Mikrofon

Mikrofon

Mikrofon (yun. μικρός — kiçik, φωνη — səs) — səs dalğalarını elektrik siqnalına çevirən elektroakustik cihaz. Səsyazma prosesində ilkin mərhələ hesab edilir. Bir çox qurğularda (telefon, maqnitofon, radioqurğular) istifadə edilir.

Tarixi

Daha geniş insan qruplarıyla danışmaq üçün insan səsini ucaltmağa ehtiyac yaranmışdı. Buna nail olmaq üçün yaradılan ilk cihazlar akustik meqafonlar idi.Eramızdan əvvəl V əsrdə Yunanistana aid ilk nümunələrdən bəziləri amfiteatrlarda aktyorların səsini akustik şəkildə gücləndirən buynuz formalı ağız boşluqları olan teatr maskaları idi . 1665-ci ildə İngilis fizikçi Robert Hooke , hər ucuna bir stəkan taxılmış uzanan məftildən düzəldilmiş " həvəskarların telefonu " nu ixtirası ilə havadan başqa bir mühitlə ilk sınaq keçirdi .

1861-ci ildə Alman ixtiraçı Johann Philipp Reis, aralıq bir cərəyan istehsal edəcək bir titrəmə membranına yapışdırılmış metal bir zolaqdan istifadə edən erkən bir səs ötürücüsü (" Reis telefonu ") qurdu . 1876-cı ildə Alexander Graham Bell və Elisha Greydən erkən telefonlarda " maye verici " dizaynı ilə daha yaxşı nəticələr əldə edildi — diafraqma bir turşu həllində keçirici çubuqa yapışdırıldı. Ancaq bu sistemlər çox zəif səs keyfiyyəti verdi. David Edward Hughes 1870-ci illərdə karbon mikrofon icad etdi . Düzgün səsli telefonu təmin edən ilk mikrofon (boş təmaslı) karbon mikrofondu . Bu, İngiltərədəki David Edward Hughes və ABŞ-də Emile Berliner və Thomas Edison tərəfindən müstəqil olaraq hazırlanmışdır . Edison 1877-ci ilin ortalarında ilk patentə (uzun bir qanuni mübahisədən sonra) layiq görülsə də, Hughes bir neçə il əvvəl işləyən cihazını bir çox şahidlərin qarşısında nümayiş etdirmişdi və tarixçilərin çoxu onu ixtirası ilə qiymətləndirir. Karbon mikrofon günümüzdəki mikrofonların birbaşa prototipidir və telefoniya, yayım və səsyazma sənayesinin inkişafında kritik rol oynamışdır. Thomas Edisonkarbon mikrofonunu 1886-cı ildəki karbon düyməli vericisinə təmizlədi. Bu mikrofon 1910-cu ildə New York Metropolitan Opera Evində ilk dəfə yayımlanan radio yayımında istifadə edildi.1916-cı ildə, Western Electric-dən EC Wente, ilk kondensator mikrofonu ilə növbəti kəşfi inkişaf etdirdi . 1923-cü ildə ilk praktik hərəkətli bobin mikrofonu hazırlandı. Kapitan HJ Round tərəfindən hazırlanan Marconi-Sykes maqnitofonu, Londondakı BBC studiyaları üçün standart oldu . Bu, 1930-cu ildə HB1A-nı buraxan və günün ən yaxşı standartı olan Alan Blumlein və Herbert Holman tərəfindən yaxşılaşdırıldı .

Həmçinin 1923-cü ildə, lent mikrofon təqdim olunub, başqa elektromaqnit növü tərəfindən hazırlanmışdır sanılan Harry F. Olson mahiyyətcə bir lent natiq əks-engineering. İllər ərzində bu mikrofonlar bir neçə şirkət, xüsusən də model nəzarətində böyük irəliləyişlər edən RCA tərəfindən mikrofona istiqamət vermək üçün inkişaf etdirildi. Televiziya və film texnologiyasının sürətlə inkişaf etməsi ilə yüksək sədaqət mikrofonlarına və daha çox yönəldilməyə tələb var idi. Electro-Voice , 1963-cü ildə Akademiya Mükafatına layiq ov tüfəngli mikrofonu ilə cavab verdi .

