Сравнительная оценка микрофонов, применяемых для звукопередач

Ассортимент микрофонов, выпускаемых отечественной и зару-
бе'жшщ промышленностью, достаточно велик. Число тех из них, ко-
торые отвечают требованиям высшего и I класса качества, состав-
ляет десятки названий. Однако стремление еще улучшить их тех-
нические и эксплуатационные свойства, получить возмбжность из-
менять акустические характеристики в соответствии с условиями
работы, приводит к тому, что перечень новых типов микрофонов про-
должает расти. Дальнейшее их совершенствование идет не только

0,в

0,2

0,4

0,6

в направлении повышения качественных параметров, но и по линии
поиска средств управления этими параметрами. Часто такое совер-
шонствование заканчивается разработкой комплекта микрофонов,
отличающихся параметрами и снабженных устройствами для рабо-
ты в, различных условиях (например, КМКЭ9).. ~, '

Рис. 6.3. Частотные характеристики по «фронту» (1, а) и «тылу» (2, 4) микро- фонов динамического МД-52А (1, 2) и ленточного МЛ-18 (3, 4) типов

Рис. 6.4. Кривые индекса направлен-
ности (1) и перепада чувствительности
«фронт» — «тыл» (2) для комбинирован-
ных микрофонов и их характеристики:
1 — круговая; 2 — кардиоидная; з — су-
перкардиоидная; 4.— гиперкардиоидная;
5 — косинуеоидальная

Катушечные микрофоны. Электродинамические катушечные ми-
крофоны в состоянии передать сигналы в достаточно широком диа-
пазоне частот (50-*-15000 Гц). Однако расширение диапазона за
пределы ЗОО-г-8000 Гц связано с дополнительной механо-акустиче-
ской коррекцией, требующей. высокой тщательности изготовления
микрофонов. Даже в этом случае неравномерность их частотной ха-
рактеристики не ниже 8 -г- 10 дБ. Их преимуществом является боль-
шая механическая прочность и способность работать как в поме-
щениях, так и вне их.

Катушечный микрофон — приемник давления (например,
МД-59), будучи ненаправленным, не пригоден для работы в услови-
ях повышенного шума. В этих условиях лучшие результаты дости-
гаются при применении катушечных микрофонов комбинированно-
го приема (например, МД-300-1, МД-82), которые имеют такой же
частотный диапазон, при характеристике направленности в форме
кардиоиды с перепадом чувствительности «фронт» — «тыл» в
10-7-15 дБ (кривые 1 и 2 на рис. 6.3).

Дальнейшее обострение характеристики направленности достига-
ется соединением в микрофоне двух катушечных капсюлей кардио-
йдного типа. Такой бикардиоидный микрофон (например, МД 0-1)
^имеет перепад чувствительности «фронт»— «тыл» до 15 -г- 18 дБ, но
неравномерность его частотной характеристики в диапазоне частот
150-^8000 Гц растет до 12 дБ.

Соединяя вместе два акустически комбинированных приемника,
можно.получить микрофон с изменяющейся направленностью. Сло-

жение напряжений от этих приемников в фазе и противофазе дает
кроме кардиоидной еще круговую или косинусоидальную характе-
ристику направленности, а изменение соотношения напряжений —
еще ряд (до восьми) характеристик такого вида, например как это
показано в верхней части рис. 6.4.

Такая возможность управления характеристикой направленности
реализуется, например, у микрофонов Д-330 и МД-69, причем дела-
ется это дистанционно. Указанные микрофоны позволяют также
дистанционно управлять частотной характеристикой в области низ-
ких частот, снижая чувствительность на частоте 50 Гц до 12 дБ.

Нужно иметь в виду, что при изменении характеристики направ-
ленности микрофона происходит изменение так называемого индек-
са направленности, который выражается равенством:

(6.9)

где noc и А^диф — соответственно уровни осевой и диффузной чув-
ствительности микрофона..

Этот индекс показывает, на сколько в результате обострения ха-
рактеристики направленности снижается уровень шума, принимае-
мого микрофоном, по отношению к сигналу, приходящему по на-
правлению его оси. Так как для ненаправленного микрофона
•^ос = -^диФ» ^т° Д^{ля него} @м = 0 и снижения шума* не будет. Это
видно также из рис. 6.4, на котором -кривая 1 показывает изменение
qm в зависимости от соотношения:

(6.10)

где #ос.гр и eqc.k — осевые чувствительности градиентного элемента
и всего комбинированного микрофона.

Из этой кривой следует также, что если характеристика имеет
вид кардиоиды (<?== 0,5), суперкардиоиды (<? = 0,63) илж гиперкардио-
иды (q — 0,75), то индекс (?_м, или, что то же, снижение диффузного,
шума, воспринимаемого микрофоном, будет соответственно состав-
лять 4,8; 5,2 и 6 дБ. Ш кривой 2 этого же рисунка можно найти пе-
репады чувствительности от фронта к тылу для любого вида харак-
теристики направленности.

