Система механической записи и воспроизведения. Микрофоны и звукосниматели. Процесс записи на магнитный носитель. Качественные показатели магнитофонов. Лентопротяжные механизмы, страница 7

2. МИКРОФОНЫ И ЗВУКОСНИМАТЕЛИ

Оба типа указанных электрических приборов предназначены для преобразования механических колебаний в электрические. Отличие состоит в том, что микрофоны преобразуют колебания воздуха, а звукосниматели - колебания воспроизводящей иглы.

2.1. МИКРОФОНЫ

По устройству и принципу действия все микрофоны делятся: на индукционные, конденсаторные, пьезоэлектрические, электромагнитные, угольные.

2.1.1. ИНДУКЦИОННЫЕ МИКРОФОНЫ

Индукционные микрофоны, в свою очередь, бывают динамические (катушечные) и ленточные. Объединяет их то, что принцип работы основан на использовании явления электромагнитной индукции, открытого М. Фарадеем в 1831 году. Суть его состоит в том, что в проводнике, движущемся в магнитном поле, генерируется электрический ток. Отличает эти микрофоны то, что в катушечных микрофонах проводник представляет собой тероидальную катушку из тонкого провода, а в ленточных - миниатюрную ленточку из тонкой металлической фольги.

И в том и в другом случае используется магнитное поле постоянного магнита. Схематически устройство индукционных микрофонов представлено на рис. 10,а и 10,б, где слева - катушечный микрофон, а справа ленточный. Как видно из рис. 10,а, в катушечном микрофоне функции колебательной системы и проводника разнесены. В качестве колебательной системы используется диафрагма из тонкого эластичного материала, по краям которой закреплена катушка, погруженная в кольцевой вырез в постоянном магните. Все это выполнено с использованием миниатюрных пружинных и иных подвесов, требует бережного обращения, а сборка такого микрофона - поистине ювелирная работа. Поскольку провод катушки имеет достаточную длину и очень малый диаметр, сопротивление катушечных микрофонов составляет от нескольких сотен ома до нескольких кОм. Это хорошо согласуется с большинством усилительных электронных приборов. Такие микрофоны имеют достаточно большой уровень сигнала и в повышающих трансформаторах не нуждаются. К недостаткам катушечных микрофонов относится трудность получения частотной характеристики, равномерной во всем частотном диапазоне, из-за ощутимой массы катушки и различных резонансных явлений в конструкции. Естественно, будучи магнитными, эти микрофоны (как и ленточные) очень чувствительны к переменным магнитным полям, что требует конструктивных специальных мер защиты.

В ленточном микрофоне (рис. 10,б) функции колебательной системы и проводника, движущегося в магнитном поле, совмещены в полоске фольги (ленточке). Это порождает главный недостаток ленточных микрофонов: длина ленточки небольшая, а следовательно, у такого микрофона низкое выходное сопротивление и малый уровень индуцированного напряжения. Поэтому такие микрофоны всегда используются совместно с выходным повышающим трансформатором, что отмечено на рис. 10,б.

диафрагма

а                                                  б

Рис. 10

Технические характеристики индукционных микрофонов

Основными характеристиками являются: диапазон рабочих частот f_н~f_в (Гц, кГц); неравномерность АЧХ в диапазоне частот, дБ; чувствительность, мВ/Па; уровень шумов.

Последние две характеристики нуждаются в некотором пояснении. Паскаль - единица звукового давления, равная: 1 Па = 1 Н/м² = 10 дин/см² = = 0,102 кгс/м² = 10^-5 бар = 7,5*10^-3 мм рт. ст.

За порог слышимости человеческого уха принята величина звукового давления, равная 2*10^-5 паскаля: Р₀ = 2*10^-5 Па.

Уровень звукового давления в децибелах: N= 20 lg P/P₀.

Максимум звукового давления, которое может выдержать без разрушения человеческое ухо, составляет около 10³ Па, что соответствует 160 дБ относительно порога слышимости. Поскольку атмосферное давление составляет 10 Па, самый громкий звук дает переменную составляющую атмосферного давления порядка 1 %. Чувствительность большинства индукционных микрофонов составляет единицы милливольт на паскаль. Тогда на пороге слышимости 210' Па выходное напряжение микрофона будет на уровне сотых долей микровольта. К сожалению, это нереально, и прежде всего в том смысле/что