20-ci əsrin ikinci yarısında SM58 və SM57- lərini çıxartan Shure Brothers ilə inkişaf sürətlə inkişaf etdi . Son tədqiqat işlərinə fiber optik, lazer və interferometrlərin istifadəsi daxildir.

Komponentlər

Mikrofonun həssas çevirici elementi onun elementi və ya kapsul adlanır. Səs əvvəlcə diafraqma vasitəsi ilə mexaniki hərəkətə çevrilir, daha sonra onun hərəkəti elektrik siqnalına çevrilir. Tam mikrofona həmçinin korpus, siqnalın elementdən digər avadanlıqlara çatdırılması üçün bəzi vasitələr və tez-tez kapsulun çıxışını idarə olunan avadanlıqa uyğunlaşdırmaq üçün elektron sxem daxildir. Simsiz mikrofonda radio ötürücü var.

Növləri

Mikrofon üçün elektron simvol

Mikrofonlar kondensator, dinamik və s. kimi çevirici prinsipinə və istiqamət xüsusiyyətlərinə görə təsnif edilir. Bəzən mikrofonu təsvir etmək üçün diafraqmanın ölçüsü, təyinatı və ya mikrofonun əsas oxuna (son və ya yan ünvana) əsas səs girişinin istiqaməti kimi digər xüsusiyyətlərdən istifadə olunur.

Kondensator

1916-cı ildə Western Electric-də E. C. Wente tərəfindən [20] icad edilən kondensator mikrofonu həm də kondansatör mikrofonu və ya elektrostatik mikrofon adlanır - kondensatorlar tarixən kondensatorlar adlanırdı. Diafraqma bir kondansatörün bir lövhəsi kimi çıxış edir və səs vibrasiyaları plitələr arasındakı məsafədə dəyişikliklər yaradır. Plitələrin tutumu onların arasındakı məsafəyə tərs mütənasib olduğundan, titrəyişlər tutumda dəyişikliklər yaradır. Kapasitansdakı bu dəyişikliklər səs siqnalını ölçmək üçün istifadə olunur. Sabit və daşınan plitələrin yığılmasına "element" və ya "kapsula" deyilir. Kondensator mikrofonlar telefon ötürücülərindən ucuz karaoke mikrofonlarından yüksək keyfiyyətli səsyazma mikrofonlarına qədər diapazonu əhatə edir. Onlar ümumiyyətlə yüksək keyfiyyətli səs siqnalı istehsal edir və indi laboratoriya və səsyazma studiyası proqramlarında populyar seçimdir. Bu texnologiyanın özünəməxsus uyğunluğu, səs dalğasının daha çox iş görməsini tələb edən digər mikrofon növlərindən fərqli olaraq, gələn səs dalğası tərəfindən hərəkət etdirilməsi lazım olan çox kiçik kütlə ilə bağlıdır. Kondensator mikrofonlar ya fantom güc kimi avadanlıqdakı mikrofon girişləri vasitəsilə, ya da kiçik batareyadan təmin edilən enerji mənbəyi tələb edir. Güc kondansatör plitəsinin gərginliyini təyin etmək üçün lazımdır və həmçinin mikrofon elektronikasını gücləndirmək üçün lazımdır (elektret və DC-polyarlaşdırılmış mikrofonlar üçün impedans çevrilməsi, RF/HF mikrofonları vəziyyətində demodulyasiya və ya aşkarlama). Kondensator mikrofonlar həmçinin kardioid, hər yönlü və səkkiz rəqəm kimi bir sıra qütb nümunələri (aşağıya bax) təmin etmək üçün elektriklə birləşdirilə bilən iki diafraqma ilə mövcuddur. Bəzi mikrofonlarla, məsələn, Røde NT2000 və ya CAD M179 ilə nümunəni davamlı olaraq dəyişmək də mümkündür. Səs siqnalının ötürücüdən çıxarılması üsulundan asılı olaraq kondensator mikrofonlarının iki əsas kateqoriyası var: DC-məsləhətli mikrofonlar və radio tezliyi (RF) və ya yüksək tezlikli (HF) kondensator mikrofonları.

