Микрофон — незаменимый и при этом невидимый помощник в нашей жизни. Они есть каждом телефоне, планшете, умных часах и даже в некоторых холодильниках. Этот прибор используется не только в бытовой электронике, но и в профессиональных сферах: телевидение, радиовещание, концерты, студии и многое другое.
Первый микрофон был изобретен французским ученым Дю Монселем в 1856 году, и до настоящего времени активно дорабатывается многими фирмами и производителями.
Принцип работы микрофона заключается в том, что давление воздуха из-за звуковых колебаний действует на мембрану микрофона. Колебания мембраны возбуждают электрические колебания, которые мы в свою очередь можем зафиксировать (записать) и/или многократно усилить и воспроизвести через акустическую систему.
Принцип работы любого микрофона достаточно прост, но достижение хорошего результата ставило перед многими инженерами непосильную задачу. Путем долгих экспериментов появились несколько типов микрофонов по типу действия.
Самым первым типом микрофона стал Угольный микрофон. Угольный микрофон содержит угольный порошок, размещённый между двумя металлическими пластинами и заключённый в герметичную капсулу. Стенки капсулы или одна из металлических пластин соединяется с мембраной. При изменении давления на угольный порошок изменяется площадь контакта между отдельными зёрнышками угля, и, в результате, изменяется сопротивление между металлическими пластинами.
Изобретателем такого типа микрофонов был Дю Монсель. В последующем конструкция дорабатывалась Эмилем Берлинером, Эдвардом Хьюзом и великим Томасом Эдисоном. До недавнего времени такими микрофонами были оснащены 90% стационарных телефонов.
В данный момент угольные микрофоны не используются.
Пример звучания Угольного микрофона
В 1916 году был изобретен первый Конденсаторный микрофон. Его создателем был американский инженер Эдуард Венте. Данный микрофон представляет собой конденсатор, одна из обкладок которого является мембраной (обычно — полимерная плёнка с нанесённой металлизацией). При звуковых колебаниях вибрации мембраны изменяют ёмкость конденсатора. Изменение ёмкости конденсатора приводит к изменению напряжения на нём, возникновению разности между напряжением на конденсаторе и напряжением питания и выравнивающих эти напряжения токов заряда/разряда, которые и являются звуковым сигналом.
Такой тип микрофонов, из-за их характеристик, широко используются в настоящее время на студиях, телевидении и концертных площадках.
Пример звучания студийного конденсаторного микрофона
Схема строения конденсаторных микрофонов совершенствовалась и в 1920 году был разработан первый Электретный микрофон. Данная конструкция была изобретена японским ученым Ёгути, и первое время их производство было гораздо дороже по сравнению с конденсаторными собратьями.
Принцип действия электретного микрофона схож с классическим конденсаторным микрофоном. Тонкая плёнка из гомоэлектрета помещается в зазор конденсаторного микрофона либо наносится на одну из обкладок. Это приводит к появлению некоторого постоянного заряда конденсатора. При изменении ёмкости, вследствие смещения мембраны, на конденсаторе появляется изменение напряжения, соответствующее акустическому сигналу.
Современные электретные микрофоны имеют очень малый вес и физический размер, а также неприхотливы к условиям эксплуатации. Такой вид микрофона нашел широкое применение в бытовой технике: телефонах, гарнитурах, ноутбуках, а также в бюджетных студийных микрофонах. Широкое распространение данного вида устройств полностью вытеснило в прошлом распространенные угольные микрофоны.
Пример звучания студийного электретного микрофона
В 1931 году американские инженеры Альберт Терес и Эдуард Венте разрабатывают и создают динамический микрофон с катушкой. Он представляет собой мембрану, соединённую с проводником, который помещен в сильное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом. Колебания давления воздуха (звук) воздействуют на мембрану и приводят в движение проводник. Когда проводник пересекает силовые линии магнитного поля, в нём наводится ЭДС индукции. ЭДС индукции пропорциональна как амплитуде колебаний мембраны, так и частоте колебаний.
Есть еще один подвид динамического микрофона, а именно ленточный динамический микрофон. Вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из алюминиевой фольги, что позитивно сказывается на характеристиках микрофона.
Пример звучания динамического микрофона.
Спасибо за прочтение этой статьи. Подписывайтесь на наш ДЗЕН и здесь будет больше интересного.
#звук #Звукорежиссура #микрофон #студия #Рубка #как выбрать
