Характеристики направленности микрофонов

Классификация микрофонов по направленности

Технические параметры микрофонов

Микрофоны

Метод синектики - 4 вида аналогии

1. Природная.

2. Эмпатия(личная аналогия).

3. Метод фантастических аналогий (задача решается воображением мистических существ, которые выполняют требуемую функцию).

4. Символическая (поэтическая аналогия) - используются идеи, генерируемые в сочетании прилагательного и существительного, имеющих противоположный смысл.

Микрофон – это устройство, с помощью которого акустические колебания воздушной среды преобразуются в электрические колебания. Микрофон состоит из чувствительного элемента (капсюля) и согласующего устройства. Блок питания, предварительный усилитель и соединительный кабель входят в комплект микрофона, если они являются неотъемлемой частью и указаны в технической документации на микрофон конкретного типа.

В последних микрофонах:NeumanSolutio-D (первый цифровой микрофон) содержит АЦП и цифровой процессор для предварительной обработки звука.

1876 г. – электромагнитный микрофон Bellom.

1878 г. – угольный микрофон Т. Эдисон.

30-е годы – конденсаторные и электродинамические.

1962 г. – электрические.

2000 г. – цифровые микрофоны.

Классификация параметров микрофонов:

1. Технические характеристики.

2. Эстетические критерии.

3. Надежность.

Номинальный диапазон частот – это диапазон, в котором определяются параметры микрофона (frequency range).

Чувствительность – это отношение напряжения на выходе к давлению на входе (sensitivity).

Классификация видов чувствительности:

1. По помещению в котором производится измерение:

a. По свободному полю.

b. По диффузному полю.

Свободное поле – это комната без звукового отражения (поглощения).

Диффузное поле – это комната с многократным отражением.

2. По методу измерения:

a. Метод замещения.

b. Метод сравнения.

Метод замещения заключается в установке в будущее место измерения до начала основного опыта маленького измерительного микрофона, чтобы измерить давление действующее потом в этой точке на настоящий микрофон. Затем настоящий микрофон ставиться в туже точку и на его выходе измеряется напряжение (рисунок 4).

P

U

P

Рисунок 4. Метод замещения

Метод сравнения: в область измерения сразу помещают два микрофона. Перед настоящим ставиться маленький измерительный и сигнал от динамика достигает сразу двух микрофонов. С измерительного снимается значение давления в районе мембраны настоящего микрофона, а с настоящего микрофона снимается напряжение. Этот метод определяет чувствительность, названную чувствительностью по давлению, потому что искажается измерительным микрофоном звуковое поле, падающее на мембрану настоящего микрофона (рисунок 5).

U

P

Рисунок 5. Метод сравнения

3. По виду нагрузки на выходе микрофона чувствительность делится:

a. На холостом ходу, когда измерение напряжение производят на выходе контактов микрофона.

b. На номинальные нагрузки, когда напряжение измеряют параллельно номинальному сопротивлению, нагруженному нами микрофона.

Уровень чувствительности микрофонов:

Уровень чувствительности микрофона отрицателен, так как чувствительность меньше единицы.

Частотная характеристика микрофона – это зависимость чувствительности или уровня чувствительности от частоты гармонического сигнала, на котором изменялась чувствительность.

Неравномерность частотной характеристики – это разность между максимальным и минимальным значением уровня чувствительности на всем диапазоне АЧХ.

В идеале АЧХ системы записи-воспроизведения должно быть прямой линией. Т. К. АЧХ громкоговорителей, как правило имеет подъем на низких частотах, то для компенсации этого подъема АЧХ микрофонов обычно имеет спад на низких частотах. Но если необходимо записывать речь или вокал, то АЧХ «задирают». Кроме того нормируется неравномерность на средних и высоких частотах, по стандарту не больше 2-х дБ.

АЧХ микрофона зависит от того, под каким углом у оси микрофона находится источник звука (угол не в плоскости, а в трехмерном пространстве).

1-ая характеристика - зависимость АЧХ от угла источника, т.е. данном случае уровень чувствительности зависит от частоты и от угла, это функция 2-х переменных, и ее трудно представить графически.

2-ая характеристика - коэффициент направленности – отношение чувствительности под углом «альфа» относительно оси расположения источника, к чувствительности в осевом направлении.

Индекс направленности:

Коэффициент направленности:

Коэффициент осевой концентрации – отношение звуковой энергии падающей на микрофон вдоль оси, к энергии со всех остальных направлений.

– чувствительность при падении звука под углом.

- чувствительность при падении звука по оси.

- весомость для направления.

Индекс осевой концентрации – десятичный логарифм коэффициента осевой концентрации.

ar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></wx:sect></w:body></w:wordDocument>">

Перепад чувствительности, «фронт-тыл»- разность между уровнями чувствительности микрофона при углах приема 0-180 градусов на данной частоте.

По направленности микрофоны делятся на:

1. Ненаправленный – приемник давления (рисунок 6а).

2. Двунаправленный – приемник градиента давления (рисунок 6б).

3. Однонаправленный – комбинированный.

Рисунок 6. Ненаправленный (а) и двунаправленный (б) микрофоны

Микрофоны, приемники давления имеют звукочувствительную мембранус одной стороны и индикатриссу чувствительности – с другой стороны.

Микрофоны –приемники давления имеют дополнительно мембраны с противоположного конца, поэтому чувствительность их является функция угла расположения источника звука и представляет из себя лежачую восьмерку. Комбинация размеров основной мембраны и отверстий в противоположной части дают возможность получить диформированые восьмерки: кордиоиду, суперкордиоиду, гиперкордиоиду (рисунок 7).

Рисунок 7. Основные характеристики направленности микрофонов

В общем случае характеристика направленности имеет вид:

α –угол направления к оси микрофона.

А- коэффициент безразмерный, определяющий вид

Г(α) чувствительность в направлении α

Остронаправленный микрофон shotgun состоит из направленного микрофона нагруженного на трубку с отверстиями, с закрытыми тканями. Трубка представляет собой линию задержки, т. к. при падении звуковых волн под углом к оси волны достигают микрофона с разным сдвигом фаз (рисунок 8).

Рисунок 8. Остронаправленный микрофон

Чувствительность к окружающим звукам показывает во сколько раз ослабляется уровень посторонних импульсов направленным микрофоном по отношению к ненаправленному (100%).

Коэффициент распространения – это отношение расстояния до направленного микрофона к расстоянию до ненаправленного (сфера) при условии, что баланс падающего и отраженного звука на эти микрофоны одинаковы.

Угол максимальной направленности (рисунок 9) – это угол в направлении которого микрофон наименее чувствителен к окружающему звуку. Угол максимального подавления для:

- 180⁰ 126⁰ 110⁰ 90⁰

Рисунок 9. Углы максимального подавления

Эффектом близости микрофона называется расположение направленного микрофона дальше чем ненаправленного при условии одинаковой чувствительности. Даже ненаправленный микрофон преобразует некоторые признаки направленности при приеме высоких частот.