Mikrofonok és hogyan működnek
Mikrofonok és hogyan működnek
Mikrofon - egy eszköz átalakítására tervezett akusztikus rezgést elektromos rezgést.
Mikrofonok szerint osztályozzák a módszer az akusztikus átalakító rezgések elektromos és funkcionális célú.
Mikrofonok jellemzik a következő paramétereket:
- Mikrofonérzékenység - aránya a kimeneti feszültsége a mikrofon, hogy a hatása, hogy egy hang nyomás egy előre meghatározott frekvenciájú (jellemzően 1000 Hz), kifejezett mV per pascal (mV / Pa). Minél magasabb az érték, annál nagyobb az érzékenysége a mikrofont.
- A névleges működési frekvencia tartomány - frekvenciatartományban, amelyben a mikrofon felveszi akusztikus rezgések és amelyben normalizálódott paramétereket.
- Az egyenetlenség a frekvencia karakterisztika - a különbség a legnagyobb és a legkisebb érzékenység szintjét a mikrofont a névleges frekvencia tartományban.
- Modul teljes elektromos ellenállás - a értéke a normalizált kimenet vagy a belső elektromos ellenállás 1 kHz.
- iránykarakterisztika - a függőség a mikrofon érzékenységének (szabad területen egy bizonyos frekvencia) közötti szög a mikrofon tengelyt és az irányt a hangforrás.
- Mikrofon saját zaj - decibelben az arány a effektív értéke feszültség okozta nyomásingadozások a környezet és a termikus zaj különböző ellenállások villamos alkatrészeinek a mikrofon, a feszültség alakul ki az egész terhelést mikrofont, amikor ki vannak téve a mikrofon jel hatásos nyomás 1 Pa.
- A dinamika tartomány a mikrofon - a különbség a legcsendesebb és a leghangosabb, hogy a mikrofon képes reprodukálni torzítás nélkül.
Kondenzátor mikrofon - gyakorlatilag egy kondenzátor villamosan sorba az egyenáramú feszültségforrás (úgynevezett „fantom táp”), és az aktív terhelési ellenállás.
Diagram magyarázatára a tervezési koncepció az ilyen típusú mikrofonok látható az 1. ábrán.
1. ábra: és működési elve kondenzátor mikrofonok.
Villamosan vezető anyagból, és az elektróda van elválasztva membrán szigetelő gyűrű és együttesen alkotják egy kondenzátort. Szorosan megnyújtott membránt hatása alatt hangnyomás oszcillál képest rögzített elektróda.
Amikor rezgések a membrán kapacitása (és ezért a töltés) a kondenzátor változik a frekvencia a hangnyomás ható a membrán az elektromos áramkörben van egy váltakozó áram az azonos frekvencia és a terhelési ellenállás jelenik meg egy váltakozó feszültséget, amely a kimeneti jel a mikrofon.
Elektret mikrofonok - képviselnek gyakorlatilag ugyanaz kondenzátor mikrofonok, de az állandó feszültségű töltés abban biztosított elektret vékonyréteg letétbe a membrán és õrízd hosszú ideig (több mint 30 év).
Mivel elektret mikrofon magas kimeneti impedanciával (amelynek kapacitív jellegű, a kondenzátorok kapacitása a sorrendben tíz pF), majd, hogy csökkentse azt, általában a mikrofon házban van behelyezve forráskövetőként térvezérlésű tranzisztor, n-kanalyyum p-n átmenetet. Ez csökkenti a kimeneti impedancia és csökkentik a jelveszteség, amikor csatlakozik a mikrofon bemeneti jel erősítő.
Tekintettel a beépített tranzisztor hiánya ellenére szükség van egy polarizáló feszültség, mint mikrofonok igényel külső áramforrást.
Egy tipikus kapcsolási rajza a elektrét mikrofon a 2. ábrán látható.
2. ábra Tipikus áramkörét elektret mikrofon.
Jellemzően, a membrán elektret mikrofon van egy nagyobb vastagsága és kisebb területen, ami miatt az ilyen jellemzők gyakran rosszabb kondenzátor mikrofonok.
Dinamikus mikrofonok - mikrofonok, amelyek konstrukciója hasonló, és vissza a működési elve a dinamikus hangszórók (hangszórók). Ezek a mikrofonok membrán csatlakozik a vezetékbe van elhelyezve egy erős mágneses mező által termelt az állandó mágnes. Rezgéseket hatnak a membrán és hajtott karmester. Amikor egy vezető keresztezi az erővonalak a mágneses mező, ott indukált EMF indukció. Indukált elektromotoros erő arányos mind az amplitúdó a membrán rezgések, és a rezgési frekvencia.
