Что такое микрофон и как он устроен? Типы микрофонов по принципу действия

Речь – основное средство обмена информацией между людьми. С развитием цифровой и аналоговой техники человечество научилось записывать звуки на физические носители с помощью микрофонов и передавать его на значительное расстояние. Без этих устройств не могли бы существовать телевидение, современная музыка, мобильная связь, голосовое управление техникой. Рассмотрим, что такое микрофон, как он устроен. Дадим краткое описание устройства, разберёмся с его типами и принципом действия.

Микрофон: что это такое, для чего служит

Микрофон – электроакустическое устройство, преобразователь звуковых (акустических) колебаний в электрический сигнал. Первые образцы изобретены в XIX веке сразу несколькими учёными. С начала XX века учёные из разных стран создают звукозаписывающее оборудование, функционирующее на разных принципах. По принципу действия различают следующие типы микрофонов:

• Динамический: катушечные и ленточные.
• Конденсаторный: электретные и ламповые конденсаторные.
• Угольный.
• Пьезоэлектрический или пъезомикрофон.
• Оптоакустический.

По функциональному назначению микрофоны разделяют на: студийные, сценические, измерительные, капсюли – применяются в телефонах, модели для гарнитур, гидрофоны и прочие специфические разновидности.

По направленности преобразователи делятся на направленные, всенаправленные, однонаправленные, с направленностью «петля» или «восьмёрка», с гиперкардиоидной и суперкардиоидной направленностью.

Назначение микрофона

Микрофоны созданы для преобразования звуковых колебаний в электрический сигнал. Сначала получаемая акустическая волна трансформируется в механическое движение мембраны. Последняя служит основой для формирования электрических импульсов. Электроакустическое оборудование применяется там, где нужно записать на цифровой или аналоговый носитель звук – речь, музыку, звучание природы либо передать его посредством электромагнитной волны.

Микрофоны применяются повсеместно, входят в состав аудио- и видеоаппаратуры: телефоны, камеры, устройства для голосового управления, громкоговорители. С помощью микрофонов озвучиваются фильмы и мультсериалы, записываются лекции и радиопередачи, диспетчеры доносят информацию до пассажиров на вокзалах и в аэропортах. 

Из чего состоит микрофон: схема и строение

В схему устройства входит три обязательных компонента, помещённых в корпус. Это:

• гибкая мембрана;
• проволочная катушка;
• постоянный магнит.

Принцип действия электродинамического микрофона прост. Гибкая мембрана контактирует с катушкой, расположенной между полюсами постоянного магнита. Разница давления, возникающая при прохождении звуковой волны, заставляет мембрану вибрировать. Эти движения передаются катушке и вызывают переменную ЭДС – электрический сигнал.

В других типах вместо катушки применяются конденсатор либо пьезоэлектрический компонент. Принятое обозначение микрофона на схеме – подчёркнутый кружок.

Частотная характеристика микрофона показывает диапазон акустических колебаний, в котором устройство способно формировать звук. Зависит от назначения прибора: для трансформации речи достаточно микрофона, работающего в диапазоне 70 Гц – 15 кГц, для перкуссионных инструментов нижняя граница опускается до 30 Гц.