Вы не зарегистрированы

Авторизация



Микрофон

    Выберите действие:

 Микрофон - электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. Применяется в системах звукоусиления и звукозаписи, телефонии, радиовещании, телевидении.

Вопрос о классификации микрофонов не так прост, как может показаться. Они различаются:

• по принципу преобразования звуковой энергии в электрическую (механо-электрические характеристики);
• по принципу воздействия звука на диафрагму (механо-акустические характеристики);
• по принципу зависимости выходного сигнала от пространственной ориентации (характеристики направленности);
• по принципу включения в звуковой тракт (коммутационные характеристики).
           
К тому же микрофоны, сочетая в себе вышеназванные принципы в самой разной комбинации, имеют разный дизайн и предназначение - ручной, подвесной, петличный, накамерный, прикрепляемый к музыкальному инструменту, настольный и т.д.
           
С точки зрения механо-электрического принципа выбор невелик. В настоящее время в профессиональной практике используются только динамические и конденсаторные микрофоны. Все прочие не находят применения у профессионалов.
           

Динамические микрофоны

Устройство динамического микрофона аналогично устройству динамического громкоговорителя. Последние часто используются и в качестве микрофона в рациях, переговорных устройствах, т.е. там, где компактность важнее качества звука. Диафрагма динамического микрофона связана с катушкой, находящейся в зазоре вокруг магнита. Продольные колебания прилегающего воздуха смещают диафрагму с катушкой относительно постоянного магнитного поля, что приводит к появлению на концах катушки переменного электрического потенциала, напряжение и частота которого пропорциональны силе и частоте звука, воздействующего на диафрагму.
 
Динамические микрофоны состоят из сборки из диафрагмы, голосовой катушки и магнита, которые образуют маленький электрогенератор со звуковым приводом. Звуковые волны попадают на тонкую пластиковую мембрану (диафрагму) которая реагирует на них колебаниями. Маленькая проволочная катушка (голосовая катушка) прикреплена сзади диафрагмы и колеблется вместе с ней. Сама катушка окружена магнитным полем, которое возникает под действием небольшого постоянного магнита. Движение катушки в этом магнитном поле порождает в ней электрический сигнал, соответствующий звуку, пришедшему в динамический микрофон.
 
Динамический микрофон имеет относительно простую, экономичную и надежную конструкцию. Он может обеспечить отличное качество звука практически во всех областях применения микрофона. В некоторых конкретных случаях, он может использоваться при чрезвычайно громких звуках.
 
Следует также отметить, что динамические микрофоны относительно устойчивы к перепадам температуры и влажности. Динамические микрофоны чаще всего применяются для того, чтобы усилить звук.

Конденсаторные микрофоны

В конденсаторном микрофоне звук воздействует на мембрану, являющуюся одной из обкладок конденсатора. Этот конденсатор включен в последовательную цепь с источником постоянного тока. При звуковом воздействии на мембрану она начинает колебаться, вызывая изменение емкости, которое, в свою очередь, превращает постоянное напряжение источника в переменное. В силу ряда особенностей использования конденсатора в качестве электроакустического преобразователя, конденсаторный микрофон всегда снабжается специальным усилителем, согласующим выход микрофона со входом нагрузки. Действительно, предложение включить конденсатор на вход усилителя низкой частоты вызовет у инженера-электронщика неадекватную реакцию.
 
Конденсаторные микрофоны в своей основе содержат сборку из электрически заряженной диафрагмы и неподвижной пластины, которые образуют чувствительный к звуку конденсатор. Звуковые волны колеблют очень тонкую металлическую или металлизированную пластиковую диафрагму. Диафрагма находится перед неподвижной металлической или покрытой металлом керамической пластиной. С точки зрения электротехники эта сборка представляет собой конденсатор, которой имеет возможность держать заряд или напряжение. Когда элемент заряжен, между диафрагмой и пластиной создается электрическое поле сообразно расстоянию между ними. Если изменить это расстояние с помощью движения диафрагмы относительно пластины, то порождается электрический сигнал, соответствующий звуку, воспринятому конденсаторным микрофоном. Конструкция конденсаторного микрофона должна включать в себя некоторые средства для поддержки заряда или полярности напряжения.
 
