Днес в Сандъците – Sandacite разглеждаме различни видове микрофони.

1. Общи сведения за микрофоните

Микрофоните са електроакустични преобразуватели, които превръ­щат енергията на звука (акустичната енергия) в електрическа. Те спадат към групата на звукоприемниците.

При съвременните микрофони звуковите вълни оказват механично въздействие върху мембраната на микрофона и я принуждават да тре­пти. Трептенията на мембраната създават в електрическата верига на микрофона променливи токове или напрежения със същата честота, каквато са имали звуковите трептения.

Почти всички микрофони представляват пасивни електромеханични четириполюсници. Изключение е въгленовият микрофон. Той е активен електромеханичен четирчполюсник, който има усилвателно действие. В електроакустическата наука зависимостите във въгленовия микрофон се изразяват главно с нелинейни уравнения.

Както се досещаме, приложението на микрофоните е доста обширно. Те се използват в радиоразпръскването, звукозаписването и в много други специални области.

Въгленови микрофони и как се правят

2. Видове микрофони според принципа на действие

Според физическия принцип, на който е основано получаването на променливите токове (напрежения), или според начина на преобразу­ване на акустичната енергия в електрическа се различават следните видове микрофони:

а.  Въгленови или контактни. В тях се използва свойството на въгленовите зрънца да изменят контактното си съпротивление в за­висимост от променливото звуково налягане върху контактната повърх­ност.

б.  Електродинамични или индукционни. В тях се използува прин­ципът на електромагнитната индукция: действието на звуковите вълни предизвиква трептения на закрепения в магнитното поле проводник, при което в него се индуктира електродвижеща сила със звукова че­стота. Според формата на проводника се различават лентови микро­фони (трептене на проводник-лента в магнитно поле) и микрофони с подвижна бобинка (трептене на бобинка в магнитно поле).

в.  Електростатични или кондензаторни. В тези микрофони се из­ползват променливите токове, които се получават във веригата на зареден кондензатор, чийто капацитет се изменя при изменяне на раз­стоянието между плочите му под действието на звуковите вълни.

г.  Пиезоелектрически или кристални. Действието на тези мик­рофони се основава на директното използуване на пиезоелектрическия ефект, т. е. на създаването на електрическо напрежение при налягане, на звукови вълни върху пиезокристала.

Известни са и следните видове микрофони: електромагнитни, тер­мични, газови, капилярни, лазерни, магнитострикционни, фотоелектрически и електронномеханични.

3. Видове микрофони от акустично гледище

Според начина на приемане на звука, който характеризира естест­вото на силите, действуващи върху микрофона и определящи неговата пространствена (насочена) характеристика, микрофоните се разделят на следните три групи:

а.  Микрофони за налягане. При тези микрофони силата, която действа върху подвижната система на микрофона, е пропорционална на звуковото налягане (напр. едностранен въгленов микрофон).

б.  Микрофони за градиент на налягане. При тях силата, която действува върху трептящата система на микрофона, е пропорционална на градиента на звуковото налягане, т. е. на разликата на налаганията, които действуват от двете страни на мембраната. Тези микрофони се наричат още микрофони за скорост, тъй като електродвижещата им сила се определя от скоростта на трептене на мембраната (напр. лентов микрофон).

в.  Комбинирани микрофони. Те представляват комбинация от мик­рофон за налягане и микрофон за градиент на налягане.

Звуковата вълна се характеризира с периодични изменения на на­лягането и скоростта на трептенията на въздушните частици, които въздействат на микрофона. Получената от микрофона електрическа енергия съответствува на трептенията на средата. При микрофоните за налягане получената електродвижеща сила отговаря на измененията на налягането, а при микрофоните за скорост — на трептенията на ча­стиците на средата или на колебателната скорост.

Съгласно разгледаната електроакустическа аналогия микрофонът за налягане в акустичната система е аналогичен на волтметъра в елек­трическата верига, а микрофонът за скорост е аналогичен на амперме­търа.

4. Видове микрофони според други признаци

Всички микрофони се разделят на:

а. Микрофони-релета, в които електрическата енергия се полу­чава от страничен източник. Към тези микрофони спадат въгленовите и кондензаторните микрофони.

б. Микрофони-генератори, които непосредствено превръщат механичната енергия на звуковите трептения в електрическа. Към тези микрофони спадат електродинамичните и пиезоелектрическите ми­крофони.

5. В зависимост от мястото на резонансната честота в честотната характеристика, която определя тембъра на микрофона, с който той предава музиката и говора, видовете микрофони може да са три групи:

а. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в началото на честотната характеристика. В трептящата система на тези микрофони преобладава масата. Микрофоните пре­дават много добре при ниските честоти и запазват тембъра на говора и музиката. Такъв микрофон е двустранният лентов микрофон, който предава говора и музиката с мек, приятен тон.

б. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в горния край на честотната характеристика. Трептяща­та система на тези микрофони се управлява от еластичността. Тези микрофони предават много добре при високите честоти. Такива микро­фони са кондензаторните и клетъчните пиезоелектрически. Те предават говора и музиката с остър, рязък тон.

в. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в обхвата на честотната характеристика. В механичната трептяща система преобладава активното съпротивление. Типичен микрофон от тази група е електродинамичният микрофон с трептяща бобинка. Честотната характеристика на тези микрофони има няколко резонансни върха. Микрофоните предават добре при високите честоти, но при високи звукови налягания не могат да възпроизвеждат добре преходните явления, поради което изкривяват тембъра на гласа и на музикалните инструменти.