Kondensatorinis mikrofonas U87.
Mikrofonas
? akustoelektrinis ?taisas, kei?iantis
garso
virpesi?
energij?
garsinio da?nio
elektros srove
. Mikrofonai da?nai naudojami laidinio ir
radijo
ry?io,
televizijos
technikoje, garso ?ra?ymo ?renginiuose.
Pirmieji primityviausi mikrofonai tais laikais buvo vadinami si?stuvais. ?ymiausias tokio tipo ?tais? k?r?jas buvo
Aleksandras Grehemas Belas
. Pirm?j? komercin?, prakti?kai pritaikom?, mikrofon?
1876
m. spalio m?nes? sukonstravo
Tomas Edisonas
. Tai buvo anglinis mikrofonas.
Svarbiausi mikrofon? parametrai: jautris, da?ni? diapazonas ir da?nin?s charakteristikos netolygumas tame diapazone, kryptingumo charakteristika.
Jautris ? tai mikrofono ?tampos, kai apkrova vardin?, ir garso sl?gio, veikian?io mikrofono jautr?j? element?, santykis; matuojamas
voltais
(arba milivoltais)
paskaliui
(V/Pa arba mV/Pa). ?iuolaikiniuose mikrofonuose jautris gali b?ti reguliuojamas ir automati?kai. Pigesni? mikrofon? jautris b?na prastas, o padidinus tokio mikrofono jautr? iki reikiamo, kartu padidinamas ir triuk?m? lygis.
Ji i?rei?kia mikrofono jautrio priklausomyb? nuo garso da?nio mikrofono akustin?je (vadinamojoje darbo) a?yje. Da?nin?s charakteristikos netolygumas apib?dinamas did?iausio ir ma?iausio jautrio santykiu vardiniame da?ni? diapazone ir matuojamas decibelais (dB).
Dar vadinama
kryptingumo diagrama
yra jautrio, esant tam tikram
da?niui
, priklausomyb? (
polin?je koordina?i? sistemoje
) nuo kampo tarp mikrofono akustin?s (darbo) a?ies ir pasiekian?io mikrofon?
garso
krypties. ?i charakteristika priklauso nuo mikrofono garso ?miklio konstrukcijos. Mikrofonai, kuriuose
garso banga
gali paveikti tik vien? judamosios sistemos (diafragmos) pus?, nepasi?ymi ry?kiu kryptingumu, ir j? kryptingumo charakteristika, ypa? ?emesni?j? da?ni? srityje, yra apskritimin?. Mikrofonai, kuri? diafragmos ? abi pus?s (ir priekin?, ir galin?) atviros, reaguoja ? garso sl?gi? abipus diafragmos skirtum?. J? kryptingumo diagrama b?na a?tuoneto formos Bi ? kardioid?. Kai reikalingas ry?kus kryptingumas, naudojami kombinuotieji mikrofonai, sudaryti i? dviej? (kryptingo ir nekryptingo). Kombinuotaisiais mikrofonais gaunama vienos krypties diagrama ? kardioid?s ar superkardioid?s formos. Tokiais mikrofonais galima i?skirti nauding?j? signal? net kai yra nema?as aplinkos triuk?m? lygis.
-
Apskritimas
-
Dalin? kardioid?
-
Kardioid?
-
Superkardioid?
-
Hiperkardioid?
-
Bi-kardioid?
-
Keturkrypt?
Elektrodinaminis ritinis (a, b) ir juostinis (c, d) mikrofonai: 1 ? garsin? rit?, 2 ? diafragma, 3 ? tarpelis, 4 ? magnetolaidis, 5 ? magnetas, 6 ? poliaus antgalis, 7 ? gofruotas antd?klas, 8 ? izoliacin? plok?tel?, 9 ? gofruota juosta.
Kondensatorinio mikrofono jungimo schema. B ? baz?, M ? membrana, Ra ? apkrovos
rezistorius
.
Pagal veikimo princip? mikrofonai skirstomi ? elektrodinaminius (ritinius ir juostinius), elektrostatinius (kondensatorinius), pjezoelektrinius (kristalinius), elektromagnetinius ir anglinius. Elektrodinaminiai ir elektrostatiniai mikrofonai da?niausiai naudojami televizijos, ?ra?? studij?, auk?tos kokyb?s garso stiprinimo ?renginiuose, o elektromagnetiniai, pjezoelektriniai ir angliniai ? papras?iausiuose garso stiprinimo ?taisuose (
telefonuose
,
magnetolose
ir pan.).
J? judamoji diafragma sujungta su garsine
rite
, kuri ?montuota mikrofono magnetin?s sistemos tarpe. Diafragma, veikiama aplinkos
garso
virpesi?, drauge su garsine rite virpa i?ilgai mikrofono darbo a?ies. D?l rit?s
laidinink?
s?veikos su strypo arba ?iedinio magneto
magnetiniu lauku
rit?s i?vaduose susikuria garsinio da?nio EVJ.
