tTon, если микрофон закреплен на настольной стойке, или ударе о пол при закреплении микрофона на напольной стойке. Чтобы уменьшить влияние ударов иа подвижную систему микрофона, стенки корпуса делаются достаточно толстыми, а у ручных микрофонов корпус должен быть и достаточно массивным.

В корпусах микрофонов закрепляются также, если это необходимо, и такие элементы, как корректирующие депи, переключатели, выключатели, а в дне корпуса - микрофонные соединители или детали, крепящие выходной кабель,

У электретных микрофонов в задней половине корпуса размещаются предварительный усилитель с выходным трансформатором и батарея питания. У микрофонов этого типа преобразования обе половины корпуса соединяются как правило, на резьбе. Такая конструкция позволяет легко вставлять и вынимать батарею питания.

Электроакустический преобразователь электродинамического катушечного микрофона состоит из подвижной, магнитной и акустической систем. Схематический поперечный разрез типичной конструкции электроакустического преобразователя (капсюля) катушечного электродинамического ненаправленного микрофона представлен иа рис. 4.2.

Подвижная система микрофона представляет собой диафрагму с жесткой центральной частью сферической формы / и мягким гофрированным подвесом 2, цилиндрической катушкой 3, приклеенной к площадке между центральной частью диафрагмы и подвесом. Магнитная система содернит постоянный магнит 4 и магнитопровод, состоящий из стакана 6, фланца 6 и полюсного иаконечннка 7. Между внутренним диаметром фланца и внешним диамет- ром полюсного иакоиечника имеется кольцевой воздушный зазор 8. Магнит намагвичен по оси, поэтсму в воздушном зазоре магнитной цепн силовые линии направлены радиально.

Диафрагма приклеивается по периферии к фланцу так, чтобы катушка находилась в середине воздушного зазора магнитной цепи. При воздействии переменного звукового давления на диафрагму она начинает колебаться и вместе с иею приходит в колебание катушка. При этом она пересекает магнитные силовые линии, н в ней индуцируется электродвижущая сила (ЭДС). Таким образом, акустические колебания воздушной среды преобразуются в электрические.

При колебаниях диафрагмы в полостях между ней и полюсным наконечником и фланцем будет образовываться избыточное или пониженное давление. При движении диафрагмы к магнитной системе, воздух из полостей под ней начинает вытекать через воздушный зазор в свободный объем стакана 9, и через отверстия 10 в дне стакана в ряд полостей и объемов 11, соединенных между собой перегородками с отверстиями, закрытыми тканью 12.

Сверху иац диафрагмой на незначительном расстоянии от нее устанавливается накладка 13, форма центральной части которой близка к форме центральной части диафрагмы. Таким образом, между центральной частью диафрагмы и накладкой образуется щель 14. За центральной частью накладка обычно имеет широкие окна, т. е. акустически, в этой части, она прозрачна. Щель 14 оказывает существенное влияние на формирование частотной характеристики чувствительности микрофона на высоких частотах. Совокупность всех этих конструктивных элементов является акустической системой, а диафрагма с катушкой - механической системой электроакустического преобразователя.

Значение параметров механической системы равно, как и значение и соотношение параметров акустической системы микрофона, формируют частотную характеристику чувствительности. Если воздушный объем магнитной системы и присоединенные к нему полости и объемы герметически изолированы от внешней среды, то звуковое давление воздействует на диафрагму только с передней (фронтальной) стороны, т. е. микрофон имеет только один акустический вход. В этом случае чувствительность миврОфона не зависит от направления прихода звукового сигнала. Однако это справедливо только в диапазоне частот, пока размеры микрофона малы по сравнению с длиной волиы.

Схематический поперечный разрез капсюля направленного электродинамн-, ческого кат щечного микрофона представлен на рис. 4.3. Он отличается от

ненаправленного тем, что в стакане магнитной цепи, а иногда и в примыкающем к нему объеме, имеются отверстия 15, закрытые тканью. Эти отверстия служат для доступа звукового давления к задней стороне диафрагмы. Таким образом, направленный микрофон отличается от ненаправленного тем, что он имеет минимум два акустических входа, причем звуковая волна достигает второго акустического входа со сдвигом фазы

(О d

Ф =-cose, (4.1)

где (й=2зг/ - круговая частота, с~; d-расстояние от первого акустического входа т. е. от передней стороны диафрагмы до второго акустического входа, м; 0-угол падения звуковой волны, град; Со -скорость звука, м-сек-. . Далее на пути от отверстий, второго акустического входа до задней поверхности диафрагмы звуковая волна получает также сдвиг фазы, величина которого зависит от параметров акустической системы микрофона.

В зависимости от асимметрии воздействия звукового давления иа обе стороны звукоприемной поверхности, микрофон будет иметь различные формы характеристики иаправленности,. т. е. различную чувствительность на данной частоте в зависимости от угла падения звукового давления.

