Як працює мікрофон

Мікрофон – це пристрій, який перетворює звукові коливання (звукову хвилю) в корисний електричний сигнал. Відразу варто відзначити, що типів мікрофонів досить багато, і процес перетворення у них відбувається по-різному. Єдине, що спільного у всіх без винятку так це те, що вхідним сигналом завжди є звукова хвиля або коливання повітря, викликані джерелом звуку, а вихідним сигналом завжди є змінне електричне поле.

Вугільний мікрофон, судячи з історії створення мікрофона, з’явився найпершим. Його конструкція одна з найпростіших і в той же час досить надійних. Може бути тому вугільні мікрофони використовуються і до цього дня.

Складається вугільний мікрофон з корпусу, в якому знаходиться вугільний порошок і мембрана. Принцип його дії заснований на зміні електричного опору вугільного порошку під впливом мембрани, на яку в свою чергу впливають звукові хвилі. Тобто під дією звукових коливань мембрана мікрофона починає вібрувати. Ця вібрація передається на вугільний порошок, який в такт коливанням то стискається, то розширюється. При цьому опір порошку також змінюється (при стисканні – зменшується, при розширенні – збільшується).

Якщо включити вугільний мікрофон в електричний ланцюг, то на її виході ми отримаємо змінну напругу, форма якого буде точно відтворювати форму звукових хвиль.

Електромагнітний мікрофон складається з електричного магніту і феромагнітної мембрани. Звукові хвилі, впливаючи на мембрану, призводять до виникнення її коливань. І оскільки матеріал мембрани (феромагнетик) безпосередньо впливає на магнітне опір всієї системи – на виході ми також отримуємо змінний сигнал, форма якого збігається з формою звукової хвилі.

Електродинамічний мікрофон має два різновиди: котушковий і стрічковий. Котушковий складається з мембрани і магнітної системи (постійного магніту і рухливої ​​котушки). Мембрана пов’язана з рухомою котушкою. Як тільки вона починає коливатися, в рух приходить і рухома котушка. Рухаючись по магнітному стрижня, в витках котушки виникає електромагнітне поле, яке перетворюючись в електричний сигнал, власне і є корисним вихідним сигналом.

У стрічковому електродинамічному мікрофоні немає мембрани. Її роль виконує тоненька металева (зазвичай алюмінієва) стрічка, яка коливається під дією звукової хвилі між полюсами магніту. Вагаючись, вона перетинає магнітні силові лінії і на її кінцях виникає різниця потенціалів. Ці кінці підключені до що підвищує трансформатора, вихідною напругою якого і є корисний сигнал, за формою ідентичний звукових коливань.

конденсаторний мікрофон

Конденсаторний мікрофон має, як і звичайний конденсатор, два плоских електроди і діелектрик між ними. Один з електродів нерухомий, а інший представляє собою аналог мембрани. Рухаючись під дією звукової хвилі, рухливий електрод змінює ємність всієї системи, а підключена до нього електричний ланцюг перетворює її в корисний електричний сигнал. Електретний мікрофон є, по суті, модифікацією конденсаторного. На відміну від останнього, джерелом сигналу в ньому є електричний заряд самої мембрани.

П’єзоелектричні мікрофони складаються з мембрани, пьезоелектрика і приєднаних до нього електродів. Мембрана, через прикріплений до неї стрижень, впливає на п’єзоелектрик, деформуючи його. В процесі деформації на краях пьезоелектрика виникає напруга, форма якого в точності повторює форму впливає на мембрану звукової хвилі. Напруга знімається з електродів і передається як корисний сигнал далі в ланцюг.

Посилання на основну публікацію