عملکرد صوتی میکروفون

میکروفون   - این ها تبدیل کننده های نوسانات صوتی به برق هستند. خواسته های بالا بر روی میکروفن ها قرار می گیرد، به خصوص هنگام انتقال برنامه های مرتبط با وضوح بالا، دقت و تشخیص اطلاعات.

اندازه میکروفون باید کوچک باشد و شکل ساده باشد تا نقاط ضعف یکنواختی میدان صوتی وجود نداشته باشد. اندازه ها مطابق با پارامترهای میکروفون انتخاب می شوند.

طبقه بندی میکروفون

با توجه به روش تبدیل ارتعاشات:

الکترودینامیکی (کویل، نوار)؛

الکترواستاتیک (خازن، الکتروت)؛

الکترومغناطیسی

کربن، میکروفون پیزو.

با توجه به وابستگی حساسیت به زاویه ورود موج صدا:

• جهت

  یک میکروفون یک دستگاه ضبط صدا است که اختراع شده توسط الکساندر گراهام وایت برای اختراع انقلابی آن به نام "تلفن" است که معمولا به سه روش طبقه بندی می شود: در مورد نوع عملیات، در مورد فرم و استاندارد ضبط صدا.

  انواع اصلی به اصطلاح "پویا" و "خازن" است. پویایی ساده از نظر طراحی است: شما دارای یک دیافراگم انعطاف پذیر است که لرزش صداها را در مقابل یک میکروفون ثبت می کند - برای مقایسه می توانیم به یاد بیاوریم که یک قطعه کاغذ در مقابل یک بلندگو با صداها که از آن خارج می شود، ارتعاش می کند. پشت این دیافراگم یک لایه از دانه های خوب ذغال سنگ است که هدایت خوبی از برق است. این لایه به نوبه خود در کنار آهنربا قرار گرفته است. قرار دادن همه کارها: لرزش امواج صوتی دیافراگم را نیز لرزاند، لایه زغال سنگ را فشرده تر و شدیدتر می کند.

  ناخواسته

از طریق تعامل با محیط (ویژگی های صوتی):

• گیرنده فشار؛

  گیرنده های فشار شبیه به مقادیر مختلف (معمولا 1.2)؛

  گیرنده های ترکیبی؛

  گروه

با طیف وسیعی از فرکانس های درک شده

• باریک (صدا)؛

  پهنای باند (موسیقی)

  فشرده سازی متغیر باعث می شود که لایه کربن با توجه به آهنربای حرکت کند؛ حرکتی که سیگنال الکتریکی بسیار ضعیف اما موجود را ایجاد می کند که نشان دهنده صدا است. این سیگنال ضعیف به طور طبیعی نیاز به تقویت برای شنیدن دارد که توسط دستگاهی که میکروفون متصل است انجام می شود.

  برتری این نوع میکروفن بسیار خوب است؛ ساخت و ساز قوی و با دوام، دارای هزینه نسبتا کم است، که یکی از انواع مورد استفاده در انواع مختلف برنامه های کاربردی است. می توان گفت که هنگام جستجو برای یک میکروفون رایج احتمال بیشتری وجود دارد که این نوع و نه دیگر وجود داشته باشد. با این حال، حساسیت آن بسیار عالی نیست: برای ضبط سیگنال با کیفیت، صدا باید به اندازه کافی قوی باشد. این به این معنی است که میکروفون های پویا بهتر از زمانی که نزدیک به منبع صدا هستند نسبت به دیگران کار می کنند.

پارامترهای میکروفن (شاخص های کیفیت فنی)

1. حساسیت  - نسبت ولتاژ در ولت در خروجی میکروفون به فشار صدا در Pa بر روی ورودی آن

حساسیت برای یک میکروفون لود شده و بر مقاومت اسمی مقاومت بارگیری نمی کند. ر اسم  = 250-1000 اهم (در کتاب مرجع، برای داده شده E گرما) هنگام اندازه گیری حساسیت، تحت آن پارامترها اندازه گیری می شود. برای پیدا کردن E  یک میکروفون کالیبراسیون از ابعاد بسیار کوچک در هر نقطه ای از میدان قرار گرفته است، فشار آن توسط آن اندازه گیری می شود، سپس یک میکروفون معمولی در یک نقطه قرار می گیرد و اندازه گیری می شود U بیرون  . از رابطه مقادیر پیدا شده دریافت کنید E. معمولا، فرکانس اندازه گیری شده (معمولا 1000 هرتز) مشخص می شود. اندازه گیری ها در یک زمینه آزاد انجام می شود.

