Микрофон направленного действия
Конденсаторный микрофон направленного действия имеет две одинаковые диафрагмы, воспринимающие звуковое давление. Диафрагмы расположены симметрично по обеим сторонам неподвижного электрода, как показано на рис. 4.27а. Неподвижный электрод имеет ряд сквозных отверстий и выемок. Объемы воздуха в. выемках между диафрагмами и электродом составляют акустические гибкости, а воздух в отверстиях — акустическую массу. Эти элементы составляют звено акустического симметричного фильттра, на входе и выходе которого подсоединены диафрагмы. Снаружи на микрофон действуют давления звуковой волны 
Если сопротивления диафрагмы равны волновому сопротивлению звена фильтра, то половина амплитуды давления, действующего снаружи на микрофон, приходится на диафрагму и половина — на вход звена фильтра. Тогда фильтр создает только запоздание по времени акустического давления, распространяющегося внутри шкрофона (по пути 
. Фазовая постоянная этого фильтра может быть подобрана так, что время 
запоздания волны от диафрагмы 1 к диафрагме 2 внутри микрофона равно времени запоздания волны, обходящей микрофон снаружи, когда эта волна падает нормально к диафрагме: 
В общем случае запоздание волны при обходе снаружи микрофона зависит от угла падения волны 0. Можно принять, что оно
лропорционально 
и написать для давлений, "действующих на диафрагмы снаружи: 
Волна звукового давления, прошедшая внутри микрофона от задней диафрагмы к передней, запоздает еще на время 
так что давление на задней стороне диафрагмы 1 составит:
Соответственно давление на задней стороне диафрагмы 2:
Диафрагма 1 колеблется под действием разности давлений:
Соответственно диафрагма 2 — под действием:
Так как величина 
то, разлагая экспоненты в степенные ряды и сохраняя только по два первых члена ряда, получим:
Колебания диафрагмы, как следует из (4.82), происходят под действием сил, зависящих от угла 
так, что характеристики направленности этих 
имеют вид кардиоид. При этом 
максимально при 
при 
Фазы колебаний диафрагм будут противоположны.
Включим микрофон по схеме, изображенной на рис. 4.276. Если движок 
установить посередине потенциометра, то напряжения поляризации между неподвижным электродом и диафрагмой 2 не будет. Работает только диафрагма 1, характеристика направленности микрофона — кардиоида: 
Если передвинуть движок в крайнее левое положение, то обе диафрагмы поляризуются одинаково и, следовательно, при одновременном
Рис. 4.27. Конденсаторный микрофон направленного действия: а — капсюль микрофона, 
схема включения; в — эквивалентная схема капсюля
приближении диафрагм к неподвижному электроду напряжения, генерируемые обеими частями микрофона, складываются: 
Микрофон действует как ненаправленный.
При установке движка в крайнем правом положении поляризующие напряжения на диафрагмах противоположны, а потому получим: 
Таким образом, простой регулировкой поляризующего напряжения можно изменять характеристику направленности микрофона.
Следует обратить внимание, что силы 
действующие на микрофон, как видно из (4.82), пропорциональны частоте. Поэтому, имея в виду (4.69), следует в этом микрофоне механические сопротивления подвижной системы (диафрагм) сделать частотнонезависимыми. Это необходимо еще и потому, что звено акустического фильтра внутри микрофона будет давать постоянное по времени запоздание давления, независимое от частоты лишь в том случае, когда нагружено на активное сопротивление, равное волновому. Поэтому диафрагмы такого конденсаторного микрофона натягивают слабо, чтобы резонанс их лежал в середине диапазона передаваемых частот и преобладающим было вязкое сопротивление воздуха между диафрагмами и неподвижным электродом. Тогда можно приближенно достигнуть условия равенства механического сопротивления диафрагм волновому сопротивлению звена фильтра.