DC istiqamətli kondensator

DC yönlü kondensator mikrofonu ilə plitələr sabit yüklə (Q) qərəzlidir. Kondansatör plitələrində saxlanılan gərginlik, tutum tənliyinə (C = Q⁄V) uyğun olaraq havadakı vibrasiya ilə dəyişir, burada Q = kulonlarda yük, C = faradlarda tutum və V = voltlarda potensial fərq. Kondansatördə demək olar ki, sabit bir yük saxlanılır. Kapasitans dəyişdikcə, kondansatör üzərindəki yük çox az dəyişir, lakin eşidilən tezliklərdə o, həssas şəkildə sabitdir. Kapsulun tutumu (təxminən 5 ilə 100 pF) və əyilmə rezistorunun dəyəri (100 MΩ-dən onlarla GΩ-ə qədər) səs siqnalı üçün yüksək ötürücülü, əyilmə gərginliyi üçün isə aşağı keçidli filtr təşkil edir. Qeyd edək ki, RC dövrəsinin vaxt sabiti müqavimət və tutumun məhsuluna bərabərdir. Kapasitans dəyişikliyi müddətində (20 Hz audio siqnalında 50 ms-ə qədər) yük praktiki olaraq sabitdir və kondansatördəki gərginlik tutumun dəyişməsini əks etdirmək üçün ani olaraq dəyişir. Kondansatördəki gərginlik əyilmə gərginliyindən yuxarı və aşağı dəyişir. Yanlış və kondansatör arasındakı gərginlik fərqi seriyalı rezistorda görünür. Rezistordakı gərginlik performans və ya qeyd üçün gücləndirilir. Əksər hallarda, mikrofondakı elektronikanın özü heç bir gərginlik qazanmasına kömək etmir, çünki gərginlik fərqi olduqca əhəmiyyətlidir, yüksək səs səviyyələri üçün bir neçə volta qədərdir. Bu, çox yüksək empedanslı dövrə olduğundan, gərginliyin sabit qalması ilə adətən yalnız cari qazanc tələb olunur.

RF kondensator mikrofonları

AKG_C451B

RF kondensator mikrofonları aşağı səs-küylü osilator tərəfindən yaradılan nisbətən aşağı RF gərginliyindən istifadə edir. Osilatordan gələn siqnal ya kapsul diafraqmasını hərəkət etdirən səs dalğalarının tutum dəyişiklikləri ilə amplituda modullaşdırıla bilər, ya da kapsul osilator siqnalının tezliyini modulyasiya edən rezonans dövrəsinin bir hissəsi ola bilər. Demodulyasiya çox aşağı mənbə empedansı ilə aşağı səs-küylü audio tezlik siqnalı verir. Yüksək əyilmə gərginliyinin olmaması, daha yüksək uyğunluq səbəbindən daha geniş tezlik reaksiyasına nail olmaq üçün istifadə oluna bilən daha boş gərginliyə malik diafraqmanın istifadəsinə imkan verir. RF-nin meylləndirilməsi prosesi daha aşağı elektrik empedansı ilə nəticələnir, bunun faydalı əlavə məhsulu RF kondensator mikrofonlarının çirklənmiş izolyasiya səthləri olan DC yönlü mikrofonlarda problemlər yarada bilən rütubətli hava şəraitində işlənə bilməsidir. Sennheiser "MKH" seriyalı mikrofonlar RF meylli texnikadan istifadə edir. Eyni fiziki prinsipin gizli, uzaqdan enerjili tətbiqi Sovet rus ixtiraçısı Leon Theremin tərəfindən hazırlanmışdır və 1945-1952-ci illər arasında ABŞ səfirinin Moskvadakı iqamətgahını sındırmaq üçün istifadə edilmişdir.

