Электромагнитные микрофоны
В капсюле такого микрофона расположены два кольцевых магнита с полюсными наконечниками
По краям диафрагмы делают кольцевую гофрировку, чтобы она могла колебаться как одно целое (т. е. как поршень). На полюсных наконечниках размещены катушки, соединенные между собой последовательно. В состоянии покоя диафрагма занимает среднее положение и магнитный поток в ней практически равен нулю. При смещении диафрагмы под действием звукового давления поток в одной магнитной цепи увеличивается, а в другой — уменьшается, и через диафрагму идет разностный поток. Индуктируемые напряжения в катушках складываются арифметически, так как находятся в фазе.
11
Электродинамические катушечные микрофоны
Принцип действия основан на явлении индукции, открытом Фарадеем в 1831
Октава МД-307
Динамические микрофоны обеспечивают достаточно хорошие электроакустические параметры (хотя и уступают конденсаторным микрофонам по чувствительности, неравномерности и уровню переходных процессов), а именно: большой динамический диапазон, устойчивость к механическим, климатическим нагрузкам и ветровым помехам, низкий уровень шумов (ввиду отсутствия необходимости использовать источники питания и предусилители), большую надежность и т. д., поэтому они находят широкое применение в системах звукоусиления, в конференц-системах, в радиовещании, в репортажах с места событий, речевых студиях и т. д. Имеется огромное многообразие конструкций динамических
микрофонов, выпускаемых ведущими мировыми фирмами. |
12 |
|
Электродинамические ленточные микрофоны
Ленточка обычно изготавливается из алюминиевой фольги толщиной 2-4 мкм, шириной 1,5-2 мм, длиной 20-40 мм.
|
Поскольку длина ленточки много меньше, чем |
|
длина проводника звуковой катушки в |
|
динамическом микрофоне, а ширина ленточки |
|
больше диаметра провода, то она имеет низкое |
|
сопротивление (порядка 0,2-0,5 Ом) и величина |
|
напряжения возникающего на ее концах очень мала |
|
(10-50 мкВ/Па). Поэтому ленточные микрофоны |
|
всегда используются с повышающим |
|
трансформатором, располагающимся прямо в |
|
корпусе микрофона, чтобы избежать помех за счет |
|
наводок в кабеле. Благодаря этому |
Октава МЛ-52-02 |
чувствительность возрастает до 1…2 мВ/Па, |
сопротивление до 200-300 Ом. |
Ленточные микрофоны имеют малый уровень гармонических искажений из-за малой инерционности легкой ленточки, поэтому обеспечивают чистое, "теплое" звучание, за что высоко ценятся в студийной звукозаписи. Однако они требуют бережного отношения при транспортировке и очень чувствительны к климатическим и механическим воздействиям. Кроме того, из-за больших размеров магнита и наличия трансформатора они обладают сравнительно большими габаритами и достаточно дороги в производстве. 13
Конденсаторные микрофоны
Капсюль микрофона представляет собой конденсатор, одна пластина которого неподвижна (массивный электрод), вторая — тонкая натянутая мембрана из металлизированной с внешней стороны высокополимерной пленки. На конденсатор подается постоянное поляризующее напряжение (обычно 48 В) через высокоомный резистор.
Октава МК-101-8
Для линейности АЧХ конденсаторного микрофона нужны следующие условия: Rн>>1/2πfнC0 и
f0>fв, где fн и fв — нижняя и верхняя частоты рабочего диапазона микрофона,
f0 — резонансная частота мембраны. Эти требования означают, что первая резонансная частота
мембраны должна находиться выше верхней частоты рабочего диапазона частот, поэтому мембраны из тонких металлизированных полимерных пленок с толщиной от 5 мкм сильно натягиваются. Нижняя частота рабочего диапазона определяется величиной сопротивления резистора Rн и емкостью мембраны С0.
Например, если емкость капсюля 100 пФ, то для частоты 30 Гц надо иметь величину сопротивления не
менее 0,5*109 Ом. Обычно же она находится в пределах (0,5...2)109 Ом. |
14 |
Конденсаторные микрофоны
В электретных микрофонах одна из обкладок конденсатора изготовляется из электретной плёнки и в качестве источника постоянного напряжения используется способность этих материалов сохранять поверхностный заряд в течение длительного
времени.
Поскольку электретный микрофон имеет чрезвычайно высокий импеданс, в его корпус встраивается предусилитель на полевых транзисторах (FET) с входным сопротивлением порядка 1 ГОм и выходным сопротивлением в сотни Ом.
В настоящее время в смартфонах и других портативных устройствах широко применяются МЭМС микрофоны, выполненные на основе микроэлектромеханических систем.
Классификация микрофонов по видам
характеристик направленности.
Ненаправленные микрофоны для записи звуков окружающего пространства и шумов; Двунаправленныe микрофоны для записи боковых отражений в помещениях, в микрофонных стереосистемах, системах пространственного (surround) звука и др.
16
Реальные задачи и их решение
Пример 1.
Запись говорящего человека Решение 1. «Пушка». Ожидаемое качество: 4-5 баллов
Решение 2. «Петличка» или гарнитура. Ожидаемое качество: 3-5 баллов Решение 3. Просто поместить диктофон на столе.
Ожидаемое качество: 2-3 балла
17
Реальные задачи и их решение
Пример 2. Трансляция или запись с места события
Решение. Один общий микрофон. Ожидаемое качество: 4-5 баллов.
Один микрофон с круговой диаграммой направленности «соберет» все необходимое для получения нужного эффекта. Имеет смысл использовать стереомикрофон – картина получится более детализированной и эмоциональной.
Пример 3. «Театр»
Положение актеров и их перемещения в этом случае известны заранее, и никто не унесет с собой оборудование. Но аппаратура должна быть незаметной, едва ли уместен микрофон в кадре в постановочных материалах.
Решение 1. Накамерный микрофон. Ожидаемое качество: 3-4 балла. Остронаправленный накамерный микрофон (моно или стерео) позволяет довольно
правдоподобно «снять» и голоса, и общую звуковую картину, однако имеются и трудности. Видео при съемке на расстоянии 3-5 м оказывается вполне приемлемым, а прямой звук «тонет» в отражениях и шумах, которые наблюдаются в избытке при внестудийной работе.
При повороте камеры или изменении фокусного расстояния объектива трансформации изображения и звуковой панорамы не всегда хорошо сочетаются. Такого рода нестыковки уместны только для новостей или оперативных репортажей.
18
Реальные задачи и их решение
Решение 2. Индивидуальные микрофоны.
Ожидаемое качество: 4-5 баллов Если каждому исполнителю дать миниатюрный микрофон с радиоканалом, то можно получить сигналы хорошего качества.
Решение 3. «Пушка».
Ожидаемое качество: 4-5 баллов Отличное решение для не очень динамичных сюжетов, когда микрофонный оператор
успевает своевременно направить «пушку» в нужное место.
Решение 4. Микрофоны под потолком.
Ожидаемое качество: 4-5 баллов Отличное решение для театра, но требует специального оборудования зала.
19
Реальные задачи и их решение
Нельзя объять необъятное, но можно подготовить набор, закрывающий большую часть возможного:
- «пушка» для съема звука издалека;
- ручной направленный микрофон для записи вблизи;
- микрофон с круговой диаграммой направленности;
- направленный накамерный стереомикрофон;
- гарнитура или «петличка».
20