Ненаправленный микрофон-приемник давления

Если в описанном выше микрофоне закрыть доступ звуковому давлению с одной стороны ленточки, то при подсчете чувствительности микрофона вместо силы, определяемой выражением (4.47), следует брать силу, действующую на одну сторону ленточки: . В соответствии с этим получим:

Эта формула справедлива во всем диапазоне частот, в котором азмеры микрофона малы по сравнению с длиной волны.

Для получения чувствительности микрофона, не зависящей от частоты, как видно из (4.54), модуль механического сопротивления ленточки должен быть частотнонезависим. В то же Еремя при составлении эквивалентной схемы механической части мы видели, что активное сопротивление настолько мало, что сильно зависит от частоты. Только искусственным

увеличением включенного в узел эквивалентной системы рис. 4.14, изображающей ленточку, можно снизить вредное в этом микрофоне влияние реактивного сопротивления. Ленточка при колебаниях должна будет излучать звук в специальное устройство, о котором сказано несколько ниже и сопротивление излучения которого должно быть большим по сравнению с реактивным сопротивлением в диапазоне рабочих частот.

Реактивное сопротивление ленточки максимально вдали от резонанса. На максимальной частоте диапазона сотахсоо оно составит, очевидно,

Добавление активного частотнонезависимого сопротивления равного по абсолютной величине приводит к тому, что на резонансе сопротивление системы составит:

а вдали от резонанса

Чувствительность, следовательно, будет меняться по диапазону всего на три децибела:

Таким образом, для ненаправленного микрофона

Если то чувствительности направленного и ненаправленного микрофонов в осевом направлении, при одинаковых конструктивных размерах, на верхней границе диапазона будут одинаковы, с (4.51) при Условие равносильно что согласуется с требованием, вытекающим из (4.52) и (4.53). Это показывает, что ненаправленный ленточный микрофон может быть построен с такими же габаритами и приблизительно на тот же диапазон частот, что и направленный.

Для присоединения к ленточке активного сопротивления служит специальное устройство в виде акустической длинной линии — длинной трубки, заполненной очень рыхлым волокнистым звукопоглотителем. Поглотитель практически не создает дисперсии волн в трубке, но вызывает постепенное ослабление волн, идущих на трубке, так что отраженные волны не образуются и трубка работает как полубесконечная акустическая линия. Акустическое сопротивление такой трубки близко к волновому сопротивлению среды.

Напомним, что акустическим сопротивлением называется отношение давления в акустической системе в каком-либо ее сечении к объемной скорости На этом основании волновое сопротивление бесконечной акустической линии получим в виде: где площадь сечения трубки. Для приведения этого

сопротивления к механическому сопротивлению, действующему на ленточку, следует умножить его на квадрат площади ленточки:

Выражение (4.57) показывает, что, выбрав диаметр трубки достаточно малым, можно сделать достаточно большим, удовлетворяющим условию

Акустическая бесконечная линия осуществляется в виде змеевика — спирального хода, помещаемого в цилиндрическом объеме, конструктивно оформленном вместе с микрофоном. Схематически эта конструкция изображена на рис. 4.16.

Заметим, что (4.57) можно записать так:

Здесь механическое сопротивление, которое испытывал бы поршень с диаметром, равным диаметру трубки, со стороны бесконечной акустической длинной линии.

Рис. 4.16. Ненаправленный ленточный микрофон и акустическая линия-змеевик

Отношение можно рассматривать как коэффициент акустической трансформации движения такого поршня движение ленточки с площадью При этом сила, действующая на ленточку, в раз больше, а линейная скорость ее — в раз меньше, чем соответствующие величины, действующие во входном сечении трубки. Это соотношение часто используют при конструировании электроакустической аппаратуры.