кГц, чувствительность составляет 1-3 мВ/Па. Благодаря
высоким эл--акустич. параметрам, простоте конструкции и надёжности в эксплуатации
катушечные эл--динамич. M. применяются в бытовой технике, системах звукоусиления
и профессиональной звукозаписи.
Более ограниченное применение находят ленточные
M., у к-рых подвижной системой служит тонкая ленточка из гофриров. металлич.
фольги, закреплённая между полюсами пост, магнита и являющаяся одновременно
подвижным проводником. В связи с малой длиной ленточки чувствительность M. составляет
всего 10- 20 мкВ/Па; для её повышения приходится предусматривать встроенный
повышающий трансформатор, увеличивающий размеры и массу ленточного M. Ленточные
M. чаще всего выполняются как градиентные приёмники. Они отличаются гладкими
частотными характеристиками чувствительности во всём слышимом диапазоне частот.
Сред 1Р используемых M. наиб, высокими эл--акустич.
параметрами обладают конденсаторные M., построенные на базе эл--статич. преобразователей
(рис. 2). Подвижная система такого преобразователя представляет собой тонкую
мембрану 1, являющуюся одноврем. одной из обкладок плоского конденсатора.
Второй обкладкой конденсатора служит массивный неподвижный электрод 2 с
отверстиями, к-рые делаются в нём для обеспечения
необходимых диссипативных свойств воздушного зазора между электродами. С помощью·
источника пост, напряжения U0 в рабочем зазоре конденсатора
создаётся электрич. поле. При колебаниях мембраны под воздействием звуковых
волн ёмкость конденсатора меняется и через сопротивление нагрузки R протекает
раз-рядно-зарядный ток г, создающий на сопротивлении Л напряжение сигнала U , повторяющего по форме акустич. сигнал. Если мембрана преобразователя выполняется
из электретного материала или такой материал наносится на неподвижный электрод,
то необходимость в источнике поляризующего напряжения исключается, поскольку
электрет создаёт в зазоре преобразователя требуемую напряжённость поля.
Конденсаторные M. выполняются как приёмники давления,
градиента давления и комбиниров. приёмники. Благодаря ничтожной массе мембраны,
к-рая изготовляется из металлич. фольги или металлизиров. полимерных плёнок
толщиной 3 -10 мкм, частотный диапазон конденсаторных M. часто простирается
от единиц Гц до 150 кГц и выше. Чувствительность их в области звуковых частот
составляет ~10 мВ/Па; динамич. диапазон собственно преобразователей конденсаторных
M. достигает 130-140 дБ. Из-за высокого внутр. сопротивления эл--статич. преобразователи
нельзя непосредственно подключать к длинной линии. Предварит, усилитель с большим
входным сопротивлением должен располагаться непосредственно в корпусе M.
Конденсаторные M. являются осн. видом измерит, звукоприёмников для воздушной среды; они находят широкое применение и в звукотехнике. В лаб. практике, а также в дешёвых системах оповещения используются пьезоэлектрич. M., в основе к-рых находится пьезоэлектрический преобразователь с пьезоэлементом либо биморфного типа, совершающим изгибные колебания под действием звукового давления, либо в виде пьезокерамич. сферы или цилиндра. Пьезоэлектрич. измерит. M. выполняют в виде приёмников давления, градиентных и комбинированных. Весьма перспективными как для измерит, целей, так и для звукотехники представляются пьезоэлектрич. M. на основе пьезо-полимерных преобразователей, отличающиеся малым весом и (потенциально) широким частотным диапазоном.
B. M. Горелик
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
