Микрофон

Микрофон (от микро... и греч. phōnē - звук), электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. Применяется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиления и звукозаписи. По принципу действия М. подразделяются на угольные, электродинамические, конденсаторные, электретные, пьезоэлектрические и электромагнитные, по направленности действия - на ненаправленные, односторонне направленные (кардиоидные) и двусторонне направленные.

В порошковом угольном М., впервые сконструированном русскими изобретателями М. Махальским в 1878 и независимо от него П. М. Голубицким в 1883, угольная или металлическая мембрана под действием звуковых волн колеблется, изменяя плотность и, следовательно, электрическое сопротивление находящегося в капсюле и прилегающего к мембране угольного порошка. Вследствие этого сила тока, протекающего через М., также изменяется. Образуется пульсирующий ток, который в простейшем случае, протекая по проводной линии к телефону, вызывает колебания мембраны последнего, соответствующие колебаниям мембраны М. В результате многолетнего улучшения конструкции и электрических параметров М. с угольным порошком был создан М. капсюльного типа (рис. 1), широко применяемый в телефонии.

В электродинамическом М. катушечного типа, который изобрели американские учёные Э. Венте и А. Терас в 1931, применена диафрагма из тонкой полистирольной плёнки или алюминиевой фольги, жестко связанная с катушкой из тонкой проволоки, находящейся в кольцевом зазоре магнитной системы (рис. 2). При колебаниях диафрагмы под действием звуковой волны витки катушки пересекают магнитные силовые линии и в катушке наводится эдс, создающая переменное напряжение на её зажимах. Такой М. прост по конструкции, имеет небольшие габариты, надёжен в эксплуатации. В электродинамическом М. ленточного типа, изобретённом немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шотки в 1924, вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из очень тонкой (порядка 2 мкм) алюминиевой фольги. Такой М. применяется главным образом для музыкальных передач из студий.

В конденсаторном М. (рис. 3), изобретённом американским учёным Э. Венте в 1917, звуковые волны действуют на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние и, следовательно, электрическую ёмкость между мембраной и металлическим неподвижным корпусом, представляющими собой пластины конденсатора электрического. При подведении к пластинам постоянного напряжения изменение ёмкости вызывает появление тока через конденсатор, сила которого изменяется в такт с колебаниями звуковых частот. Такие М. распространены в высококачественных системах звукозаписи и звукопередачи.
В электретном М., изобретённым японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. 20 в. и по принципу действия и конструкции схожем с конденсаторным, роль неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения играет пластина из электрета.
В пьезоэлектрическом М., впервые сконструированном советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925, звуковые волны воздействуют на пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами, например из сегнетовой соли, вызывая на её поверхности появление электрических зарядов (см. Пьезоэлектричество). В электромагнитном М. звуковые волны воздействуют на мембрану, жестко связанную со стальным якорем, при колебаниях которого в зазоре постоянного магнита на выводах неподвижной катушки из провода, намотанного поверх якоря, появляется эдс. Пьезоэлектрические и электромагнитные М. применяются главным образом в радиолюбительских устройствах и слуховых аппаратах.
В стереофоническом радиовещании и звукозаписи применяют систему из двух одинаковых однонаправленных М. (чаще конденсаторных или электродинамических М.), помещенных в общем корпусе вплотную один под другим так, что направления их максимальная чувствительности расположены под углом 90? одно к другому (стереофонический М.).
В таблице приведены усреднённые значения основных параметров М. (в скобках указаны классы качества: Вк - высший, 1к - первый, 2к - второй, 3к - третий). Тип микрофона Параметры диапазон воспроизводимых частот, гц неравномерность частотной характеристики, дб осевая чувствительность на частоте 1000 гц, мв×м²/н
Угольный 300-3400 (3 к) 20 1000
Электродинамический катушечного типа 100-10 000(1к) 12 0,5 30-15 000 (Вк) ~1,0
Электродинамический ленточного типа 50-10 000 (1к) 10 1 70-15 000 (Вк) 1,5
Конденсаторный 30-15 000 (Вк) 5 5
Пьезоэлектрический 100-5 000 (2к) 15 50
Электромагнитный 300-5 000 20 5
Лит.: Фурдуев В. В., Акустические основы вещания, М., 1960; Дольник А, Г., Эфрусси М. М., Микрофоны, 2 изд., М., 1967.
? А. В. Никонов.