حساسیت به عوامل زیادی بستگی دارد، بنابراین ارزش های زیر وجود دارد:

a)  حساسیت محوری (اندازه گیری شده در جهت محور صوتی) E گوسفند .

ب)  حساسیت میدان پراکنده

, (12.2)

ج)  حساسیت - حساسیت، بیان شده در dB نسبت به 1 V / Pa است

, (12.3)

کجا E 0   = 1 V / Pa.

د)  سطح استاندارد حساسیت محوری نسبت قدرت تحویل شده به بار اسمی است. ر اسم (با فشار صدای سقوط 1 Pa) تا قدرت 1 مگاوات.

, (12.4)

کجا U  - ولتاژ بر روی بار، عددی برابر با حساسیت میکروفون در P  = 1 پ.

د)  امپدانس میکروفون داخلی Z. معمولا فعال و مستقل از فرکانس است. اگر وابستگی به f وجود داشته باشد، کتاب مرجع معمولا به مقدار متوسط ​​یا مقدار بر روی f  = 1000 هرتز

الف)  حساسیت پاسخ فرکانسی - وابستگی ل E  یا ل ائوس  در فرکانس

- پاسخ فرکانس نامناسب

= ل حداکثر - ل دقیقه . , (12.5)

کجا ل حداکثر , ل دقیقه – حداکثر و دقیقه سطح سیگنال ثانویه در پایه ثابت.

به لحاظ ذاتی، به دلیل عدم انطباق پاسخ فرکانس، زیر رخ می دهد. اگر اجزای کم فرکانسی سرکوب شوند، میکروفون "حلقه"، اجزای فرکانس بالا سرکوب می شوند - صدای ناشنوا است. هنگامی که تاکید بر اجزای فرکانس پایین، میکروفون "بشکل"، در حالی که تاکید بر اجزای فرکانس بالا - "سوت". همه این اعوجاج فرکانس بر حسب غلظت یکنواختی پاسخ فرکانس برآورد شده است.

دامنه اسمی با کاهش حساسیت مجاز در فرکانس های بالا و پایین تعیین می شود.

انحراف از خط افقی در محدوده اسمی، موجب تخفیف فراوانی میکروفون می شود. هنگام تعیین یکنواختی پاسخ فرکانس، پیک هایی که کمتر از 8/1 اکتاو هستند (نوار شنوایی بحرانی) معمولا انتخاب می شوند. برای میکروفون پخش، عدم تناسب پاسخ فرکانس در دو باند، در اسمی و اصلی (باند اصلی: f= 2005000 هرتز). در نزدیکی مرزهای تنوع ناهماهنگی نباید از مقادیر مجاز بیش از حد باشد. معمولا تجهیزات با یک عدم انطباق داده شده تولید می شود، اگر نه، سپس یک محدوده داده می شود که در آن عدم انحراف از یک مشخصه تجاوز نمی کند.

شکل 12.1 پاسخ فرکانس

2. ویژگی های جهت گیری از میکروفون.

این وابستگی حساسیت میکروفون در زمینه آزاد بر روی زاویه بین جهت به منبع صوتی و محور میکروفون است.

مشخصه جهتدار نرمال

از آنجایی که مکانیزم های انتخابی هدایت صداهایی را در طراحی آن ندارد، هزینه آن نسبت به دیگران کم است. انواع باقی مانده به عنوان کارگردانی، به عنوان مثال، cardioid شناخته شده است. منطقه حساسیت او، در مقابل او قرار دارد، شکل قلب دارد - از این رو نام آن. از آنجایی که صداهای ناشی از ناحیه پشت، حساسیت خود را در یک جهت اصلی در مقابل آن تمرکز می کنند، همچنین به عنوان یک جهته شناخته می شود. داشتن یک منطقه حساسیت حتی کوچکتر، ما به ترتیب یک میکروفن سوپراسوردی و یک میکروفون فوقالعاده هستیم.

, (12.6)

معمولا میکروفون دارای تقارن محوری است.

یک میکروفون جهت دار حساسیت خاصی در طرف مقابل دارد، بنابراین مفهوم حساسیت جلویی به عقب وجود دارد.

با توجه به ویژگی های هدایت میکروفن تقسیم می شوند:

غیر هدفی

یک طرفه؛

بسیار جهت

بسیار یکطرفه؛

دو طرفه

3. ضریب جهت.

با توجه به جهت گیری میکروفون، حساسیت تعیین شده توسط ورود موج موج به میکروفون در زوایای مختلف کمتر از حساسیت محوری است. برای محاسبه مقدار این کاهش، عامل هدایتگر معرفی شده است -

که می تواند با یک الگوی خاص یا با فرمول (12.8) و (12.9)

, (12.7)

کجا

- مربع حساسیت محوری در زمینه آزاد؛

- میانگین مربعات حساسیت در تمام جهت شعاعی.

اگر سیستم محوری است، سپس

, (12.8)

اگر سیستم متقارن نیست، سپس

, (12.9)

, (12.10)

این نشان می دهد مقاومت سر و صدا یا مقدار سر و صدا سرکوب در رابطه با سیگنال؛

این تفاوت در سطوح قدرت ایجاد شده توسط یک میکروفون تحت تاثیر دو منبع صدا را نشان می دهد: یکی در محور (به عنوان مثال، صدای یک استاد) و دیگری - یک منبع از امواج صوتی منتشر شده (سر و صدا) اگر آنها هر دو ایجاد فشار مشابه در نقطه میکروفون.

برای یک میکروفون همه جانبه، این پارامتر صفر خواهد بود، بنابراین میکروفون همه جانبه، سر و صدا را در رابطه با سیگنال سرکوب نمی کند.

میزان کاهش نویز را نسبت به سیگنال که در امتداد محور میکروفن قرار می گیرد را نشان می دهد.

برای یک میکروفون غیر هدفی، شاخص هدایت صفر است. چنین میکروفون سر و صدا در رابطه با سیگنال را سرکوب نمی کند.

5. سطح سر و صدا خود را از میکروفون.

، حتی در غیاب یک سیگنال (نویز حرارتی، نوسانات ذرات، نویز الکتریکی).

سطح سر و صدای ذاتی میکروفون، کاهش یافته به ورودی صوتی، به عنوان سطح فشار صدا معادل تعریف می شود. P ش  هنگامی که در معرض یک میکروفون قرار می گیرد، ولتاژ خروجی می شود U ش برابر با ولتاژ خروجی خروجی میکروفن در صورت عدم وجود فشار.

حتی یک میکروفون که روشن نیست، این پارامتر (گرما، سر و صدا نوسان، و غیره) است.

ر ش   - فشار صدا که باعث تنش می شود U ش  در غیاب ارتعاشات صدا

, (12.11)

,

Pa (12.12)

6. حساسیت دیفرانسیل جلو - عقب

, (12.13)

کجا

- سطح استاندارد حساسیت میکروفون، تعیین شده در زاویه 180، به محور، E گوسفند – حساسیت محوری

 لعنتی  - تفاوت بین سطوح قدرت الکتریکی که توسط میکروفون بر روی بار توسط تاثیر جداگانه میدان منتشر شده از جلو و عقب ایجاد شده است، با توجه به اینکه ص f =ص عقب  شاخص نشان دهنده میزان تبعیض نویز در ارتباط با سیگنال (ارکستر عمومی) است.

این نشان میدهد که میزان سطح میکروفن که از سیگنال (ارکستر) توسط میکروفن ساخته شده از عملکرد تداخل (سر و صدای عمومی) بالاتر است، با توجه به اینکه سیگنال و سطح تداخل یکسان هستند.

8. حساسیت لینک های میکروفون.

حساسیت میکروفون  - محصول حساسیت لینک های فردی که در آن وجود دارد.

, (12.14)

کجا F/ ص  - حساسیت صوتی - نسبت نیرویی که روی سطح مبدل تا فشار موج حادثه عمل می کند؛ υ / F=1/ Z متر   - حساسیت مکانیکی؛ ε /υ = K خیابان  - ضریب ارتباطات الکترومکانیکی؛ مشخصات بار الکتریکی

, (12.15)

کجا ر n   - مقاومت در برابر بار؛ z من   - مقاومت داخلی میکروفون؛ Z متر  - مقاومت مکانیکی سیستم میکروفون در حال حرکت.

معمولا حساسیت لینک ها را انتخاب کنید تا حساسیت کلی میکروفون کمتر به فرکانس وابسته باشد. از روش اصلاح دو جانبه از ویژگی های فرکانس قطعات جداگانه ای از میکروفون استفاده کنید.

عملکرد صوتی میکروفون

گیرنده های فشار.

فشار صدا تنها در یک طرف عمل می کند (سیستم مکانیکی حرکت می کند - دیافراگم در یک طرف باز است).

برای مدار نشان داده شده در شکل 12.2 F=ps – نیرو بر روی دیافراگم عمل می کند S=F / p  - حساسیت صوتی S  - سطح سیستم میکروفون در حال حرکت. اینجا د - حداکثر اندازه میکروفون؛    - طول موج (برای این میکروفون ترجیحی).

شکل 12.2 نمایش مقیاس گیرنده فشار.

اگر د <<  ,   سپس جهت گیری کره است، میکروفون غیر هدفی خواهد بود.

اگر د >  ,   سپس

. فشار به دلیل بازتابی از سطح، دو برابر می شود.

بنابراین، میکروفون بزرگتر نسبت به طول موج، مشخص تر است.

خواص غیر هدایت به خوبی برای فرکانس های کم و متوسط، که در آن د/    - کمی.

میکروفون به فرکانس های بالا هدایت می شود. میکروفون غیر هدفی تا 10 کیلوهرتز (  = 3.4 سانتی متر) ابعاد دارد د 1.7 سانتی متر

شکل 12.3 الگوی جهت گیرنده گیرنده.

1 – د/  = 0,1; 2 – د/  = 0,5; 3 – د/  =2,0

  گیرنده فشارهای مختلف سفارشات.

گیرنده دارای یک سیستم مکانیکی حرکتی است که در هر دو طرف باز است و بنابراین، گیرنده تحت تاثیر یک تفاوت فشار با یک تغییر فاز متقابل  . گیرنده های فشار شتاب به تقارن متقارن و نامتقارن تقسیم می شوند.

شکل 12.4 گیرنده فشار شتاب

ص f  - فشار بر روی جلوی سطح دیافراگم ( صf ص  - فشار در زمینه، چرا د ); ص T   - فشار بر روی دیافراگم پشتی؛ ص ص = ص f - ص T   - فشار حاصل به دلیل تفاوت در امواج صوتی به دست می آید؛  ر= د* هزینه   - تفاوت مسیر پرتوها؛ ص  - فشار در زمینه صدا آزاد.

حساسیت آکوستیک چنین گیرنده بوسیله

, (12.16)

اختلاف فاز بین دو موج توسط تعیین می شود

کجا

;د  - ضخامت دیافراگم و مسیر اضافی که توسط موج انجام شده است.

, (12.18)

Fig.12.5 الگوی جهت گیرنده ی گرادیان فشار

گیرنده های فشار شتاب به تقارن متقارن و نامتقارن تقسیم می شوند.

با دسترسی موج متقارن به دیافراگم جلو و عقب، جهت میکروفون باید با توزیع حساسیت موج کوزینو متقارن باشد. E  حداکثر در  = 0، 180، حداقل در 90، 270. چنین میکروفون دو طرفه است

با افزایش    کاهش می یابد Fاین به این معنی است که در فرکانس های پایین حساسیت میکروفون کاهش می یابد. یعنی در میکروفون در مقایسه با LF انتخابی وجود دارد، زنگ زنگ سیگنال دریافت شده تغییر خواهد کرد. شما می توانید با استفاده از زنجیر فیلتر از شر این خلاص شوید. اگر فاصله مسیر را از طریق اشعه طولانی تر کنیم، یعنی مسیر مسیر امواج را افزایش می دهیم، سپس ماجرا را از امواج به دست می آوریم و به این ترتیب فشار (تفاوت) افزایش می یابد. این قسمت تا حدی کاهش حساسیت ووفر را جبران می کند. در فاصله های کوچک از منبع صدا، امواج تخت نیستند، اما کروی، P  پس از آن افزایش می یابد F حتی بیشتر افزایش می یابد

(نزدیکتر از 1 متر)، موجب تأثیر برجسته ووفر - میکروفون "بمب". در منطقه HF

و دریافت پذیرش مرحله نقض شده است، Eدر حال سقوط است برای هم ترازی - اصلاح دو جانبه از لینک های فردی، انتخاب فاصله.

همچنین یک گیرنده فشار شارژ 2 درجه ای وجود دارد که یک گیرنده ی شتاب فشار دو برابر است. دیافراگم دوگانه تحت تاثیر تفاوت تفاوت فشار بر روی هر دیافراگم است.

. مشخصه جهتي، مربع كوزينوئيد است.

  گیرنده گرادیان فشار نامتقارن

دیافراگم تحت تاثیر تفاوت فشار بر روی جلو و عقب قرار دارد. تغییر فاز به دلیل تفاوت امواج صوتی.

گیرنده گرادیان فشار نامتقارن

تفاوت مسیر ری  ر  متشکل از 2 بخش: د1   - خارجی؛ د2   - داخلی د - اندازه محوری

.- تفاوت کل مسیر د 2

. در انجیل 12.6 نشان داده شده است  ر  برای یک موج صوتی در امتداد محور، در زوایای 90 و 180 درجه.

انتقال فاز بین امواج صوتی جلو و عقب حداکثر زمانی است که در امتداد محور سقوط کرده و تقریبا برابر با صفر است. گیرنده دارای حساسیت متنوعی برای ورودی و خروجی صدای موج است. دیافراگم با فشار فشار جلو / عقب تحت تاثیر قرار می گیرد. تغییر فاز بواسطه تفاوت در مسیر اشعه، که شامل دو بخش است، ایجاد می شود د 2   - داخلی و د 1   - خارجی.

, (12.19)

گیرنده نامتقارن دارای CN قلب است. این از تجزیه و تحلیل حساسیت صوتی پیروی می کند.

خصوصیات  قسمت اول حساسیت پذیری را نشان می دهدمیکروفون  به قدرت سیگنال تولید شده، و تمرین برای 10 دسی بل استمیکروفن حرفه ای. حساسیت خود را محدود می کند توسط سطح فشار صدا تعیین می شود. به عنوان مثال: یک میکروفون با حد بالا 130 دارای مقدار بار اضافی کم است، با توجه به سطح صدا، که نزدیک به آستانه درد است، اگر چه این مقدار ممکن است برای درک صدای خواننده، با عملکرد زنده است. سطح صدای معادل - حد پایین تر حساسیت 20dB به این معنی است که نویز الکتریکی میکروفون بیشتر از سطح فشار صدا در یک استودیوی کاملا خاموش است و نه بیش از 20dB.اول شرایط عملیاتی را تعیین کنید میکروفون، آنها عبارتند از:

حساسیت میکروفون   - بیان شده در dB نسبت به 1 mV / Pa و ممکن است از طریق جدول زیر نشان داده شود:

dB نسبت به mV / Pa.

قابلیت اطمینان میکروفون   - مطمئنا قابلیت اطمینان بالا دارند میکروفون های پویاآنها بیشتر به نگرش بی دقت نسبت به آنها مقاوم هستند، شرایطی که ممکن است در مناطق غیر استودیویی بوجود آید. الف میکروفون الکترواستاتیک - قطعا نیاز به مراقبت های احتمالی بیشتر ممکن است. بعضی از میکروفن ها دارای پد های ایمنی ویژه هستند که بین الکترونیک با کپسول و دسته خود قرار گرفته اند. میکروفن های روبان با دیافراگم دیافراگم که دارای فرکانس رزونانس 40 هرتز هستند، به راحتی حتی از حرکت کوچک یا سر و صدا نیز بسیار هیجان زده می شوند. اتصالات و کابل های مورد استفاده برای ارائه، همچنین برای حضور در صدای مورد نظر مناسب است.

حساسیت میکروفون به باد   گشت های باد قادر به تغییر فشار هوا می باشند و بنابراین میکروفون هایی که در آن این اصل عملیات قرار داده شده برای عملیات در این شرایط مناسب نیستند. به عنوان مثال میکروفون روبان. در این موارد، شیشه جلو محافظ مناسب را اعمال کنید.

امپدانس میکروفون   - سیستم میکروفون باید امپدانس تجهیزاتی که به آن متصل است، مطابقت داشته باشد. در موارد نقض این قانون. انعکاس های مضر و نامطلوب ممکن است رخ دهد. برای سازگاری بهتر میکروفون و تجهیزات صوتی، باید امپدانس میکروفون را انتخاب کنید که باید 10 برابر کمتر از امپدانس دستگاه دریافتی که این میکروفون متصل است.

حساسیت میکروفن به تغییرات رطوبت و دما   - میعانات می تواند روی سطح دیافراگم انباشته شود، ممکن است سبب سنگین تر شدن آن شود و به همین ترتیب به کاهش موقت حساسیت برسد. به عنوان مثال میکروفون الکترواستاتیک  - این موضوع به ویژه تحت تاثیر شرایط آب و هوایی ذخیره سازی و حمل و نقل قرار می گیرد.

تغییر فرکانس ادراک   - بعضی از میکروفون با یک سوئیچ خاص مجهز شده اند که می تواند حساسیت دستگاه را به فرکانس های خاصی تغییر دهد. این سوئیچ ها را می توان بر روی خود میکروفون و در دستگاه های کمکی قرار داد.

با ماهیت جهت گیری به چند دسته تقسیم می شود:

میکروفون های همه جانبه   - مشخص شده توسط توانایی کاملا سیگنال در تمام جهات ممکن درک می شود. اساس چنین میکروفون  اصل واکنش دیافراگم محصول، که، به هر وسیله، برای دسترسی به هوا باز است، تنها از یک سو به تغییرات فشار هوا اطراف منتقل می شود که بعدا به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. این چگونه بسیاری از میکروفون های الکترواستاتیک و پویا کار می کنند.

میکروفون دو طرفه - عمل اصلی آنها توسط تفاوت فشار یا همانطور که گفته می شود، توسط گرادیان فشار بین دو نقطه متوالی که در طول انتشار موج صدا پخش می شود، تعیین می شود. اگر میکروفون از جهت اصلی موج صدا قرار گیرد، فشار در این نقاط یکسان خواهد بود و هیچ سیگنال الکتریکی تولید نخواهد شد. این ویژگی میکروفن دو طرفه  تضمین می کند که صدای بیگانه از طرف دیگر درک نمی شود. فعالیت های میکروفون تنها در دو جهت، از جهت و جلو عقب خواهد ماند. زاویه فعال حدود 100 درجه برای هر جهت است. سیگنال هایی که از جهات مختلف می آیند در ضد فاز هستند.

میکروفون قلب   - این ها میکروفن هستند که ویژگی حساسیت قلب دارند. ویژگی عملکردی چنین میکروفون ترکیبی از روشهای مختلفی است که خود فشار و فشار شیب را برای محدوده مشخصی اعمال می کنند. ترکیبی از سیستم هایی که از اصول شیب فشار و فشار در ابعاد مختلف استفاده می کنند. علاوه بر میکروفن های دارای ویژگی تک کانونی، میکروفن ها با ترکیب سوئیچ های داخلی برای تغییر ویژگی های قطبی وجود دارد. هنگام انتخاب میکروفون از دیدگاه الگوهای تابشده، باید به یاد داشته باشید که عرض پیک مقادیر کوچکتر خواهد شد زیرا اثر مولفه با گرادیان فشار افزایش می یابد.

میکروفون باریک   - این ها میکروفون هستند که می تواند با مقدار زیادی از حساسیت ضد حساسیت به سیگنال های یک طرف یا جهت معکوس مشخص شود.

همچنین در وب سایت ما می توانید سایر اطلاعاتی را مشاهده کنید که ممکن است شما را مورد توجه قرار دهند و متخصصان ما به شما کمک خواهد کرد: ،،،،،،،،،