Любые конденсаторные микрофоны несут в себе активные контуры для согласования выхода элемента с типичными микрофонными входами. Это вызывает необходимость подачи питания на микрофон: либо при помощи батарей, либо при помощи фантомного питания (метод подачи питания на микрофон непосредственно по микрофонному кабелю). Конденсаторные микрофоны имеют два ограничивающих фактора: во-первых, электроника усиливает шум; во-вторых, существует предел громкости сигнала, который может обработать электроника. В связи с изложенным материалом, характеристики конденсаторных микрофонов содержат параметры элементов шума и максимальную громкость звука. Более качественные модели, содержат очень низкий уровень шума и могут использоваться при довольно широком динамическом диапазоне.
 
Конденсаторные микрофоны имеют более сложную, по сравнению с динамическими микрофонами, структуру и зачастую стоят значительно дороже. Следует также отметить, что на работу конденсаторов могут значительно повлиять перепады температуры и влажности, что может привести к увеличению уровня шума или временной неисправности. Достоинством конденсаторных микрофонов можно считать большую чувствительность, и более мягкий, более натуральный звук, особенно на высоких частотах. Пологая АЧХ и расширенный частотный диапазон легче всего достижимы в конденсаторном микрофоне. Вдобавок, конденсаторные микрофоны могут быть сделаны очень маленькими без ущерба для характеристик.
 
Большинство микрофонных предусилителей являются транзисторными. Однако существует ряд дорогих студийных моделей с ламповыми усилителями. Их неточно называют "ламповыми микрофонами". Лампа используется здесь только с целью добиться так называемого "лампового звука", ценимого гурманами-аудиофилами.
 
Конденсаторные микрофоны делятся на микрофоны с большой диафрагмой и с малой. Первые в силу размеров, дизайна и изрядной цены используются только в студии, вторые более универсальны.
 
Особой разновидностью конденсаторного микрофона является электретный микрофон, у которого пластины конденсатора, изготовленные из специального материала, постоянно заряжены и не требуют источника постоянного тока. Но источник в электретных микрофонах все же имеется, но только для питания микрофонного усилителя, который так же необходим в электретных микрофонах, как и в обычных конденсаторных.
 
Большинство современных конденсаторных микрофонов используют постоянное напряжение 48 В, которое подается от специального источника питания либо с микшерного пульта, имеющего функцию так называемого "фантомного питания".
 
С точки зрения акустико-механических принципов устройства микрофонов они делятся на приемники давления и приемники градиента давления.
 
В микрофонах-приемниках давления звуковая волна воздействует на одну, фронтальную сторону диафрагмы, в приемнике градиента давления (разности) - на обе стороны. Различие в устройстве акустических приемников сказывается прежде всего на их пространственных характеристиках.
 
С точки зрения пространственных характеристик микрофоны делятся, прежде всего, на направленные и ненаправленные. Направленность определяется как изменение чувствительности микрофона при перемещении источника звука неизменной интенсивности относительно оси, перпендикулярной плоскости диафрагмы. Естественно, что наиболее чувствителен микрофон именно на этой оси. Однако поведение микрофона по мере отклонения источника от этой оси различно:
 
• в случае, если чувствительность меняется очень слабо, микрофон является ненаправленным, и его характеристика направленности графически изображается в виде круга;
• если чувствительность в пределах фронтальной полусферы меняется мало, а чувствительность со стороны тыльной полусферы резко падает, микрофон является односторонненаправленным. Поскольку график характеристики направленности напоминает сердце ("крендель"), то такой микрофон называется кардиоидным;
• если у кардиоидного микрофона чувствительность при отклонении от оси сильно ослабляется, образуя вытянутую кардиоиду ("грушу"), это суперкардиоидный микрофон;
• в случае резкого падения чувствительности микрофона при отклонении от оси микрофон является гиперкардиоидным, или остронаправленным.

Важные характеристики микрофона:

 
 
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) - Выходной уровень микрофона по всему рабочему спектра частот, его к ним чувствительность. Очень многие производители микрофонов описывают АЧХ своих микрофонов в каком-то диапазоне.
Это обычно представляется в виде графика, который демонстрирует выходной уровень в зависимости от частоты. По оси X этого графика отложена частота (Гц), а по оси Y относительная отдача в децибелах (дБ).
 
Микрофон, выход которого одинаков для всех частот имеет пологую (flat) АЧХ. Микрофоны с пологой АЧХ обычно имеют расширенный диапазон. Они воспроизводят сигналы от различных источников звука без изменения или окраски оригинального звука. Микрофон, чья АЧХ имеет пики или провалы в определенных частотах имеет рельефную (shaped) АЧХ. Рельефная АЧХ обычно используется в конкретных приложениях. Например, микрофон может иметь пик в области 2- 8 кГц, чтобы улучшить разборчивость вокала. Такой профиль называется (presence) или подъемом. Микрофон может также иметь меньшую чувствительность к некоторым частотам.
 