В общем случае характеристика направленности R(@), т. е. отношение чувствите.пьностимикрофона при падении звуковой волны под углом в к чувствительности под углом 0°, выражается уравнением

где А - параметр, определяющий форму характеристики направленности, €) - угол падения звуковой волны. При различных значениях А получается различная форма характеристики направленности, так:

при i4 = 0 i?(e)= 1 -круг, при А=\ /?(6) = 1 /2(1 -f cos6) - кардиоида,

при Л = 1,7 -суперкардиоида, (4.3)

при i4 = 3 - гиперкардиоцда, при у4- - со /?(6) = cos6 -косинусоида.

Микрофон с косинусоидальной характеристикой направленности, т. е. дву-сторонне направленный, иногда называют .микрофоном градиента давления. Микрофон с кардиоидной, суперкардиоидной и гиперкардиоидной характеристиками .направленности называется односторонне направленным или кожби-* нированным. Последнее название он получил потому, что раньше для создания односторонне направленных микрофонов электрически соединяли микрофон давления и микрофон градиента давления и заключали их в общий корпус. Современные односторонне направленные микрофоны имеют один электроакустический преобразователь с двумя или более акустическими входами для доступа звукового давления к приемному элементу - диафрагме. .

: Односторонне направленные микрофоны характеризуются тем, что они имеют * интегральную чувствительность в передней- полусфере больше интегральной чувствительности в задней полусфере. Максимальное отношение этих величин имеет так называемый остронаправленный микрофон, схематический поперечный разрез которого представлен на рис. 4.4. Он состоит из звукоприемного элемента /, представляющего собой трубку с отверстиями или прорезями вдоль ее длины, закрытыми тканью 2. Трубка плотно примыкает к односторонне направленному микрофону 3 (либо электродинамического катушечного, либо конденсаторного типа). Трубка с отверстиями является своеобразной линией задержки, так как при падении звуковых волн под углом в к ее оси звуковое давление через каждое отверстие достигает диафрагмы микрофона с различными сдвигами фаз, вследствие чего звуковое давление будет ослаблено по

фавиению с давлением, действующим на диафрагму микрофона при падении луковых волн вдоль оси трубки. Сдвиг фазы звукового давления от различиях отверстий трубки

(odt

(р = -- (1 -cose).

di - расстояние от начала трубки до i-ro отверстия, со - круговая частота, во - скорость звука.

На низких частотах сдвиг фазы звукового давления, достигщего приемного элемента микрофона, от отверстий трубки, будет очень мал н поэтому частотная характеристика иаправленности будет определяться только ЧХН самого микрофона. На средних и высоких частотах ЧХН определяется параметрамв трубки, при этом ткань на отверстиях трубки является акустическим сопротивлением. Для обеспечения ЧХН и ЧХЧ сопротивление отверстий трубки должно увеличиваться по мере приближения к .микрофону.

Рис. 4.4. Схематический поперечный разрез электроакустического преобразователя остронаправленного микрофона:

/ - звукоприемиый элемент; 2 - отверстия, закрытые тканью; 3 - .vиhpcфoн

Рис. 4.5. Схематический поперечный разрез электроакустического преобразователя электродинамического ленточного йикрофоиа:

1 - магнитная система; 2 - гофрированная ленточка; 3 - контактная система; 4 - звукопровод; 5 - отверстие; 6 - лабиринт

Ленточный микрофон является вторым вариантом микрофонов электродинамического типа. Схематический поперечный разрез этого микрофона показан на рис. 4.5. Микрофон состоит из магнитной системы /, в воздушном зазоре которой расположена подвижная система, представляющая собой легкую тонкую гофрированную ленточку 2. Магнитная система представляет собой два плоских бруска, расположенных друг против друга противоположными полюсами и контактной системы 3, которая служит и креплением ленточки. Ленточка изготовляется нз алюминиевой фольги толщиной 1 ...2 мкм. Ширина ленточки составляет 2 ... 3 мм, а длина 40 ... 50 мм. При воздействии на ленточку переменного звукового давления она начинает колебаться и пересекает магнитные силовые линии, при этом в ней индуцируется ЭДС, величина которой очень мала. Поскольку сопротивление леиточки невелико, все ленточные микрофоны имеют повышающий трансформатор.

В зависимости от того, какую ЧХН хотят придать микрофону, задняя сторона леиточки нагружается на различную акустическую нагрузку. Если задняя сторона ленточки полностью открыта, то микрофон имеет двустороине направленную ЧХН. Такой микрофон называют градиентным. Если задняя сторона леиточки полностью закрыта звукопроводом 4 (рис. 4.5)-, т. е. микрофон имеет только одни акустический вход, то он становится ненаправленным, пока его размеры малы по сравнению с длиной волны.

Если в звукопроводе и.меется отверстие 5 и объем с задней стороны ленточки нагружен на лабиринт 6, то в зависимости от соотношений параметров перечисленных элементов микрофон может иметь ЧХН любой промежуточ-