5.6. НЕКОТОРЫЕ ДРУГИЕ ТИПЫ МИКРОФОНОВ

Помимо рассмотренных типов микрофонов широкое преминение находят также микрофоны угольные, электромагнитные, остронаправленные, радиомикрофоны и др., а также ларингофоны. Рассмотрим некоторые из них.

Угольные микрофоны МК-10 и МК-16. Это — наиболее распространенные в СССР типы микрофонов, применяемых в телефонии, переговорных, устройствах, радиопередатчиках и Конструкция капсюля представлена на рис, 5.46, а, а его аналоговая электрическая схема — на рис. 5.46, б, где: — корпус; 2 — угольный порошок внутри покрытого изолирующим лаком углубления корпуса; 3 — латунная диафрагма; 4 — позолоченный подвижный электрод; 5 — неподвижный электрод; 6 — кольцо—прокладка, ограничивающая камеру с угольным порошком; 7 — крышка с тремя звкукоприемными отверстиями общей площадью антиморозная тарелочка, защищающая эти отверстия на морозе от оседания на них паров, выходящих изо рта говорящего; звуковое давление, действующее на вход микротелефонной трубки; масса воздуха в отверстиях трубки; гибкость воздуха в объеме между отверстиями и диафрагмой микрофона; масса воздуха в звукоприемных отверстиях; гибкость воздуха в объеме между звукоприемндоми отверстиями и диафрагмой; масса, активное сопротивление и гибкость диафрагмы.

Капсюль МК-10 выпускается в трех модификациях, различающихся между собой электрическим сопротивлением и условиями питания.

Модификация имеет соопротивление 50 Ом, напряжение питания в схемах или 3 В. Сопротивление модификации Ом. Сопротивление модификации Ом, ток питания в схемах Средняя чувствительность микрофона составляет

Конструкция капсюля показана на рис. 5.47, а, где: 1 — корпус; 2 — крышка с звукоприемными отверстиями общей площадью диафрагма; 4 — подвижный электрод; 5 — держатель неподвижного электрода камера для угольного порошка; 8 — кольцо с отверстиями, затянутыми шелком, разделяющее объем под ним и объем под диафрагмой. Как видно из рисунка, капсюль предназначенный в основном для аппаратов имеет некоторые конструктивные отличия от капсюля Важнейшие из них — форма палладированных электродов, камера с угольным порошком, которая обеспечивает большую стабильность работы микрофона при его угловых перемещениях, так как при любом из них контакт между электродами через порошок не разрывается. Воздух под диафрагмой делится на две части, соединяющиеся между собой через алюминиевое кольцо с отверстиями, затянутыми шелком,

Рис. 5.46. Капсюль (а) и эквивалентная электрическая схема (б) капсюля МК-10

Рис. 5.47. Капсюль (а) и эквивалентная электрическая схема (б) капсюля МК-16

вносящим акустическое сопротивление. Как видно из аналоговой электрической схемы (рис. 5.47, б), это усложняет ее. Акустическое же сопротивление сглаживает разонансные пики. В результате становится более равномерной частотная характеристика, првышается чувствительность, среднее значение которой составляет Капсюль выпускают в двух модификациях: сопротивлением и 200 Ом при токах питания соответственно На рис. 5.47, б обозначено: рехр звуковое давление, действующее на вход микротелефонной трубки; масса воздуха в ее отверстиях; гибкость воздуха в объеме между отверстиями и капсюлем микрофона; масса воздуха в звукоприемных отверстиях; гибкость воздуха в объеме между звукоприемными отверстиями и диафрагмой капсюля микрофона; активное сопротивление, масса и гибкость диафрагмы; гибкость воздуха в объеме под диафрагмой; активное сопротивление и масса воздуха в отверстиях в кольце, затянутых шелком; гибкость воздуха в объеме под кольцом с отверстием.

Частотные характеристики микрофонов приведены на рис. 5.48.

Электромагнитный микрофон ДЭМШ. Из электромагнитных микрофонов наиболее распространен в СССР микрофон ДЭМШ. Его устройство изображено на рис. 5.49, а, где 1 — цилиндрический магнит, 2 — магнитопровод, 3 — диафрагма.

Звуковое давление через отверстия в магнитопроводах 2, прилегающих к цилиндрическим магнитам воздейртвует с двух сторон на диафрагму 3. Последняя приходит в колебания, приближаясь попеременно то к одному, то к другому магнитопроводу. Это соответственно вызывает увеличение магнитного потока то то Благодаря этому в обмотках возникают ЭДС одинаковой величины, но разного направления. Однако вследствие того что эти обмотки намотаны в противоположных направлениях, ЭДС складываются. Аналоговая схема микрофона ДЭМШ изображена на рис. 5.49, б, где: рхехр звуковые давления, действующие на отверстия в магнитопроводах площадью массы воздуха в отверстиях магнитопровода; гибкости воздуха между отверстиями и диафрагмой; масса, активное сопротивление и гибкость диафрагмы.

