mikrofon
 
Encyklopedia PWN
mikrofon
[gr.],
przetwornik elektroakustyczny przeznaczony do przetwarzania sygnałów akustycznych (np. dźwięków mowy, muzyki) na sygnały elektryczne;
zasadniczymi częściami m. są: membrana (lub inny element pełniący jej funkcję), pobudzana do drgań mech. falą akustyczną, oraz układ przetwarzający te drgania na sygnał elektr. (np. prąd elektr. o zmieniającym się napięciu czy natężeniu).
Zależnie od budowy i zasady działania rozróżnia się m.: magnetoelektryczne (dynamiczne), których gł. częścią jest ruchoma cewka połączona z membraną (m. cewkowy) lub cienki pasek folii aluminiowej (tzw. wstęga), pełniący funkcję membrany (m. wstęgowy); cewka lub wstęga, umieszczone w szczelinie magnesu trwałego, są pobudzane do drgań falą akustyczną, co powoduje indukowanie w nich siły elektrodynamicznej, a następnie przepływ zmiennego prądu elektr. w obwodzie; m. pojemnościowe (m. elektrostatyczne) — wykonane w postaci kondensatora o ruchomej elektrodzie stanowiącej membranę, której drgania powodują zmiany pojemności elektr. kondensatora; wymagają zasilania z zewn. źródła napięcia stałego lub zastosowania membrany elektretowej (m. elektretowy), wytwarzającej silne pole elektr. w szczelinie między elektrodami kondensatora (elektret); m. węglowe (m. stykowe) — w postaci komory wypełnionej proszkiem węglowym, o jednej ściance ruchomej, pełniącej funkcję membrany, której drgania powodują zmiany oporu elektr. styków między ziarnami proszku węglowego; są zasilane z zewn. źródła napięcia stałego; m. piezoelektryczne — zawierające piezoelement, którego odkształcenie mech. wywołane drganiami membrany powoduje wytworzenie napięcia na jego elektrodach (piezoelektryczność).
Pod względem sposobu działania fali akustycznej na membranę (lub inny element odbierający energię akustyczną) dzieli się też m. na: ciśnieniowe, w których ciśnienie akustyczne działa tylko na jedną stronę membrany, i gradientowe, w których drgania membrany są wywołane różnicą ciśnień akustycznych, występujących po jej obu stronach; osobną grupę tworzą m. ciśnieniowo-gradientowe, stanowiące kombinację obu rodzajów m.; m. ciśnieniowe są zazwyczaj wszechkierunkowe, m. gradientowe — dwukierunkowe, m. ciśnieniowo-gradientowe zaś — jednokierunkowe.
Parametrami charakteryzującymi m. są: skuteczność, zw. też czułością — stosunek napięcia elektr. na końcówkach m. do odpowiadającego mu ciśnienia akustycznego w miejscu umieszczenia m. (przy określonej wartości częst. i kierunku padania fali akustycznego), wyrażana zwykle w mV/Pa lub w dB (w odniesieniu do poziomu 1 V/Pa); charakterystyka kierunkowości — przebieg skuteczności m. w zależności od kąta, pod którym pada nań fala akustycznego, wyznaczany przy określonej wartości częst., zwykle przedstawiany w postaci wykresu we współrz. biegunowych; może mieć kształt koła dla m. wszechkierunkowych, ósemki — dla dwukierunkowych, kardioidy — dla jednokierunkowych, lub pośredni między kołem i ósemką — dla m. o regulowanej charakterystyce kierunkowości; charakterystyka przenoszenia — przebieg skuteczności m. w zależności od częst., wyznaczany przy określonej wartości ciśnienia akustycznego, zwykle przedstawiany w postaci wykresu we współrz. prostokątnych; niekiedy zamiast wykresu jest podawana nierównomierność skuteczności (w dB) w znamionowym pasmie częst.; dynamika — stosunek maks. napięcia elektr. otrzymanego z m. (przy braku zniekształceń) do napięcia szumów, wyrażany w dB. Określa się też impedancję m., wrażliwość na magnet. i elektr. pola zakłócające, a także wymiary i masę.
M. są powszechnie stosowane w urządzeniach telekomunik. (np. aparatach telefonicznych, urządzeniach radiowych i telew., magnetofonach, kamwidach), w urządzeniach stosowanych w miernictwie elektroakustycznym, hydrolokacji, defektoskopii ultradźwiękowej i in.
M. węglowy wynalazł 1878 D. Hughes, który nadał też mu nazwę „mikrofon”; pierwowzorem tego m. był przetwornik stykowy, zbud. 1854 przez Ch. Boursela, składający się z nieruchomego drutu, którego koniec stykał się z metal. membraną; jeden z pierwszych patentów na m. węglowy uzyskał też 1879 H. Machalski; 1917 E. Wente oprac. prototyp m. pojemnościowego, a 1929 A. Blumlein zbudował m. magnetoelektryczny (cewkowy); m. piezoelektryczny skonstruowano 1939, pierwsze m. elektretowe (woskowe) pojawiły się na rynku 1938 (w czasie II wojny światowej na dużą skalę zostały zastosowane przez Japończyków w urządzeniach polowych).
Mirosław Rusek
Ilustracje
Mikrofon magnetoelektryczny, schemat budowy (drgania membrany wywołują przepływ zmiennego prądu elektrycznego w uzwojeniu elektromagnesu)rys. J. Babicki/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia