Микрофон

(от Микро... и греч. phōnē — звук)

        электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. Применяется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиления и звукозаписи. По принципу действия М. подразделяются на угольные, электродинамические, конденсаторные, электретные, пьезоэлектрические и электромагнитные, по направленности действия — на ненаправленные, односторонне направленные (кардиоидные) и двусторонне направленные.

         В порошковом угольном М., впервые сконструированном русскими изобретателями М. Махальским в 1878 и независимо от него П. М. Голубицким в 1883, угольная или металлическая Мембрана под действием звуковых волн колеблется, изменяя плотность и, следовательно, электрическое сопротивление находящегося в капсюле и прилегающего к мембране угольного порошка. Вследствие этого сила тока, протекающего через М., также изменяется. Образуется пульсирующий ток, который в простейшем случае, протекая по проводной линии к Телефону, вызывает колебания мембраны последнего, соответствующие колебаниям мембраны М. В результате многолетнего улучшения конструкции и электрических параметров М. с угольным порошком был создан М. капсюльного типа (рис. 1), широко применяемый в телефонии.

         В электродинамическом М. катушечного типа, который изобрели американские учёные Э. Венте и А. Терас в 1931, применена диафрагма из тонкой полистирольной плёнки или алюминиевой фольги, жестко связанная с катушкой из тонкой проволоки, находящейся в кольцевом зазоре магнитной системы (рис. 2). При колебаниях диафрагмы под действием звуковой волны витки катушки пересекают магнитные силовые линии и в катушке наводится эдс, создающая переменное напряжение на её зажимах. Такой М. прост по конструкции, имеет небольшие габариты, надёжен в эксплуатации. В электродинамическом М. ленточного типа, изобретённом немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шотки в 1924, вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из очень тонкой (порядка 2 мкм) алюминиевой фольги. Такой М. применяется главным образом для музыкальных передач из студий.

         В конденсаторном М. (рис. 3), изобретённом американским учёным Э. Венте в 1917, звуковые волны действуют на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние и, следовательно, электрическую ёмкость между мембраной и металлическим неподвижным корпусом, представляющими собой пластины конденсатора электрического (См. Конденсатор электрический). При подведении к пластинам постоянного напряжения изменение ёмкости вызывает появление тока через конденсатор, сила которого изменяется в такт с колебаниями звуковых частот. Такие М. распространены в высококачественных системах звукозаписи и звукопередачи.

         В электретном М., изобретённым японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. 20 в. и по принципу действия и конструкции схожем с конденсаторным, роль неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения играет пластина из электрета (См. Электреты).

         В пьезоэлектрическом М., впервые сконструированном советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925, звуковые волны воздействуют на пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами, например из сегнетовой соли, вызывая на её поверхности появление электрических зарядов (см. Пьезоэлектричество). В электромагнитном М. звуковые волны воздействуют на мембрану, жестко связанную со стальным якорем, при колебаниях которого в зазоре постоянного магнита на выводах неподвижной катушки из провода, намотанного поверх якоря, появляется эдс. Пьезоэлектрические и электромагнитные М. применяются главным образом в радиолюбительских устройствах и слуховых аппаратах.

         В стереофоническом радиовещании и звукозаписи применяют систему из двух одинаковых однонаправленных М. (чаще конденсаторных или электродинамических М.), помещенных в общем корпусе вплотную один под другим так, что направления их максимальная чувствительности расположены под углом 90° одно к другому (стереофонический М.).

         В таблице приведены усреднённые значения основных параметров М. (в скобках указаны классы качества: Вк — высший, 1к — первый, 2к — второй, 3к — третий).

        ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        |                                   | Параметры                                                                      |

        |                                   |---------------------------------------------------------------------------------------- |

        | Тип микрофона           | диапазон              | неравномерность | осевая                 |

        |                                   | воспроизводимых | частотной            | чувствительность |

        |                                   | частот, гц             | характеристики,   | на частоте 1000    |

        |                                   |                             | дб                       | гц, мв×м²/н           |

        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Угольный                    | 300—3400 (3 к)     | 20                        | 1000                     |

        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Электродинамический | 100—10 000(1к)    | 12                        | 0,5                       |

        | катушечного типа        |-----------------------------|                            |-----------------------------|

        |                                   | 30—15 000 (Вк)     |                            | Микрофон1,0                     |

        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Электродинамический | 50—10 000 (1к)     | 10                        | 1                          |

        | ленточного типа          |-----------------------------|                            |-----------------------------|

        |                                   | 70—15 000 (Вк)     |                            | 1,5                       |

        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Конденсаторный         | 30—15 000 (Вк)     | 5                         | 5                          |

        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Пьезоэлектрический   | 100—5 000 (2к)     | 15                        | 50                        |

        |-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|

        | Электромагнитный      | 300—5 000           | 20                        | 5                          |

        ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        

         Лит.: Фурдуев В. В., Акустические основы вещания, М., 1960; Дольник А, Г., Эфрусси М. М., Микрофоны, 2 изд., М., 1967.

         А. В. Никонов.

        

        Рис. 3а. Конденсаторный микрофон типа 19A-4. Внешний вид.

        

        Рис. 2а. Электродинамический микрофон катушечного типа МД-56. Внешний вид.

        

        Рис. 1. Капсюль типа МК-10 угольного микрофона: а — внешний вид; б — схема устройства; 1 — мембрана; 2 — подвижный электрод; 3 — слюдяная шайба; 4 — перфорированная металлическая крышка; 5 — корпус; 6 — пластмассовое кольцо; 7 — шайба; 8 — угольный порошок; 9 — неподвижный электрод.

        

        Рис. 2б. Электродинамический микрофон катушечного типа МД-56. Схема устройства: 1 — диафрагма; 2 — звуковая катушка; 3 — гофрированный воротник; 4 — магнитопровод; 5 — полюсный наконечник; 6 — магнит.

        

        Рис. 3б. Конденсаторный микрофон типа 19A-4. Схема устройства; 1 — неподвижный электрод; 2 — мембрана.