Электродинамический микрофон

Маркируются: МД-44, 45, 63, ….. (Россия); МД-210, 220, …(Европа); F-115, … (Япония).

Выполняются по принципу приемника звукового давления (микрофон ненаправленного действия), приемника градиента звукового давления (двунаправленные) и комбинированные (остронаправленные).

Рис.13.8. Схема устройства электродинамического

катушечного микрофона:

1 - постоянный магнит из спецстали с кобальтом; 2 – фланец; 3 - керн из мягкой стали с хорошей магнитной проводимостью; 4 – верхний фланец, в центре которого отверстие, в нем концентрируется постоянное радиальное магнитное поле; 5 - катушка индуктивности из тонкой проволоки, намотанной на основу из диэлектрика; 6 - мягкая упругая диафрагма в виде купола из полистирола, крепится гофрированной шайбой 7, 8 - шелковая ткань; 9 – торец; 10 - немагнитная шайба, которая закрывает зазор; 11 - сквозные отверстия в керне.

Образуется цилиндрическая магнитопроводящая система с воздушным коаксиальным зазором. В зазоре концентрируется постоянное радиальное магнитное поле.

Катушка с намотанным проводом движется в воздушном зазоре в осевом направлении, не задевая фланца и керна.

Принцип действия: на диафрагму действует звуковое давление, катушка колеблется с колебательной скоростью v, пересекая силовые линии. В катушке индуцируется ЭДС.

Индуцирующееся ЭДС

, (13.16)

где В – индукция магнитного поля; l – длина провода катушки.

Коэффициент связи К_св между механическими и электрическими величинами преобразователя (как линейного четырехполюсника)

. (13.17)

Чувствительность микрофона-приемника давления при наличии микрофонного трансформатора:

, (13.18)

где S – поверхность диафрагмы; Z_м – собственное механическое сопротивление преобразователя; Z_н – сопротивление нагрузки микрофона со стороны электрического выхода; Z_к – внесенное механическое сопротивление; Z – электрическое сопротивление преобразователя; коэффициент трансформации ; R_i – сопротивление звуковой катушки, R_n– сопротивление, индуцирующее первичную обмотку трансформатора.

В режиме ХХ, когда Z_н =  , Z_к = 0

. (13.19)

Нагрузкой микрофона Z_н является активное сопротивление, согласованное с внутренним сопротивлением микрофона R_i через трансформатор или непосредственно. На среднем участке частотной характеристики , и в этой части частотного диапазона Е примерно постоянна. На ВЧ, где размер 6 диафрагмы сравним с λ Е падает, т.к. сказывается фазовый сдвиг от центра к краям диафрагмы, и становятся заметными искажения звукового поля из-за отражения волн от корпуса микрофона. Е падает и на НЧ за счет дополнения основной колебательной механической системы акустическим резонатором.

Колебательная система подвижной части обладает массой m, гибкостью гофрированного подвеса c_m и механическим сопротивлением R_m (трение воздуха при движении катушки в зазоре) образуют механический резонанс в области частот более высоких, чем требуется для сохранения чувствительности в области НЧ.

Сдвиг резонанса в сторону более НЧ требует повышения гибкости c_m подвеса диафрагмы с катушкой, что трудно, а массу диафрагмы увеличивать нежелательно, т.к. увеличивается инерционность. Поэтому основная механическая колебательная система дополняются акустическим резонатором. Его создают, просверливая в керне каналы 11, соединяющие полость 6 с внутренним воздушным объемом.

Микрофоны ПГД отличаются наличием отверстия для доступа звуковых волн к внутренней стороне диафрагмы. Иногда в таких микрофонах за счет дополнительных резонаторов создают несколько корректирующих акустических контуров с целью получения более равномерной . Например, параметры электродинамического микрофона (МД-52):

Е=0,63 мВ/Па – при номинальной нагрузке;

Δf=50-15000 Гц – номинальный диапазон частот.

Они не чувствительны к изменениям температуры и влажности.

Неравномерность частотной характеристики чувствительности − 12 дБ.

Рис.13.9. Частотная характеристика динамического

микрофона МД-52