6.5. Сравнительная оценка микрофонов, применяемых для звукопередач
Ассортимент микрофонов, выпускаемых отечественной и зару- бе'жшщ промышленностью, достаточно велик. Число тех из них, ко- торые отвечают требованиям высшего и I класса качества, состав- ляет десятки названий. Однако стремление еще улучшить их тех- нические и эксплуатационные свойства, получить возмбжность из- менять акустические характеристики в соответствии с условиями работы, приводит к тому, что перечень новых типов микрофонов про- должает расти. Дальнейшее их совершенствование идет не только
94
0,6
0,4
0,2
0,в
в направлении повышения качественных параметров, но и по линии поиска средств управления этими параметрами. Часто такое совер- шонствование заканчивается разработкой комплекта микрофонов, отличающихся параметрами и снабженных устройствами для рабо- ты в, различных условиях (например, КМКЭ9). . ~, '
Рис. 6.3. Частотные характеристики по «фронту» (1, а) и «тылу» (2, 4) микро- фонов динамического МД-52А (1, 2) и ленточного МЛ-18 (3, 4) типов
Рис. 6.4. Кривые индекса направлен- ности (1) и перепада чувствительности «фронт» — «тыл» (2) для комбинирован- ных микрофонов и их характеристики: 1 — круговая; 2 — кардиоидная; з — су- перкардиоидная; 4.— гиперкардиоидная; 5 — косинуеоидальная
Катушечные микрофоны. Электродинамические катушечные ми- крофоны в состоянии передать сигналы в достаточно широком диа- пазоне частот (50-*-15000 Гц). Однако расширение диапазона за пределы ЗОО-г-8000 Гц связано с дополнительной механо-акустиче- ской коррекцией, требующей . высокой тщательности изготовления микрофонов. Даже в этом случае неравномерность их частотной ха- рактеристики не ниже 8 -г- 10 дБ. Их преимуществом является боль- шая механическая прочность и способность работать как в поме- щениях, так и вне их.
Катушечный микрофон — приемник давления (например, МД-59), будучи ненаправленным, не пригоден для работы в услови- ях повышенного шума. В этих условиях лучшие результаты дости- гаются при применении катушечных микрофонов комбинированно- го приема (например, МД-300-1, МД-82), которые имеют такой же частотный диапазон, при характеристике направленности в форме кардиоиды с перепадом чувствительности «фронт» — «тыл» в 10-7-15 дБ (кривые 1 и 2 на рис. 6.3).
Дальнейшее обострение характеристики направленности достига- ется соединением в микрофоне двух катушечных капсюлей кардио- йдного типа. Такой бикардиоидный микрофон (например, МД 0-1) ^имеет перепад чувствительности «фронт»— «тыл» до 15 -г- 18 дБ, но неравномерность его частотной характеристики в диапазоне частот 150-^8000 Гц растет до 12 дБ.
Соединяя вместе два акустически комбинированных приемника, можно .получить микрофон с изменяющейся направленностью. Сло-
95
жение напряжений от этих приемников в фазе и противофазе дает кроме кардиоидной еще круговую или косинусоидальную характе- ристику направленности, а изменение соотношения напряжений — еще ряд (до восьми) характеристик такого вида, например как это показано в верхней части рис. 6.4.
Такая возможность управления характеристикой направленности реализуется, например, у микрофонов Д-330 и МД-69, причем дела- ется это дистанционно. Указанные микрофоны позволяют также дистанционно управлять частотной характеристикой в области низ- ких частот, снижая чувствительность на частоте 50 Гц до 12 дБ.
Нужно иметь в виду, что при изменении характеристики направ- ленности микрофона происходит изменение так называемого индек- са направленности, который выражается равенством:
(6.9)
где noc и А^диф — соответственно уровни осевой и диффузной чув- ствительности микрофона. .
Этот индекс показывает, на сколько в результате обострения ха- рактеристики направленности снижается уровень шума, принимае- мого микрофоном, по отношению к сигналу, приходящему по на- правлению его оси. Так как для ненаправленного микрофона •^ос = -^диФ» т° Для него @м = 0 и снижения шума* не будет. Это видно также из рис. 6.4, на котором -кривая 1 показывает изменение qm в зависимости от соотношения:
(6.10)
где #ос.гр и eqc.k — осевые чувствительности градиентного элемента и всего комбинированного микрофона.
Из этой кривой следует также, что если характеристика имеет вид кардиоиды (<?== 0,5), суперкардиоиды (<? = 0,63) илж гиперкардио- иды (q — 0,75), то индекс (?м, или, что то же, снижение диффузного, шума, воспринимаемого микрофоном, будет соответственно состав- лять 4,8; 5,2 и 6 дБ. Ш кривой 2 этого же рисунка можно найти пе- репады чувствительности от фронта к тылу для любого вида харак- теристики направленности.
