91. Типи мікрофонів основні характеристики мікрофонів.

Типи мікрофонів по принципу дії:

Динамічний мікрофон ,Катушковий,Стрічковий,Конденсаторний мікрофон ,Электретний микрофон,Вугільний мікрофон,Пєзомікрофон.

Функціональні види мікрофонів:

Студійний мікрофон, вимірюючий мікрофон («искусственное ухо»), Мікрофонний капсюль для телефонных аппаратів, Мікрофон для застосування в радіогарнітурах, Мікрофон для жучків, Гідрофон.

Любий мікрофон складається з двох частин: акустико-механічної та механічно-електричної.

Параметри акустико-механічної системи сильно залежать від як діє звукове навантаження на одну сторону діафрагми чи на обидві.

Вугільний мікрофон — один з перших типів мікрофонів, який утримує вугільний порошок, розміщённий між двома металічними пластинами і закриті в герметичну капсулу. Стінки капсули або одна з металічних пластин з’єднується з мембраною. При зміні тиску на вугільний порошок змінюється площа контакту між окремими частинками вугілля, і в результаті, змінюється опір між металічними пластинами. Якщо пропускати між пластинами постійний струм, напруга між пластинами буде залежати від тиску на мембрану.

Вугільний мікрофон практично не потребує підсилення сигналу, сигнал з його виходу можна подавати безпосередньо на високоомний навушник або динамік. Саме тому ці мікрофони використовуються до цього часу в телефонних апаратах.

Принцип дії електретного конденсаторного мікрофона заснований на можливості деяких діелектричних матеріалів зберігати поверхневу неоднорідність розподілення заряду на протязі довго часу.

Представляє собою конденсатор, одна з обкладок якого зроблена з эластичного матеріалу, яка при звукових коливаннях змінює ємність конденсатора. Якщо конденсатор заряджений, то зміна ємності конденсатора призводить до зміни напруги, яка і є корисним сигналом з мікрофона. Конденсаторні мікрофони володіють рівномірною амплітудно-частотною характеристикою і забезпечують високоякісне звучання, у звязку з чим широко використовуються в студиях звукозапису, на радіо і телебачені.

Динамічний (электродинамічний) мікрофон — найбільш розповсюджений тип конструкції мікрофону. Він являє собою мембрану, з’єднану з струмопроводом, який поставлений в сильне магнітне поле, створене постійним магнітом. Коливання тиску повітря (звук) діє на мембрану і призводить в рух струмопровід. Коли струмопровід перетинає силові лінії магнітного поля, в ньому створюється ЕРС індукції.

Конденсаторний мікрофон був створений американським вченим Е. Венте в 1917 році. В ньому звук діє на тонку металічну мембрану, змінюючи відстань між мембраною і металічним корпусом. Цим самим створений мембраною і корпусом конденсатор змінює ємність.

92. Акустичні фільтри. Пристрої на поверхнево-акустичних хвилях. Приклади застосування.

Акусти́чні фі́льтри — системи, які пропускають або затримують звукові хвилі в певному діапазоні частот. Прикладом акустичних фільтрів є система, зображена на малюнку. Вона затримує коливання, частоти яких вищі за

де ρ — пружність повітря в об'ємі V,

m — маса повітря в трубі l.

Складнішим акустичним фільтром можна вважати автомобільний глушник. Акустичні фільтри, які пропускають всі частоти від нульової до заданої, називаються низькочастотними; ті, які пропускають частоти, вищі за задану, — високочастотними, а ті, які пропускають вузький діапазон частот, — смуговими.

Акустичні фільтри низьких частот можуть бути створені шляхом включення камери розширения в повітрявиході. Розширеним бачком служить проста модель глушителя, а також має застосування в архітектурній акустиці. Відслідження всіх падаючих і відбитих хвиль від обох пероходів, можна получити передачу звуку, як коефіцієнт потужності.

В акустичних системах з електродинамічними головками для узгодження їх характеристик і діаграм направленності використовують розподільчі фільтри. Крім того, так як центри випромінення цих гучномовців зсунуті відносно один одного,при розрахунку розподільчих фільтрів приходиться враховувати необхідність коррекції виникаючого при цьому часткового зсуву у випромінюючій цими гучномовцями звуковій хвилі з допомогою фазокоректуючих ланок.

Що стосується власне самих розподільчих фільтрів, то їх роль у сучасній акустичній системі істотно зросла. Це викликано, з одного боку, різким підвищенням вимог слухачів до якості звучання аудіоапаратури взагалі і акустичних систем зокрема, а з іншого боку - зростанням якості сучасних гучномовців. У цих умовах неоптимальне підключення динаміків в акустичній системі не дозволить повністю реалізувати потенційно високу якість цих гучномовців. Тому розробники сучасних фільтрів для акустичних систем враховують при їх проектуванні не лише вимоги забезпечити максимально плоску АЧХ і лінійну ФЧХ у смузі пропускання фільтра, але і враховують при розрахунку елементів схеми фільтра зміну комплексного опору гучномовця на різних частотах, вимоги забезпечення заданої діаграми спрямованості акустичної системи на цих частотах і т.д. Все це стало можливим завдяки широкому використанню при проектуванні акустичних систем чисельних методів комп'ютерного моделювання та проектування.

Фільтри Баттерворта мають лінійну АЧХ в смузі пропускання фільтра, різко обриваються в смузі затухання фільтра. Однак перехідна характеристика таких фільтрів носить сильно виражений коливальний характер. Фільтри Бесселя також мають лінійну АЧХ в смузі пропускання і порівняно різкий спад у смузі затухання. Однак завдяки лінійній залежності фазового зсуву сигналу в залежності від його частоти перехідна характеристика кустичних систем з такими фільтрами хоча і має викид на АЧХ, але не має коливального характеру. Фільтри Чебишева мають надзвичайно різкий спад АЧХ в смузі затухання, проте АЧХ фільтра в його смузі пропускання носить хвилястий характер. Найбільш складні схеми розподільчих фільтрів включають в себе також спеціальні коригувальні ланцюги, які компенсують зміну імпедансу гучномовця на різних частотах. У результаті такої стабілізації імпедансу умови роботи розділення каналів істотно поліпшуються, тому що він навантажений на постійний і погоджений з ним імпеданс навантаження (гучномовеця). Тому параметри АЧХ фільтра виходять близькими до розрахункових. У випадку ж роботи фільтра на неузгоджені навантаження значення параметрів його АЧХ і ФЧХ стають непередбачуваними. Іноді в схему фільтра включають також спеціальні режекторні ланки з метою блокування у фільтрі сигналів на частоті резонансу гучномовця. Як правило, такі ланки використовують у фільтрах СЧ-і ВЧ-динаміків.

Отже, як ми бачимо, в сучасних АС використовуються досить складні схеми фільтрів, кількість елементів у яких може досягати декількох десятків.