Elektret kondensatoru

Elektret mikrofonu 1962-ci ildə Bell laboratoriyalarında Gerhard Sessler və Jim West tərəfindən icad edilmiş kondensator mikrofon növüdür.[21] Adi kondensator mikrofon üçün istifadə olunan xaricdən tətbiq olunan yük, elektrik materialında daimi yüklə əvəz olunur. Elektret, daimi olaraq elektrik yüklü və ya qütbləşmiş ferroelektrik materialdır. Adı elektrostatik və maqnitdən gəlir; statik yük, bir dəmir parçasındakı maqnit sahələrini hizalamaqla daimi maqnitin düzəldilməsi kimi, materialdakı statik yüklərin düzülüşü ilə bir elektriketə daxil edilir. Yaxşı performansına və istehsal asanlığına, buna görə də aşağı qiymətə görə, bu gün istehsal edilən mikrofonların böyük əksəriyyəti elektret mikrofonlarıdır; yarımkeçirici istehsalçısı illik istehsalı bir milyard ədəddən çox qiymətləndirir.[22] Onlar yüksək keyfiyyətli səsyazma və yaxa mikrofondan tutmuş kiçik səsyazma cihazlarında və telefonlarda quraşdırılmış mikrofonlara qədər bir çox proqramlarda istifadə olunur. MEMS mikrofonlarının yayılmasından əvvəl[23] demək olar ki, bütün cib telefonu, kompüter, PDA və qulaqlıq mikrofonları elektret tipli idi. Digər kondansatör mikrofonlarından fərqli olaraq, onlar heç bir qütbləşdirici gərginliyə ehtiyac duymurlar, lakin tez-tez güc tələb edən inteqrasiya olunmuş ön gücləndiricidən ibarətdir (çox vaxt səhv olaraq qütbləşmə gücü və ya qərəzli adlanır). Bu səs gücləndiricisi tez-tez səs gücləndirici və studiya proqramlarında fantomla işləyir. Fərdi kompüterlər (kompüterlər) üçün nəzərdə tutulmuş monofonik mikrofonlar, bəzən multimedia mikrofonları da adlandırılır, stereo üçün adətən istifadə edilən 3,5 mm-lik fişdən enerjisiz istifadə edir; üzük, ikinci kanal üçün siqnal daşımaq əvəzinə, kompüterdəki (adətən) 5 V təchizatından rezistor vasitəsilə enerji ötürür. Stereofonik mikrofonlar eyni konnektordan istifadə edir; avadanlıq və mikrofonlar tərəfindən hansı standartın istifadə olunduğunu müəyyən etmək üçün açıq bir yol yoxdur. Elektret mikrofonları bir vaxtlar aşağı keyfiyyətli hesab edilsə də, ən yaxşıları indi hər cəhətdən ənənəvi kondensator mikrofonlarla rəqabət apara bilər və hətta ölçmə mikrofonu üçün lazım olan uzunmüddətli sabitlik və ultra düz cavabı təklif edə bilər. Yalnız ən yaxşı elektret mikrofonlar səs-küy səviyyəsi və keyfiyyət baxımından yaxşı DC-polyarizasiyalı qurğularla rəqabət aparır; elektret mikrofonları ucuz kütləvi istehsala imkan verir, təbii olaraq bahalı qeyri-elektret kondenser mikrofonlar isə daha yüksək keyfiyyətlə hazırlanır.

Mənbə

• БСЭ. "Микрофон" məqaləsi Arxivləşdirilib 2009-03-27 at the Wayback Machine