Ezzel szemben a kondenzátor dinamikus mikrofonok nem igényelnek fantomtáp.
A tervezés dinamikus mikrofonok vannak osztva a tekercs és szalag.
A elektrodinamikus mikrofon tekercs-típusú membránt mechanikailag mereven csatlakoztatott tekercs található, a gyűrű alakú rés a mágneses rendszer (hasonlóan hangszórók). Amikor rezgések a membrán az intézkedés alapján hanghullámok át a menetei a tekercs a mágneses erővonalak, és a tekercs EMF indukált változó. Ez messze az egyik rasprostrannonyh mikrofon típusok, valamint a elektret. A design ilyen típusú mikrofonok látható a 3. ábrán.
3. ábra: Építőipari dinamikus mikrofon tekercs típusát.
A dinamikus mikrofon helyett szalag-típusú tekercs olyan mágneses mezőben hullámosított szalag alumínium fólia. Úgy gondoljuk, hogy egy ilyen konstrukció hozzájárul a pontosabb felvétel magas frekvenciatartományban. Továbbá az adatok mikrofonok az alap súly bilaterális iránykarakterisztikának (úgynevezett „nyolcas”) használható rögzítési „sztereo”. ribbon mikrofonok van a 4. ábrán látható.
4. ábra Design szalag-típusú mikrofont.
Emlékeztetni kell arra, hogy a fogva design, ribbon mikrofonok gyakran igényesebb tárolási körülmények, nem lehet magas felső küszöbértéket SPL. Bizonyos esetekben, például egy banális tároló az Ön oldalán vezethet nyúlik a szalag és a képtelenség Rabta mikrofont.
Carbon mikrofon - mikrofon, modulálása az akusztikus rezgések, amelyben a vezető anyag megváltoztatásával az ellenállást a szénpor, vagy módosítása az érintkezési terület szén-rúd speciális alakú (Hughes mikrofon).
Tekintettel jellemzi: alacsony szén-dioxid-mikrofonok már gyakorlatilag nem használják. A múltban, a legszélesebb körben korábban beérkezett szén mikrofonok, amely képviseli a germitichnuyu kapszula, amely két fémlemez és szénpor mellékelt közöttük. A falak, a kapszula vagy az egyik a fémlemezek van csatlakoztatva a membránhoz. Amikor nyomás változása a szénport megváltozik közötti érintkezési területen egyes szemcséi a szén, és ennek eredményeként, változik az ellenállást a fémlemezek. Ha a lemezek között halad egy egyenáramú feszültségjel, a lemezek között függ a nyomás a membrán.
5. ábra: A szén-mikrofon design.
Optoacoustic mikrofon - mikrofon, ahol a felvétel akusztikus rezgések változó környezetben fényt használnak.
A leggyakrabban használt lézersugár reflexiók egyik vagy másik munkaközeg, ami miatt ezek a mikrofonok is nevezik lézer mikrofonok. Vannak eltérések egy kis csomagot mereven rögzített membrán, amelynek oszcilláció által rögzített rögzítése szögben a visszavert lézerfény. Általában az ilyen típusú mikrofon meglehetősen sajátos, és a szűken fókuszált alkalmazás. A hasonló elven lehet használni bizonyos tudományos műszerek, például szeizmográf, vagy nagy pontosságú távolságérzékelő. Magától értetődik, hogy az ilyen eszközök gyakran bottal igénylő minták speciális jelfeldolgozó algoritmusok, valamint vágás alkatrészeket.
Az egyik lehetséges rendszereket működésének egy ilyen mikrofon a 6. ábrán látható.
6. ábra egy lehetséges rendszere a optoakusztikai mikrofont.
Piezoelektromos mikrofonok - mikrofonok, hogy a munka a piezoelektromos hatás. Amikor a piezoelektromos deformáció felületükön, amelyek elektromos töltések, amelynek nagysága arányos a deformáló erő. A lemezeket a mesterségesen termesztett kristályok a fő működtető tag piezoelektromos mikrofonok.
Jellemzői a piezoelektromos mikrofonok rosszabb legtöbb kondenzátor és dinamikus mikrofonok, azonban egyes területeken, így a mikrofon még mindig érvényesek, mint a költségvetés, vagy elavult gitár pickup.
7. ábra: Az építés egy piezoelektromos mikrofont.
Vannak más lehetséges módjai regisztráció rezgéseket jellemző alkalmazási környezetben, de legtöbbször inkább többé-kevésbé kombinációja struktúrák fent leírtak szerint. Egy példa a speciális mikrofon szolgálhat laringophones vagy hidrofonokat.