Из эквивалентной схемы видно, что силы, действующие на диафрагму с двух сторон, сдвинуты по фазе относительно друг друга, поскольку микрофон располагается так, что полезный источник звука находится ближе к одному звукоприёмному отверстию, чем к другому. В результате микрофон работает как приемник градиента давления, т. е. является шумозащищенным. Действительно, применение микрофона в условиях шума весьма эффективно. Частотный диапазон микрофона составляет всего лишь Гц (его частотная характеристика изображена на рис. а характеристика направленности — на рис. 5.49, е); чувствительность микрофона на частоте 1000 Гц не менее а средняя по диапазону — чувствительность микрофона на номинальной нагрузке 600 Ом на частоте 1000 Гц не менее а средняя по диапазону — модуль полнрго электрического сопротивления на частоте 1000 Гц колеблется

Рис. 5.48. Частотные характеристики микрофонов

Рис. 5.49. Электромагнитный микрофон ДЭМШ и его характеристики

в пределах Ом. Габариты микрофона: масса 14 г.

Кроме микрофона ДЭМШ, довольно широко применяют в аппаратуре связи микрофон Его частотный диапазон составляет Гц, а чувствительность на номинальной нагрузке 600 Ом на частоте 1000 Гц достигает модуль полного электрического сопротивления на этой же частоте 300 Ом. Микрофон снабжен резиновым рупором и четырехпроводным шнуром длиной с жилами, облуженными на концах. Габаритные размеры микрофона: масса 400 г.

Пьезоэлектрические микрофоны. В СССР такие микрофоны выпускают только для комплектации слуховых аппаратов; прямоугольной формы — для аппаратов «Слух» и «Кристалл» и круглые — для аппарата «Звук»

Рис. 5.50. Внешний вид (а) и принцип устройства (б) микрофона МД-74

Масса их

Принцип устройства этих микрофонов заключаются в том, что тонкая дюралиюминиевая диафрагма соединена механически с биморфным пьезоэлементом. При колебаниях диафрагмы на обкладках пьезоэлемента возбуждается ЭДС. Емкость пьезоэлемента составляет Чувствительность этих микрофонов довольно большая — а частотный диапазон узкий, - 100...5000 Гц.

Однако пьезомикрофоны имеют большой разброс параметров от экземлпяра к экземпляру и недостаточно удовлетворительную эксплуатационную надежность — хрупки, подвержены воздействию влажности и темпера-, туры, которая не должна превышать

Остронаправленные микрофоны. Отечественный остронаправленный микрофон состоит из собственно микрофона динамического типа и примыкающей к нему трубки длиной (рис. 5.50, а). Вдоль трубки (рис. 5.50, б) в ее стенке проделан через равные промежутки ряд отверстий. Для компенсации падения чувствительности микрофона на высших частотах из-за большого поглощения их в трубке вокруг каждого из отверстий устанавливают концентраторы — рупорки. Размеры их подобраны так, чтобы обеспечить подъем частотной характеристики на высших частотах диапазона до

Остронаправленный микрофон фирмы «Зеннхайзер» состоит из электретного одностронненаправленного микрофона и примыкающей к ней трубы. Эта труба имеет отверстия, по своей длине закрытые звукопоглощающим материалом, поглощение которого мало в начале, у входа трубы, и нарастает к ее концу, примыкающему к микрофону. На низких частотах, где длина трубы мала по сравнению с длиной волны, она почти не действует. Но микрофон рассчитан так, что именно в этой области частот его чувствительность наибольшая. На тех же частотах, где длина трубы сравнима с длиной волны, действие трубы проявляется в том, что увеличивается чувствительность и обостряется направленность микрофона.

Фирма Зеннхайзер» выпускает также остронаправленные микрофоны и др. Внешний вид, частотная характеристика и диаграммы направленности суперкардиоидного микрофона приведены на рис. 5.51.

Радиомикрофоны. В практике звукоусиления довольно большое распространение получили радиомикрофоны. Их преимущество перед обычными микрофонами в том, что при работе с ними исполнитель (оратор, певец и т. п.) не связан при своем перемещении по эстраде или сцене микрофонным кабелем. Применяя радиомикрофон, исполнитель может свободно перемещаться, так как микрофон, который исполнитель держит в руке или который прикрепляется к одежде, снабжен миниатюрным радиопередатчиком, работающим на находящийся поблизости (например, в помещении аппаратной) радиоприемник, выходное напряжение которого уже используется обычным образом.

