2.1.3. Пьезоэлектрические микрофоны

Принцип их действия основан на пьезоэффекте, когда под механическим воздействием на гранях пластинки, обладающей пьезоэффектом, возникает напряжение. Наибольшим пьезоэффектом обладают кристаллы сегнетовой соли.

В основном пьезоэлектрические микрофоны используются в слуховых аппаратах. Они имеют низкие качественные показатели, высокое внутреннее сопротивление со значительной емкостной составляющей.

2.1.4. Электромагнитные микрофоны

Принцип действия основан на том, что к мембране крепится якорь из мягкой стали, который колеблется в зазоре постоянного магнита и тем самым изменяет величину магнитного потока. Вокруг магнитопровода с изменяю­щимся магнитным потоком наматывается катушка, с которой и снимается вы­ходное напряжение микрофона. В связи со значительной массой якоря час­тотная характеристика узкая, с большой неравномерностью с высоким уров­нем шумов. Достоинство состоит в том, что такой микрофон имеет обратное действие, т.е. может работать как телефон. Используется в основном в теле­фонных аппаратах высокого качества.

2.1.5. Угольные микрофоны

В этих микрофонах используется свойство угольного порошка изменять омическое сопротивление в зависимости от степени сжатия зерен. Обладают низким сопротивлением, очень узкой полосой рабочих частот и высоким уровнем шумов. Достоинством является очень высокая чувствительность. Ис­пользуется в ординарных телефонных аппаратах для линий связи невысокого качества.

2.2. Звукосниматели

Назначение звукоснимателей - преобразование информации, записанной в виде фонограммы на пластинке (диске), в электрический сигнал.

По своим свойствам и принципу устройства все звукосниматели делятся на скоростные и амплитудные.

Скоростные звукосниматели еще называют магнитными. Принцип их работы состоит в том, что колеблющаяся игла звукоснимателя изменяет маг­нитное сопротивление магнитопровода постоянного магнита и тем самым из­меняет магнитный поток в катушках, надетых на магнитопровод. В результате в катушках индуцируется ЭДС:

где V- колебательная скорость иглы;

Ф - магнитный поток в катушке;

п - число витков катушки.

На рис. 13 схематично представлено устройство магнитного звукоснима­теля. Рис. 13,а - вид сбоку, рис. 13,б- вид спереди.

Н а рис. 13 обозначено: 1 - по­стоянный магнит; 2 - магнитопровод из магнитомягкого материала; 3 - иг­лодержатель из магнитомягкого ма­териала; 4 - катушки; 5 - игла звуко­снимателя.

Фрагменты магнитопровода, на Рис 13

которых расположены катушки, схо-

дятся к иглодержателю под углом 90 , но не касаются его, а имеют воздушные зазоры. При колебании иглы за­зоры меняются и магнитный поток в катушке меняется. Рис. 13 предполагает звукосниматель стереопластинки, поэтому движение иглодержателя по оси Х-Х'относится к одному каналу, а по оси Y-Y' - к другому. В частности, если игла движется только по оси Х-Х', можно считать, что зазор между иглодер­жателем и правым фрагментом магнитопровода меняется, а другой зазор оста­ется постоянным. Тогда в правой катушке будет наводиться ЭДС, а в левой -нет. В реальных условиях запись имеется в обоих каналах, поэтому оба зазора меняются, и происходит воспроизведение сигнала и левого и правого каналов. Рассмотренная конструкция магнитного звукоснимателя отличается тем, что катушки неподвижны. В динамических магнитных звукоснимателях миниа­тюрные катушки вместе с иглодержателем колеблются в поле постоянного магнита, и в них наводится ЭДС. Из-за малой массы и малого числа витков чувствительность таких звукоснимателей низкая.

Общим свойством магнитных звукоснимателей является широкий диапа­зон воспроизводимых частот при сравнительно равномерной частотной харак­теристике и высокая гибкость, что уменьшает износ пластинки.

Амплитудные звукосниматели делятся на пьезоэлектрические, полупро­водниковые, фотоэлектрические и емкостные. Их отличительной особенно­стью от магнитных является то, что вырабатываемая ими ЭДС пропорцио­нальна отклонению иглы, а не скорости этого отклонения.

Пьезоэлектрические звукосниматели работают с использованием свой­ства пьезоматериалов вырабатывать ЭДС при изгибе материала. Их чувстви­тельность выше по сравнению с магнитными, но меньше гибкость и диапазон воспроизводимых частот. Используются пьезоэлектрические звукосниматели в звуковоспроизводящей аппаратуре невысокого класса.

В полупроводниковых звукоснимателях используется эффект измене­ния сопротивления пластины полупроводника при ее изгибе. Таким образом, пластина является не источником ЭДС, а только управляемым резистором. Отсюда основной недостаток: пластину необходимо питать источником по­стоянного напряжения, причем очень высококачественным, не имеющим пульсаций и шумов. Главное преимущество полупроводниковых звукоснима­телей - широкий диапазон частот, практически от нуля герц.

20

Фотоэлектрические звукосниматели основаны на эффекте модуляции светового потока, поступающего от источника света к фотоприемникам пра­вого и левого каналов. Миниатюрный специальный и легкий экран движется в такт игле звукоснимателя и перекрывает световой поток на два фотоприемни­ка, расположенных под углом 90° относительно друг друга. Достоинства -очень широкая полоса частот. Именно на таких принципах были построены звукосниматели фирмой «TOSHIBA» для квадрофонических звуковоспроиз­водящих устройств. Полоса частот от 20 Гц до 40 кГц.

В емкостных звукосниматель является подвижной пластиной конденса­тора, который включается в контур ВЧ автогенератора. В результате получа­ется частотная модуляция, которая с помощью детектора преобразуется в зву­ковой сигнал. Полоса частот достигает 50 кГц. Так устроен звукосниматель в системе CD-4 квадрофонического воспроизведения.

В настоящее время грампластинки вытесняются лазерными компакт-дисками. Однако у населения имеется огромное количество грампластинок и воспроизводящих устройств. Высокая стоимость компакт-дисков и воспроиз­водящей аппаратуры будет обусловливать довольно продолжительный срок эксплуатации обычных электрофонов. В них используются звукосниматели как магнитные, так и пьезоэлектрические. В аппаратуре высокого класса ис­пользуются в основном магнитные звукосниматели с алмазными иглами.