История иустройство микрофонов
Собственно, первым термин«микрофон» предложил использовать британский изобретатель Сэр ЧарльзУитстоун в 1827 году. Его нехитрый инструмент для усиления слабых звуков — дветонкие рейки, сообщавшие механические колебания ушам, не имел ничего общего стем, что теперь называется микрофоном. Ничего, кроме названия. Микрофон какустройство для преобразования акустического сигнала в электрический ссохранением волновых характеристик — появился в 1876 году. Правда, назывался онсовершенно иначе — жидкостный передатчик (liquid transmitter).
/>
Жидкостный передатчик
Принцип работыжидкостного передатчика достаточно прост. В трубообразный резервуар налитонемного воды, на которой «плавает» пергаментная диафрагма.
К диафрагме присоединёнпровод — так, чтобы лишь едва соприкасаться с водой. В воду добавлено небольшоеколичество кислоты, чтобы улучшить её электропроводимость.
Когда человек что-тоговорит в трубку, диафрагма начинает колебаться, так что провод соприкасается сводой то больше, то меньше. Соответственным образом изменяется сопротивлениеэлектрической цепи.
4 марта 1877 года американский изобретатель Эмиль Берлинер построилпервый угольный микрофон. Однако развитие получил микрофон американскогоизобретателя Дэвида Юза (в мае 1878 года). Микрофон Юза содержал угольныйстержень с заострёнными концами, упиравшийся в две угольные же чашечки, исоединённый с подвижной мембраной. Площадь контакта угольного стержня счашечками сильно менялась при колебаниях мембраны, соответственно менялось и сопротивлениеугольного микрофона, а с ним и ток в цепи. Микрофон Юза совершенствовалсямногими изобретателями. Весьма значительно усовершенствовал этот тип микрофоновЭдисон. Он предложил использовать угольный порошок вместо угольного стержня, т.е. изобрёл новый вид угольного микрофона с угольным порошком. Автор наиболееприжившейся конструкции угольного микрофона — Энтони Уайт (1890).
Угольный микрофонпрактически не требует усиления сигнала, сигнал с его выхода можно подаватьнепосредственно на высокоомный наушник или громкоговоритель. Из-за этогосвойства угольные микрофоны использовались до недавнего времени в телефонных аппаратах(с дисковым номеронабирателем). Однако угольный микрофон отличается плохойамплитудно-частотной характеристикой (он нечувствителен к слишком низким и слишкомвысоким частотам). Кроме того, в отличие от наиболее распространённогодинамического микрофона, угольный требует питания постоянным током.
Первый «ленточный» микрофон «44А»изобретён в 1942 году сотрудниками американской компании RCA. Ему суждено былостать одним из самых популярных микрофонов для студийных записей. Собственноговоря, больше он нигде и не применялся: слишком тяжёл (3,5 килограмма). Однакоон обладал и рядом заметных преимуществ: высокая чувствительность и узкаянаправленность, за счёт чего отсекались посторонние шумы.
В микрофонеиспользовалась лента длиной 50 мм и шириной 2,4 мм, которая двигалась в магнитном поле в соответствии со звуковым давлением. Впоследствии весленточных микрофонов значительно уменьшился, а для увеличения чувствительностистали использовать два ленточных капсюля сразу.
В настоящее время в профессиональнойпрактике используются только динамические и конденсаторные микрофоны. Первыйдинамический микрофон ДМК изготовили на заводе «Октава» в 1936 году.Динамический микрофон — этонаиболее распространённый тип конструкции микрофона. Диафрагма динамическогомикрофона связана с катушкой, находящейся в зазоре вокруг магнита.
/>
Продольные колебанияприлегающего воздуха смещают диафрагму с катушкой относительно постоянногомагнитного поля, что приводит к появлению на концах катушки переменногоэлектрического потенциала, напряжение и частота которого пропорциональны силе ичастоте звука, воздействующего на диафрагму.
В отличие от конденсаторных,динамические микрофоны не требуют фантомного питания.
Компания AKG в 1947 годупредставила свой первый конденсаторный микрофон, но до 1962 года, когда БеллЛабс начали выпускать свою версию таких микрофонов, особой популярностью они непользовались. А уже концу 1970-х годов приблизительно треть всех выпускаемых вмире микрофонов были конденсаторными.
В конденсаторном микрофонезвук воздействует намембрану, являющуюся одной из обкладок конденсатора.
/>
Этот конденсатор включенв последовательную цепь с источником постоянного тока. При звуковом воздействиина мембрану она начинает колебаться, вызывая изменение емкости, которое, в своюочередь, превращает постоянное напряжение источника в переменное.
Конденсаторный микрофонимеет очень высокое выходное сопротивление. В связи с этим, внутри его корпусарасполагают предусилитель с высоким входным сопротивлением. Конденсаторныемикрофоны обладают весьма равномерной амплитудно-частотной характеристикой иобеспечивают высококачественное звучание, в связи с чем широко используются встудиях звукозаписи, на радио и телевидении.
Недостатками их являютсявысокая стоимость, необходимость во внешнем питании и высокая чувствительностьк ударам и климатическим воздействиям — влажности воздуха и перепадамтемпературы. Однако существует тип конденсаторного микрофона — электретныймикрофон, который свободен от большинства перечисленных недостатков.
Принцип действияэлектретного конденсаторного микрофона основан на способности некоторых диэлектрическихматериалов (электретов) сохранять поверхностную неоднородность распределениязаряда в течение длительного времени. Тонкая плёнка из гомоэлектрета помещаетсяв зазор конденсатора, у которого мембрана имеет возможность перемещаться поддействием внешнего акустического сигнала, либо пленка наносится на одну изобкладок. Это приводит к появлению некоторого постоянного заряда конденсатора.При изменении ёмкости, из-за смещения мембраны, на конденсаторе проявляетсяизменение напряжения, соответствующее акустическому сигналу.
Электретный микрофонимеет очень высокое сопротивление (несколько сотен кОм или Мом), что вынуждаетподключать их к усилителям с высоким входным сопротивлением.
Заключение
Итак, самый первыймикрофон, появившийся на свет в 1876 году, назывался жидкостный передатчик.Через год американский изобретатель Эмиль Берлинер построил первый угольныймикрофон. Первый динамический микрофон был выпущен спустя почти 60 лет. «Ленточный»микрофон появился в 1942 году. А спустя еще 5 лет был представлен первыйконденсаторный микрофон.
Сейчас в профессиональной практикеиспользуются только динамические и конденсаторные микрофоны. Динамическиемикрофоны довольно надёжны и крепки — во всяком случае, крепче конденсаторных,поэтому их, в основном, и используют на концертах. Но в связи с тем, что массаподвижных элементов в динамических микрофонах больше, их чувствительностьзаведомо ниже, чем в конденсаторных. Последние же имеют тенденцию записыватьзвук как он есть, со всеми недостатками. Поэтому даже те, кто способен петь«вживую» безупречно, предпочитают даже в студии использоватьдинамические микрофоны.
Список использованнойлитературы
· Вейценфельд, А. Устройство и техническиепараметры микрофонов / А. Вейценфельд // Звукорежиссер. – 2000. — №1.
· Избранные главыиз истории микрофонов // Кладезь знаний — статьи, обзоры, новости, 2006. Режимдоступа: Art.Thelib.Ru
· Микрофон //Википедия — свободная энциклопедия, 2008. Режим доступа:ru.wikipedia.org