Для примера рассмотрим кратко радиомикрофон В его комплект входит переносной передатчик размером массой с микрофоном или Микрофоны имеют приспособление для крепления к одежде исполнителя. Антенной передатчика является гибкий провод длиной Питание передатчика осуществляется от батареи аккумуляторов Потребление тока — не более Время непрерывной работы — не менее Выходная мощность передатчика не менее что обеспечивает дальность действия в свободном пространстве не менее при отношении сигнал-шум на выходе приемника не менее Рабочая частота передатчика и приемника 58 или Приемник имеет габаритные размеры и массу Он может питаться от сети переменного тока через специальный блок питания или от батареи элементов типа 343 с напряжением 12,8 В. Время непрерывной работы от этой батареи не менее Выходное напряжение приемника на нагрузке 240 Ом при девиации частоты ±50 не менее В комплект приемника входит контрольный телефон

Рассмотрим также систему радиомикрофонов, входящую в состав студийного оборудования «Перспектива». Эта система радиомикрофонов предназначена для работы в составе звукового оборудования с использованием радиоакустических систем непосредственно в студии. Радиомикрофоны являются равноправными источниками звуковых сигналов, поязволяя исполнителям свободно перемещаться по студии.

Комплекс аппаратуры радиомикрофона содержит в своем составае: микрофоны микрофоны микрофоны переносные передатчики ПРДМ-13 - 4 шт., переносные передатчики ПРДМ-14 - 4 шт., стационарные приемники

Передатчик ПРМД-13 совмещен с динамическим микрофоном или электретным микрофоном (рис. 5.52, а). Передатчик ПРДМ-14 карманного типа работает с петличным электретным микрофоном (рис. 5.52, б).

Комплект аппаратуры «передатчик—приемник» рассчитан на работу на одной из четырех фиксированных частот: 161,1; 163,75; 166,5 или Можно одновременно вести работу на двух каналах с разносом несущих частот С выхода приемника звуковой сигнал поступает на шкаф коммутации и далее на пульт звукорежиссера или на шкаф связи (в случае

Рис. 5.51. Внешний вид (а), частотная характеристика (б) и диаграмма направленности микрофона

Рис. 5.52. Системы радиомикрофонов

коммутации радиомикрофона помощнику режиссера).

Блок приемника ПРМ-14 с источником питания стационарно устанавливают в шкафу радиосвязи и радиомикрофонов Приемные антенны размещают на стенах студии с помощью кабелей соединяют с приемниками. Передатчики раздают актерам, выступающим в студии. Передатчик ПРДМ-13, совмещенный с микрофоном, располагают в руке исполнителя, карманный передатчик ПРДМ-14 — в кармане или подвешивают на ремешке и подсоединяют к микрофону с помощью кабеля с разъемом.

Ларингофоны. На рис. 5.53, а приведено устройство угольного ларингофона где: 1 — пластмассовый корпус, прижимаемый к гортани; 2 — его крышка; 3 — ячейки для угольного порошка 4; 6 — верхняя диафрагма; 5 и 7 — прикрепленные соответственно к ним подвижные электроды; 8 — нижняя диафрагма.

При разговоре колебания от мышц гортани человека передаются корпусу ларингофона. Вследствие инерции электродов они на чинают перемещаться относительно корпуса. Причем из-за различной массы электродов и различной упругости диафрагм эти перемещения

Рис. 5.53. Ларингофоны ЛА-5 (а) и ЛЭМ-3 (б) и их частотные характеристики (в)

несинфазны. В результате порошок между электродами деформируется и на зажимах ларингофона возникает напряжение звуковой частоты. Применение электродов с различными массами и диафрагм с различными упругостями приводит к тому, что каждая из этих колебательных систем имеет различные значения резонансной частоты, что расширяет диапазон передаваемых частот и улучшает равномерность частотной характеристики чувствительности. Под последней в данном случае понимается отношение развиваемого напряжения к колебательной скорости корпуса или

Ларингофон ЛА-5 имеет сопротивление 165 Ом и работает при напряжении питания 3 В.

Электромагнитный ларингофон представлен на рис. 5.53, б, где: 1 — постоянный магнит; 2 — полюсные наконечники с надетыми на них катушками; 3 — диафрагма; 4 — якорь; 5 — корпус. При разговоре колебания от мышц гортани передаются корпусу. Благодаря инерции магнитной системы она начинает перемещаться при этом относительно якоря, что изменяет магнитный поток проникающей катушки, вследствие его на зажимах последних развивается напряжение звуковой частоты. Частотные характеристики ларингофонов приведены на рис. 5.53, в.

Практически все ларингофоны используются попарно, будучи прижаты к горлу с двух сторон его. Электрически при этом они соединяются последовательно.

Параметры основных типов отечественных микрофонов приведены в табл. 5.4, а некоторых типов зарубежных микрофонов в табл. 5.5.