Рассматривая основные параметры катушечных микрофонов, можно заметить, что эти микрофоны по рабочему диапазону- частот отвечают требованиям к высшему и I классу качества. Вместе с тем далеко не все приближаются к ним в отношении неравномерности частотной характеристики. Из микрофонов этого типа заслуживают особого, внимания те, у которых имеется система управления на- правленностью и частотной характеристикой (МД-69, МД-84, Д-45), и остро*направленные (МД-77, МД-81А), для которых <?м > 7 дБ.
Ленточные микрофоны. Микрофоны ленточного типа, являясь в принципе приемниками градиента давления, имеют косинусоидалъ- ную характеристику направленности. Однако они могут иметь и другие характеристики направленности. Это достигается путем ком-.
96
бинации приемника градиента давления (ленточного микрофона) и приемника давления (катушечного микрофона) или путем превра- щения части ленточного микрофона в приемник давления, что осу- ществляется при помощи специального механо-акустического устрой- ства (МЛ-19). В результате такие комбинированные микрофоны мо-~ гут приобрести характеристики направленности любого из назван^- ных типов. Частотная характеристика такого микрофона по фронту и.тылу показйна на рис. 6.3 (кривые 3 и 4).
Ленточные микрофоны, в отличие от катушечных, имеют более высокую неравномерность частотной характеристики (10 дБ) и не- сколько суженный частотйый диапазон. Они отличаются еще и тем, что у них, как у приемников градиента давления, появляются иска- жения ближней зоны. Ленточные микрофоны заметно превосходят- катушечные по размерам и по массе. Они требуют осторожного об- ращения, так как их подвижная система (ленточка) недостаточно- прочна.
Конденсаторные микрофоны. Все более широкое применение- этих микрофонов в системах передачи объясняется их преимуще- ствами по сравнению с микрофонами Других типов. Эти преимуще- ства заключаются в более широкой (ЗО-г-16000 Гц) и равномерной (5-7-6 дБ) частотной характериртике. в большей чувствительности^ в малых размерах и:-массе.
Вследствие высокой чувствительности эти микрофоны можно раз- мещать дальше от источника звука. Наличие же у некоторых из них (МК-18, КСМ-19, U-891) регулирующих устройств позволяет уст- ранять перегрузки, управлять направленностью и частотной харак- теристикой. Наряду с преимуществами конденсаторным микрофонам свойственны и некоторые недостатки. Так, уровень их собственных шумов на Ю-т-15 дБ выше, чем у катушечных микрофонов. Правда, они имеют наибольшую силу в области низких частот, где чувстви- тельность слуха заметно снижается. Другой недостаток этих мик- рофонов — их подверженность влиянию влажности, приводящая к снижению чувствительности: и повышению уровня шума. Это застав- ляет с осторожностью применять указанные микрофоны на откры- том воздухе.
В связи с малыми размерами капсюлей этого типа они широко* используются для создания остронаправленных и миниатюрных: (петличных) микрофонов. Для последних особенно удобны микро- фон» электретного типа (КМКЭ7), которые имеют широкий частот- ный диапазон (ЗО-т-20.000 Гц) и удовлетворительную неравномер- ность характеристики (8-т-12 дБ). Успехи в совершенствовании мик- рофонов этого вида приводят к все большему их применению в си- стемах высококачественной звукопередачи (МКЭ-11 и др.).
Конденсаторные (иногда катушечные) микрофоны используются: также в системах, которые называются радиомикрофонами. Они удобны в работе, так как не ограничивают движения исполнителя.
Сравнение современных микрофонов различного типа (см. При- ложение 2) показывает, что многие из них имеют близкие по вели- чине акустические параметры, позволяющие использовать их в вы-
• ' " • • . - \ 97;
•сококачественных системах звукопередачи. Это придает большую важность отличительным особенностям микрофонов.
Катушечные и особенно ленточные микрофоны по сравнению •с конденсаторными имеют повышенную неравномерность частотной характеристики, меньшую чувствительность, большие размеры и массу,
Ленточные и в меньшей мере конденсаторные микрофоны под- вержены воздействию атмосферных условий. Последние из них, и особенно электретные, имеют повышенный уровень шумов.
Для конденсаторного микрофона с переменной характеристи- кой направленности размеры и масса увеличиваются меньше, чем для таких же микрофонов другого типа.
Микрофоны-приемники градиента давления создают искаже- шия ближнего поля, связанные с подчеркиванием низких частот при размещении их на малом (0,3-^-0,5 м) расстоянии от исполнителя
(см. Приложение 1).
5. Преимуществом некоторых образцов микрофонов является воз- можность использования их в качестве радиомикрофонов, а также ^наличие у них устройств для управления чувствительностью и час- тотной характеристикой.