Ritini? mikrofon? diafragma gaminama i? stand?ios med?iagos (plonos
plastmas?s
, specialaus
popieriaus
, padengto
laku
). Plok??iasis diafragmos kra?tas tampriu gofruotu antd?klu pritvirtintas prie mikrofono korpuso arba magnetin?s sistemos. Gofruotas antd?klas turi b?ti tamprus, kad diafragma su garsine rite gal?t? virp?ti. Garsin? rit? suvyniota i? izoliuoto
varinio
arba
aliuminio
laido, kurio skersmuo 0,03 ? 0,05 mm. ?iediniai (cilindriniai) arba strypiniai
magnetai
gaminami i?
plieno
ir
vario
,
nikelio
,
titano
lydini?, pasi?ymin?i? stipriu koerciniu lauku, o magnetolaid?io ?erdis gaminama i? mink?to plieno, kurio magnetin? var?a nedidel?.
Kai kuri? mikrofon? korpusuose arba stovuose ?taisomi i??jimo
transformatoriai
, reikalingi suderinti su apkrova, ypa? kai mikrofonas jungiamas prie
stiprintuvo
, kurio didel? ??jimo
var?a
.
Vietoj garsin?s rit?s turi plon? (apie 2 μm) gofruot? metalin? juost?, kuri juda magnetinio lauko veikiama. Diafragmos tokiuose mikrofonuose n?ra, o magnetinis tarpas ne ?iedinis, o tiesus. Juostoje susikuria kintamoji EVJ, kuri patenka ? mikrofono transformatoriaus pirmin? apvij?. Juostos var?a b?na nedidel?, tod?l juostini? mikrofon? i??jime naudojamas auk?tinimo transformatorius. Tokiems mikrofonams b?dingas nat?ralus ir ?velnus garsas, ir jie da?nai naudojami studijose ir koncert? sal?se, nors ir n?ra patikimi.
Jie turi plok??i?j?
kondensatori?
(garso pri?mimo kapsul?), kurio vienas
elektrodas
(membrana) ? judamasis. Veikiamo garso virpesi? kondensatoriaus talpa kinta. Prie kondensatorinio mikrofono elektrod? prijungiama nuolatin? ?tampa, kad b?t? galima kondensatoriaus talpos kitim? paversti kintam?ja garsinio da?nio srove. Garso pri?mimo kapsul?s vienas (judamasis) elektrodas yra i? metalin?s folijos arba ir plonos metalizuotos polimerin?s pl?vel?s. Kitas kapsul?s elektrodas ? masyvi metalin? plok?tel? (baz?). Atstumas tarp elektrod? 20 ? 40 2 μm. Pastaruoju metu baz? gaminama i? ?vairiausi? med?iag? su metalizuotu pavir?iumi, atgr??tu ? membran?. baz?je po membrana yra skyl?s; nuo j? priklauso membranos slopinimas, taigi ir kapsul?s da?nin? charakteristika.
? maitinimo grandin? nuosekliai su mikrofonu jungiamas apkrovos rezistorius. Veikiamos garso virpesi? kapsul?s kondensatoriaus talpa suma??ja, t. y. jo elektroduose suma??ja
kr?vi?
, ir atvirk??iai, ? talpai padid?jus, kr?vi? padaug?ja. Kr?viams kintant, grandin?je teka
kintamoji srov?
, o apkrovos
rezistoriuje
atsiranda kintamoji
?tampa
, kuri toliau paduodama ? mikrofono stiprintuvo ??jim?. Mikrofono kapsul?s talpa lygi nuo keleto iki keli? de?im?i? pikofarad?, o darbo da?ni? diapazonas nuo 20?30 Hz iki 20?50 kHz. Baz?je esan?ios skyl?s netrukdo patekti
garso bangoms
i? abiej? membranos pusi?, tod?l mikrofonas priima garso bangas kryptingai.
Kondensatoriniai mikrofonai jautr?s, jautrio da?nin? charakteristika tolygi, platus darbo da?ni? diapazonas. Ta?iau reikalingas papildomas gana auk?tos ?tampos ?altinis (daugeliui mikrofon? 48 V).
?ie mikrofonai veikia be poliarizacijos ?tampos. Vienas tokio mikrofono
elektrodas
padengiamas
elektretu
su pastoviu elektros kr?viu, kuris sukuria
elektrin? lauk?
, atitinkant? iki 100 V poliarizacijos ?tamp?. Kr?vis i?lieka apie 30 met?. Elektretiniai mikrofonai pigesni u? paprastus kondensatorinius ir gali b?ti pla?iai naudojami buitiniuose magnetofonuose. Pagal konstrukcij? kondensatoriniai mikrofonai gali b?ti nekryptiniai, vienos krypties ir dviej? kryp?i?.
Garsiakalbis
pakei?ia kintamosios srov?s energij? garso bang? energija. D?ka to, kad ?prastini? garsiakalbi? konstrukcija yra labai pana?i ? dinamini? mikrofon? konstrukcij?, juos galima panaudoti kaip mikrofonus. Ta?iau tokiu atveju gaunama da?nin? charakteristika, jautris ir garso atk?rimo kokyb? yra itin prasti.