Microfoane

Capitolul 1. Introducere

Microfonul este singurul aparat electroacustic capabil să capteze oscilaţiile sonore naturale, din acest motiv mai sunt numite şi surse de semnal primare. Microfoanele captează semnalele produse în spaţiul înconjurător transformând oscilaţiile acustice (mecanice) în oscilaţii electrice,obţinându-se la bornele acestora semnale electrice de audiofrecvenţă. Trebuie să facă aceasta fără nicio schimbare importantă în conţinutul informaţiei. Din acest punct de vedere trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

- Să producă un semnal electric suficient de mare în comparaţie cu propriul semnal de zgomot, pentru sunete normale;

- Să fie capabil să furnizeze un semnal de ieşire nedistorsionat pentru niveluri normale ale sunetului;

- Să producă un semnal aproximativ constant, indiferent de frecvenţa sunetelor captate;

- Să nu perturbe prin prezenţa sa câmpul sonot în care a fost introdus.

Atât pentru microfoanele monofonice, cât şi pentru cele stereofonice, principiile constructive, de funcţionare, parametrii şi caracteristicile microfoanelor sunt aceleaşi deoarece capsulele acestora sunt identice.

Una dintre condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească microfoanele impune anumite restricţii privitoare la dimensiunile microfonului. Dacă o undă sonoră întâlneşte un obstacol, cum este microfonul, ea se reflectă de suprafaţa acestuia, iar dacă dimensiunea sa este mai mare decât lungimea de undă, atunci unda suferă o reflexie puternică sau o difracţie care poate determina modificarea undei sonore. Fiind legat de lungimea de undă, efectul de difracţie variază cu frecvenţa sunetului.

Un microfon poate transmite fidel o anumită frecvenţă dacă dimensiunea lui este mai mică decât lungimea de undă corespunzătoare. De exemplu, dacă vrem să redăm correct frecvenţa de 10.000 Hz, microfonul trebuie să aibă un diametru mai mic decât:

La frecvenţe mai mari, această condiţie este greu de realizat în practică, mai ales dacă se cere ca microfonul să aibă bandă de lucru de 15.000 Hz. Din acest motiv, fenomenul de difracţie se face simţit sub forma unei directivităţi la frecvenţe, în medie, mai mari de 3.000 Hz. Dar la frecvenţe înalte, la această directivitate se mai adaugă un efect de directivitate cauzat de undele care cad oblic pe diafragmă şi sunt reflectate.

Microfoanele diferă între ele prin modul în care vibraţiile aerului sunt convertite în semnal electric. La cele mai multe microfoane elemental principal îl constituie diafragma, care vibrează sub acţiunea undelor sonore. Diametrul ei trebuie să corespundă condiţiilor de minimă difracţie, dar, întrucât micşorarea ei conduce la reducerea sensibilităţii, se realizează un compromise între cele două cerinţe contradictorii.

Capitolul 2. Caracteristicile electrice şi acustice ale microfoanelor

Microfoanele pot fi caracterizate ptrintr-o serie de indici calitativi, care constituie date importante pentru utilizarea acestora în instalaţiile de captare a sunetului.

Cele mai importante caracteristici electrice care influenţează esenţial calitatea transmisiunilor sonore sunt: sensibilitatea, caracteristica de frecvenţă, distorsiunile, zgomotul propriu şi rezitenţa internă.

2.1. Sensibilitatea

Sensibilitatea este calitatea microfonului de a transforma cât mai eficient energia acustică în energie electrică. Ea se exprimă cantitativ prin raportul dintre valoarea tensiunii electrice,în milivolţi, obţinută la bornele microfonului şi valoarea presiunii acustice, în microbari, ce se exercită asupra microfonului.

Tensiunea electrică care apare la bornele microfonului este proporţională cu presiunea sonoră exercitată asupra membranei, respectiv cu viteza particulelor de aer care antrenează membrana.

O dată cu indicarea sensibilităţii trebuie să se specifice şi modul de măsurare al tensiunii în gol sau pe o rezistenţă de sarcină. Sensibilitatea se mai exprimă şi în Db, luându-se ca referinţă 1V/μbar.

2.2. Caracteristica de frecvenţă

Caracteristica de frecvenţă sau răspunsul microfonului reprezintă nivelul tensiunii la bornele microfonului în funcţie de frecvenţă, la aplicarea unei oscilaţii acustice de intensitate constantă.

Ea se reprezită grafic, în abscisă având frecvenţa (scara este regula logaritmică), iar în ordonată nivelul tensiunii la bornele microfonului.

Frecvenţa sunetelor variază cu sensibiliatea microfoanelor. Caracteristica de frecvenţă care arată această dependenţă se dă fiecare indicând abaterile sensibilităţii faţă de sensibilitatea la frecvenţa de 1000 Hz, fie prin reprezentarea curbei de variaţie a sensibilităţii. Abaterile se indica de obicei în dB. Un exemplu de caracteristică de frecvenţe furnizate de producător este prezentat în figura 1.