Выбор микрофона с пологой или же рельефной АЧХ опять-таки зависит от источника звука, аппаратуры, и окружающей среды, в которой находится микрофон. Микрофоны с пологой АЧХ обычно желательны при воспроизведении звука некоторых музыкальных инструментов, тем более если применяется высококачественная аппаратура. Они также обычно используются при стерео расстановке микрофонов и при удаленной, более метра от источника звука, установке: отсутствие пиков отдачи минимизирует обратную связь и дает более естественный звук. С другой стороны, микрофоны с рельефной АЧХ предпочтительнее для вокалистов, и некоторых инструментов, таких как ударные или гитарные усилители, которые выиграют от усиления отдачи, сильнее проявляясь в общей картине. Также они полезны, когда надо ослабить прием нежелательных или посторонних звуков и шумов за пределами диапазона инструмента
 
 
Направленность микрофона – это чувствительность микрофона к звуку в зависимости от направления или угла с которого приходит звук.
 
В микрофонах используется несколько характеристик направленности. Они обычно изображаются в виде полярных диаграмм, чтобы графически отобразить вариации чувствительности в зоне 360 градусов вокруг микрофона, принимая микрофон за центр окружности, и ставя точку отсчета угла перед микрофоном.
С точки зрения направленности различают три основных типа микрофонов :
всенаправленные микрофоны
однонаправленные микрофоны
двунаправленные микрофоны
 
всенаправленный микрофон
имеет одинаковый выходной уровень при любом направлении. Он покрывает всеградусы. Всенаправленный микрофон улавливает максимальное количество пространственных звуков. При применении во время концерта всенаправленный микрофон должен быть расположен очень близко к источнику звука. Кроме того, можно повернуть всенаправленный микрофон в сторону от ненужных источников звука, таких как порталы, что может вызвать заводку.
 
однонаправленный микрофон
Отмечено, что однонаправленный микрофон проявляет чувствительность к звуку, приходящему с одного направления, и меньшую чувствительность к остальным. Типичной картиной для таких микрофонов является кардиоидная характеристика (своеобразная диаграмма в форме сердца). Наибольшая чувствительность, при этом, достигается на направлении вдоль оси микрофона, а наименьшая - в противоположном направлении. Эффективный угол работы кардиоидного микрофона составляет 130 градусов.
Таким образом кардиоидный микрофон улавливает почти треть ( 360/3=120) пространственных звуков по сравнению со всенаправленным. Однонаправленные микрофоны отделяют необходимый прямонаправленный звук от посторонних и пространственных звуков.
Использование такого микрофона часто является необходимым мероприятием. В некоторых случаях - это единственный способ уменьшить проникновение звука в канал музыкальных инструментов. Необходимо отметить, что они имеют зону улавливания непосредственно сзади.
 
двунаправленный микрофон
Двунаправленный микрофон обладает намного большей чувствительностью как спереди, так и сзади, но сбоку уровень чувствиельности меньше. Уровень пространственного шума такой же, как и у однонаправленного. Данный вид микрофона применяется для улавливания звука от двух противоположных источников, например, вокального дуэта.
 
Так как однонаправленные микрофоны не столько чувствительны к звукам приходящим не по оси, чем всенаправленные, они воспринимают меньше пространственного звука.
 
Определение необходимого расстояния
Направленные микрофоны улавливают меньше шума, чем всенаправленные, они могут быть использованы и установлены на небольших расстояниях от источника звука, сохраняя в это же время баланс между основным и фоновым или пространственным звуком. Всенаправленный микрофон должен располагаться примерно вдове ближе, чтобы иметь такой же баланс.
 
Эффект поворота микрофона
Изменение АЧХ микрофона, которое будет тем существеннее, чем больше угол между осью микрофона и направлением на источник звука. В первую очередь происходит потеря низов, что приводит к неясному и нечеткому звуку.
 
Эффект приближения микрофона
У однонаправленных микрофонов отдача в низах может значительно возрастать по мере того, как микрофон приближается (в пределах полуметра) к источник звука. При установке вплотную (мене 30 см) следует помнить об эффекте приближения и убрать низы, чтобы получить более натуральный звук. Вы можете
убрать низы на микшере,
использовать микрофон,
минимизирующий эффект,
использовать микрофон с кнопкой среза басов
использовать всенаправленный микрофон.
 
