Микрофон представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования звуковых колебаний в электрический сигнал. Существует несколько конструкций такого типа. Они отличаются физическим принципом работы, техническими особенностями и некоторыми важными характеристиками. Для преобразования звуковых колебаний в электрический сигнал применяются следующие типы микрофонов:
- Угольные
- Пьезоэлектрические
- Динамические
- Ленточные
- Электретные
- Конденсаторные
Что такое динамический микрофон
Основой работы динамической конструкции является принцип, применяемый в обычных динамиках. В зазоре постоянного магнита расположена лёгкая катушка, на которой имеется обмотка из тонкого провода. Концы катушки, через гибкие проводники соединены с клеммами, к которым припаивается выходной кабель. Катушка жёстко соединена с гофрированной мембраной. При попадании на мембрану звуковых волн от человеческого голоса или любых шумов, сопряжённая с ней катушка начинает перемещаться в поле постоянного магнита. При этом на её концах возникает ЭДС. Чем громче звуковой сигнал, тем с большей амплитудой перемещается катушка. От этого зависит величина выходного напряжения. По сути, электродинамический микрофон и динамик представляют собой одинаковые приборы, поэтому любой динамик можно использовать в качестве голосовой системы и если подать на микрофон сигнал низкой частоты, то он будет работать как излучатель звука. Совмещение двух приборов в одной конструкции часто используется для экономии места в компактных связных устройствах. В них динамиком и голосовой системой является один прибор.
Динамический тип микрофона
Динамический микрофон это преобразователь звука со средними техническими характеристиками. Наибольшее распространение приборы этого типа получили в середине ХХ века. Тогда требования к качеству воспроизведения были не слишком высокими и цифровые стандарты отсутствовали. Динамическими приборами комплектовалась вся бытовая техника. НЧ устройства, обеспечивающие высокое качество, применялись на радио, телевидении и студиях звукозаписи. Основными характеристиками для голосовых приборов являются следующие параметры:
- Частотный диапазон
- Линейность АЧХ
- Чувствительность
- Уровень выходного сигнала
Диапазон воспринимаемых частот у электродинамических систем был ограничен по краям диапазона. За счёт большой инерционности системы «катушка-мембрана» уровень высоких частот ограничивался 10-12 кГц, при этом амплитудно-частотная характеристика не отличалась хорошей линейностью. Хороших басовых частот динамический прибор так же не обеспечивал. Существенным недостатком электродинамических систем является узкая направленность. Мембрана хорошо воспринимает только те колебания, которые приходят перпендикулярно оси устройства или под небольшим углом к ней. Боковые волны, и, тем более тыловые, практически не вызывают перемещения катушки с обмоткой в магнитном поле. В этом случае электрический сигнал отсутствует.
Электродинамические приборы нельзя использовать для одновременной записи нескольких исполнителей или оркестров. Тем не менее, звуковые системы этого типа незаменимы, когда нужно сделать запись голоса в помещении с посторонними шумами. За счёт узкой направленности динамического устройства основной звук будет воспроизводиться с минимальными искажениями, а посторонних шумов не будет слышно вообще.
На корректную работу электродинамического прибора влияют внешние магнитные поля, что ограничивает область применения этих устройств. Голосовое устройство такого типа не рекомендуется приближать к акустической системе, иначе может возникнуть акустическая обратная связь или «feedback».Она характеризуется возникновением резкого свиста в акустических колонках. Для снижения веса подвижной катушки, число витков на ней не очень большое, и электрический сигнал, снимаемый с обмотки, слабый, поэтому конструкции такого типа подключаются к микрофонным входам усилителей, имеющих максимальную чувствительность. Если УНЧ не позволяет подключить девайс со слабым уровнем сигнала, нужно использовать отдельный предварительный усилитель. Катушки и мембраны современных электродинамических систем сделаны из очень тонкой пластиковой плёнки, которую можно легко повредить, поэтому звуковые системы следует беречь от воздействия мощных источников звуковых колебаний, ударов и сотрясений.
Подключение динамического прибора, обычно выполняется экранированным двухпроводным кабелем. Для снижения паразитного фона, поверх катушки наматывается дополнительная обмотка, которая подключается в противофазе. Применение очень лёгких катушек вместе с мощными магнитами позволило разработать модели динамических голосовых систем, обеспечивающих высокое качество записи. К микрофонам такого уровня относятся следующие модели:
- Shure SM 57-58
- Electrovoice RE 20
- Sennheiser MD 421 II
Эти электродинамические приборы обеспечивают частотный диапазон в интервале 40 Гц – 17 000-18 000 кГц при хорошей линейности амплитудно-частотной характеристики и используются в профессиональных студиях для записи солистов. Диаграмма направленности приборов представляет собой кардиоиду, поэтому боковые и тыловые звуки микрофоном не фиксируются. Для снижения воздействия на мембрану воздушных потоков при дыхании, запись осуществляется с применением «поп-фильтра». Сопротивление обмотки катушки не превышает 200 Ом, поэтому для подключения используются низкоомные входы усилительной аппаратуры. Чувствительность систем составляет -54 дБ, что обеспечивает хорошую проработку и детализацию звуковых нюансов во всех регистрах. Студийные электродинамические приборы очень чувствительны к внешним факторам, поэтому используются преимущественно в помещениях.