Рассматривая основные параметры катушечных микрофонов,
можно заметить, что эти микрофоны по рабочему диапазону- частот
отвечают требованиям к высшему и I классу качества. Вместе с тем
далеко не все приближаются к ним в отношении неравномерности
частотной характеристики. Из микрофонов этого типа заслуживают
особого, внимания те, у которых имеется система управления на-
правленностью и частотной характеристикой (МД-69, МД-84, Д-45),
и остро*направленные (МД-77, МД-81А), для которых <?_м > 7 дБ.

Ленточные микрофоны. Микрофоны ленточного типа, являясь в
принципе приемниками градиента давления, имеют косинусоидалъ-
ную характеристику направленности. Однако они могут иметь и
другие характеристики направленности. Это достигается путем ком-.

бинации приемника градиента давления (ленточного микрофона) и
приемника давления (катушечного микрофона) или путем превра-
щения части ленточного микрофона в приемник давления, что осу-
ществляется при помощи специального механо-акустического устрой-
ства (МЛ-19). В результате такие комбинированные микрофоны мо-~
гут приобрести характеристики направленности любого из назван^-
ных типов. Частотная характеристика такого микрофона по фронту
и.тылу показйна на рис. 6.3 (кривые 3 и 4).

Ленточные микрофоны, в отличие от катушечных, имеют более
высокую неравномерность частотной характеристики (10 дБ) и не-
сколько суженный частотйый диапазон. Они отличаются еще и тем,
что у них, как у приемников градиента давления, появляются иска-
жения ближней зоны. Ленточные микрофоны заметно превосходят-
катушечные по размерам и по массе. Они требуют осторожного об-
ращения, так как их подвижная система (ленточка) недостаточно-
прочна.

Конденсаторные микрофоны. Все более широкое применение-
этих микрофонов в системах передачи объясняется их преимуще-
ствами по сравнению с микрофонами Других типов. Эти преимуще-
ства заключаются в более широкой (ЗО-г-16000 Гц) и равномерной
(5-7-6 дБ) частотной характериртике. в большей чувствительности^
в малых размерах и_:-массе.

Вследствие высокой чувствительности эти микрофоны можно раз-
мещать дальше от источника звука. Наличие же у некоторых из них
(МК-18, КСМ-19, U-891) регулирующих устройств позволяет уст-
ранять перегрузки, управлять направленностью и частотной харак-
теристикой. Наряду с преимуществами конденсаторным микрофонам
свойственны и некоторые недостатки. Так, уровень их собственных
шумов на Ю-т-15 дБ выше, чем у катушечных микрофонов. Правда,
они имеют наибольшую силу в области низких частот, где чувстви-
тельность слуха заметно снижается. Другой недостаток этих мик-
рофонов — их подверженность влиянию влажности, приводящая к
снижению чувствительности: и повышению уровня шума. Это застав-
ляет с осторожностью применять указанные микрофоны на откры-
том воздухе.

В связи с малыми размерами капсюлей этого типа они широко*
используются для создания остронаправленных и миниатюрных:
(петличных) микрофонов. Для последних особенно удобны микро-
фон» электретного типа (КМКЭ7), которые имеют широкий частот-
ный диапазон (ЗО-т-20.000 Гц) и удовлетворительную неравномер-
ность характеристики (8-т-12 дБ). Успехи в совершенствовании мик-
рофонов этого вида приводят к все большему их применению в си-
стемах высококачественной звукопередачи (МКЭ-11 и др.).

Конденсаторные (иногда катушечные) микрофоны используются:
также в системах, которые называются радиомикрофонами. Они
удобны в работе, так как не ограничивают движения исполнителя.

Сравнение современных микрофонов различного типа (см. При-
ложение 2) показывает, что многие из них имеют близкие по вели-
чине акустические параметры, позволяющие использовать их в вы-

• ' " • •. - \ 97;

•сококачественных системах звукопередачи. Это придает большую
важность отличительным особенностям микрофонов.

1. Катушечные и особенно ленточные микрофоны по сравнению
•с конденсаторными имеют повышенную неравномерность частотной
характеристики, меньшую чувствительность, большие размеры и
массу,

2. Ленточные и в меньшей мере конденсаторные микрофоны под-
вержены воздействию атмосферных условий. Последние из них, и
особенно электретные, имеют повышенный уровень шумов.

3. Для конденсаторного микрофона с переменной характеристи-
кой направленности размеры и масса увеличиваются меньше, чем
для таких же микрофонов другого типа.

4. Микрофоны-приемники градиента давления создают искаже-
шия ближнего поля, связанные с подчеркиванием низких частот при
размещении их на малом (0,3-^-0,5 м) расстоянии от исполнителя

(см. Приложение 1).

5. Преимуществом некоторых образцов микрофонов является воз-
можность использования их в качестве радиомикрофонов, а также
^наличие у них устройств для управления чувствительностью и час-
тотной характеристикой.