Природа однонаправленных микрофонов такова, что они могут не только отделить звучание одного инструмента от другого, но также уменьшить обратную связь, допуская тем самым большее усиление. С этой точки зрения однонаправленные микрофоны предпочтительнее всенаправленных практически во всех задачах усиления звука.
 
Использование направленности для уменьшения шума
При усилении звука, микрофоны часто могут находиться в местах, где они могут принять звук от посторонних источников. В каждом случае мы имеем один нужный источник звука и один или более ненужных. Четкий и правильный выбор нужной характеристки направленности может значительно помочь в максимальном улавливании нужного звука и минимальном - ненужных.
 
Несмотря на то, что для лучшего улавливания обычно очевидным вариантом является осевое направление, направление минимизирующее улавливание посторонних звуков может зависеть от типа микрофона. В частности, однонаправленные микрофоны менее чувствительна сзади, а остальные улавливают на этом направлении звук.
 
критическая дистанция микрофона
 
Микрофон - это первый компонент в любой системе записи или передачи речи. Его функция заключается в том, чтобы преобразовать акустические звуковые волны в эквивалентный электрический сигнал. Сигнал затем может быть записан, передан, усилен или модифицирован. Однако, микрофон не может эффективно отделять полезный сигнал от нежелательной реверберации. Также микрофон не в состоянии скомпенсировать акустическую среду, в которой размещен.
 
В каждом помещении можно найти расстояние (отмеряемое от говорящего) на котором прямой голос и отраженный (реверберационный) голос одинаковы по интенсивности. В акустике оно называется критической дистанцией и обозначается, как DC
 
электрические характеристики микрофонов
 
Электрические характеристики микрофона обычно включают в себя:выходной уровень,импеданс,тип разъема.
 
Выходной уровень или чувствительность - это уровень электрического сигнала, порождаемого микрофоном при заданном уровне звукового сигнала. В целом, конденсаторные микрофоны имеют большую чувствительность, чем динамические. Для слабых или удаленных источников звука предпочтительнее использовать микрофоны с высокой чувствительностью, в то время как при подзвучивании громких источников или с близкого расстояния лучше всего при моделью с низкой чувствительностью.
 
Импеданс микрофона примерно равен его электрическому сопротивлению: 150-600 Ом - низкий импеданс, от 10000 высокий. С практической точки зрения низкий импеданс означает, что микрофон может работать с кабелем длиной 300 или более метров без потерь в качестве, в то время как модели с высоким импедансом обнаруживают заметные потери в высоких частотах при длинах кабеля более 6 м.
 
Тип разъема в микрофоне может быть балансным или небалансным. Балансный выход передает сигнал по двум проводника (плюс экран). Сигналы, идущие по каждому из проводников имеют одинаковый уровень, но разную полярность. Балансный микрофонный вход усиливает только разницу между сигналами, и игнорирует ту часть сигнала, что одинакова у обоих проводников. Любой шум или наводка в балансном кабеле обычно одинакова в обоих проводниках, и соответственно игнорируются, и в то же время одинаковые за исключением полярности рабочие сигналы усиливаются. С другой стороны, небалансный микрофонный тракт передает сигнал по одному проводнику (плюс экран), а небалансный микрофонный вход усиливает все сигналы в проводнике. Подобная комбинация не может отфильтровывать никакой шум, наведенный в кабеле. Соответственно, балансные низкоимпедансные микрофоны рекомендуются для использования практически во всех задачах подзвучивания.
 
 
Дизайн микрофона - это его механическое и конструктивное исполнение
 
В звукоусилении используются ручные, носимые, настольные, стоечные, крепящиеся к инструменту или поверхностям модели. Большинство из них могут иметь различные принципы работы, характеристики направленности и электрические параметры.
Зачастую физический дизайн - это первый критерий выбора микрофона для конкретной задачи. Понимание остальных характеристик, и выбор на их основе помогут получить максимальное качество микрофонного сигнала и его доставки к аппаратуре.
 
 

Вопросы:

1) Что такое микрофон?

2) Какие типы микрофонов вы знаете?

3) Принцип работы динамического микрофона.

4) Принцип работы конденсаторного микрофона.

5) Какое постоянное напряжение используют современные микрофоны?

6) Назовите важные характеристики микрофона.

7) Что такое АЧХ?

8) Что такое направленность микрофона?

9) Что включают в себя электрические характеристики микрофона?

10) Каким может быть тип разъема в микрофоне?

 
 
 
Прикрепленный файлSize
Презентация Microsoft PowerPoint.ppt74.5 KB

»  Tags for document:
»  Размещено в сообществах: