1. Informații generale despre microfoane
Microfonul este un dispozitiv electroacustic care convertește vibrațiile acustice la intrare la oscilațiile electrice la ieșire.
În SAE, microfonul este folosit ca mijloc tehnic. efectuarea de avertizare manuală, semi-automată și la distanță.
Dispozitiv pentru microfon
Figura 1 prezintă o schemă simplificată pentru funcționarea microfonului.
Fig.1 - Schema simplificată de funcționare a microfonului
În microfon se pot distinge următoarele subsisteme:- AK - subsistem acustic;
- AM - subsistem acustic-mecanic;
- EM - subsistem electromecanic;
- EL este subsistemul electric.
Subsistemul acustic, numit uneori antena caracterizează modul în care receptorul de sunet microfon. Presiunea sunetului de la sursa de sunet, acționând asupra antenei cauzează o forță mecanică, determinată de mărimea, forma carcasei (capsulă) microfon, distanța de la sursa la microfon, unghiul de incidență undei sonore în raport cu axa acustică a microfonului (axa microfonului acustic, numit uneori axa de lucru general , coincide cu axa sa fizică și geometrică).
Subsistemul acusto mecanic servește pentru potrivirea forței (energie) este format dintr-un receptor (antena), prin reacția cu elementul traductor mobil (de exemplu, deplasarea diafragmei microfon cu condensator). Acest subsistem determină răspunsul de frecvență (sensibilitate) și caracteristica de direcție a microfonului.
Subsistemul electromecanic este un dispozitiv care transformă vibrațiile mecanice ale unui element în mișcare într-o forță electromotoare (EMF). Eficiența și stabilitatea convertorului depind de un număr de factori, de exemplu, în zona membranei.
Subsistemul electric (de regulă, reprezentat sub forma unui circuit electric) îndeplinește funcția de potrivire a părții electrice a subsistemului cu dispozitivul de armare a sunetului. În microfoanele cu condensator, de exemplu, trebuie utilizată rezistența capacitivă mare a capsulei. se potrivește cu intrarea cu impedanță redusă a preamplificatorului. Acest subsistem definește un parametru precum zgomotul microfonului.
Clasificarea microfoanelor
Clasificarea microfoanelor este prezentată în Fig. 2.
Fig.2 - Clasificarea microfoanelor
Microfoanele sunt clasificate în funcție de următoarele caracteristici:- pe caracteristica de direcție;
- pe tip de convertor;
- pe execuția constructivă;
- prin metoda de comunicare.
2. Caracteristicile principale ale microfoanelor
Microfoanele se caracterizează prin următorii parametri:- Sensibilitate (microfon) - raportul dintre tensiunea la ieșirea microfonului la impactul pe ea o presiune acustică la o frecvență predeterminată (tipic 1 kHz), exprimată în milivolți per Pascali (mV / Pa). Cu cât este mai mare această valoare, cu atât este mai mare sensibilitatea microfonului.
- Intervalul nominal de frecvență de operare este domeniul de frecvență în care microfonul detectează vibrațiile acustice și în care parametrii sunt normalizați.
- Nerexistența răspunsului la frecvență este diferența dintre nivelul maxim și cel minim de sensibilitate al microfonului în domeniul de frecvență nominal.
- Modulul total de rezistență electrică este valoarea normalizată a ieșirii sau a rezistenței electrice interne la o frecvență de 1 kHz.
- Caracteristicile direcționale - dependența sensibilității microfonului (într-un câmp liber la o anumită frecvență) pe unghiul dintre axa microfonului și direcția către sursa sunetului.
Sensibilitatea microfonului
Sensibilitatea microfonului M poate fi reprezentată ca raportul dintre tensiunea semnalului electric la ieșirea Uout și presiunea acustică la pinul de intrare. În practică, sensibilitatea microfonului este măsurată în dB:
în cazul în care:- Uout - tensiunea semnalului electric la ieșire, mV;
- Pvh - presiunea acustică la intrarea microfonului, măsurată la o frecvență de 1 kHz (pe axa de lucru a microfonului, la θ = 0 °), Pa.
Sensibilitatea microfonului este determinată de sensibilitatea tuturor subsistemelor și în mod esențial depinde de designul microfonului (forma carcasei) și de unghiul (θ) al undei sonore care se încadrează.
3. Clasificarea microfoanelor pe baza caracteristicilor direcționale
Când microfonul se află în poziții diferite față de sursa de sunet, sensibilitatea acestuia se modifică. Dependența sensibilității de unghiul este determinată de factorul de directivitate. În funcție de factorul de directivitate, microfoanele pot fi împărțite în direcții și nedirecționale. Microfoanele direcționale au o sensibilitate ridicată într-o direcție, oferind un interval de recepție ridicat. Microfoanele non-direcționale au o uniformitate inferioară de sensibilitate în toate direcțiile, fiind utilizate pentru a minimiza influența zgomotului exterior.
Direcția microfonului este determinată de mai mulți parametri (caracteristici).
microfon Directivitatea R (θ) este definit prin M sa sensibilitate (θ) la un unghi arbitrar de incidență (θ) la sensibilitatea față de axa operare (la, θ = 0 °), măsurat:- în câmpul liber;
- la o anumită distanță (de exemplu, 1 m);
- la o anumită frecvență (sau într-o anumită bandă de frecvență).
Această dependență se numește caracteristica directivității microfonului (XH):
în cazul în care:- M (θ) - sensibilitatea microfonului la un unghi arbitrar de incidență a sunetului (θ), dB;
- M (0) este sensibilitatea axială a microfonului, dB.
Ω Coeficientul de orientare definit ca fiind raportul dintre un pătrat microfon sensibilitate axială M (0) (condiții de câmp) la sensibilitatea pătrat, în medie în toate direcțiile MSR măsurate pe aceeași bandă de frecvență sau frecvență:
Pentru evaluarea practică a direcției microfonului se folosește o valoare numită indicele de direcție I. dB:
În funcție de microfoanele XH sunt împărțite în:- nedirecțională (circulară);
- bidirecțional (opt);
- dirijate (cardioide);
- îngustat (super cardioid);
- acută (hipercardioid).
XH, reprezentat în coordonate polare, se numește modelul de directivitate (uneori, sensibilitatea) microfonului (MD). Figura 3 prezintă exemple de NAM.
