Антишумовой микрофон

Антишумовой микрофон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

М б3086

Класс 21а, 2„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOl СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Запегистрировано в Бюро usoopeme uic Госплана ири (.ОК СССР

В. К. Иофе

Антишумовой микрофон

Заявлено 7 января 1939 года в Наркомзлектропром за № 36214 (303169) Опубликовано 31 января 1944 гола

A cop

Pc4 =—

r звука.

Полученные зависимости будут выглядеть наглядней, если мы воспользуемся ими, чтобы найти для р обоих случаев отношение Р, т. е.

P определим какая величина разности давлений приходится на единицу звукового давления в волне Раздегде; А — сила источника звука, о †кругов частота излучаем ого звука, р — плотность среды, г — среднее расстояние приемника от источника.

Проблема созда|ния звукового микрофона по существу сводится к созданию прибора, чувствительного и наиболее важным для артикуляции звукам и речи и малочувствительного к звукам различных помех.

К достижению этой цели можно итти различными путями. В настоящем изобретении используется явление различной чувствительности микрофона на градиент давления и звука от далеких (помехи) и близких (рот) источников.

Принципиально далекий и близкий источники различаются для приемника тем, что в то времякак первый дает форму фронта волны плоскую, второй дает форму фронта сферическую, Амплитуда звукового давления в сферической волне выражается в виде

В плоской волне амплитуда звукового давления имет иной вид:

1 пл = А и о (-2)

Поместим в звуковое поле приемн|гк на градиент давления, выполненный хотя бы в виде диафрагмы, на обе стороны которой может действовать звуковое давление, причем длина кратчайшего расстояния между этими сторонами равна d. Результирующее давление, действующее на такую диафрагму, равно разности давлений, действующих на ее обе стороны. Если провести соответствующие вычисления, то разности давлений для плоской и сферической волны выразятся:

Ьр,4,=2Am d + (3) г2 рп-л = 2 А <в р д К (4)

Здесь К = —, где ч — скорость ч

М 63086 лив выражение (3) на (1} и соответственно (2) на (4), получим: (— ) =2dg/ К â€” —;

2с1 К (5) (6) — )К, I результирующая сил,а падает " чвi стотой медленнее, чем это следовало бы по закон1у прямой пропорциональности. Поэтому частотная хара(ктеристи(ка ленточного микрофона, будучи прямолинейной во всем диапазоне по отношению к далеким источникам звука, будет иметь заметный по(дьем на низких частотах для близких (источнико1в звука. Этот нежелательный с точки зрения обычных микрофонов подьем корректируется шунтированием микрофона дросселем, «подсажива(ощим» на(пряжение, ра звиваемое микрофоном на низах (низких часИз выражений (5) и (6) мы видим, что при постоянной величине звукового давления в волне действующее на диа(фрагму результирующее давление меняется в зависимости от частоты для сферической волны по закону

К » 1 (7) а для плоской по закону

К, (8) т. е. по закону прямой пропорциональности. Последняя зависим(ость используется в ленточном микрофоне, который управляется массой (иными словами, полное сопротивление подвижной, системы которого имеет инерционный, характер) пропорционально частоте. В силу этого скорость подвижной системы (а следовательно и развиваемое напряжение), как частное силы и сопротивления, будет независима от частоты. Но так дело будет обстоять лишь для больших расстояний.

Для малых же расстояний от источника мы должны пользоваться уже выражениями (5) и (7). Очевидно, что когда

Здесь:  — индукция, l — длина проводника, х — скорость ленточки.

В свою очередь

Я х=—

z (10) F — результирующая сила, действующая на ленточку, равна

F= Shp, (11) где S — поверхность ленточки и

Ям.х —,полное механическое сопроти(вление, согласно вышесказанному, имеющее инерционный характер, т. е. могущее быть вы(раженным в виде

Z„, = (12m, (1 2) где m — приблизительно равно массе ленточки.

Вычисляя чувствительность микрофона для близкого источника, мы должны брать величину для 5 р, соответствующую величине звукового давления в волне р, равной единице (5).

В1Г

Тогда е =— мех

B1S.2d К2 (Г2

281яа 4/ 1+1 (13)

m Э а напряжение на сопротивлении нагрузки 1х будет

V — . (14)

y (R+ R,I + —., „ тотах). Для получения же антишумовых свойств целесообразнее будет корректировать, микрофон не параллельной самоиндукцией, а последова1тельной емкостью.

Пусть ленточный микрофон 1, имеющий внутреннее сопротивление

1х1, через трансформатор или непосредственно (фиг. 1 чертежа) рабстает через емкость С на сопротивление нагрузки R.

Э. д, с., рвеавиваемая микрофоном, е = Blx (9) Ло 63086

Подставив (13) в (14), получим

2B1Sd . R — +

v- оР r-

V— (15) Уравнение (15) не будет зависеть от частоты при условии, что — (16)

v 1

"- с- что может быть переписано в в яде =а"-С -(R+R,.)- (17) либо — = С (R+ R,). (18)

Последнее выражение имеет определенный физический смысл: для того, чтобы частотная характеристика ленточного микрофона была равномерной для расстояния г источника от микрофона, постоянная времени СК цепи, в которую включен микрофон, должна быть равна времени, потребному на прохождение звука от источника до микрофона. Для источников, находящихся ближе, чем на расстоянии г =C(R+ R;) н, (19) частотная характеристика будет иметь подъем на низах, а для ьаходящихся дальше — за вал, тем больший, чем больше отличается это расстояние ог определяемого по выражению (19). Ясно, что практически всеисточники помех обычно находятся гораздо дальше, чем полезный источник звука (рот), и поэтому, если постоянная времени цепи подобрана так, чтобы скорректировать ее для полезного источника:, то для помех характеристика будет сильно заваленной на низах. А так как маскирующее действие помех главным образом обусловлено влиянием их низкочастотных составляющих, то малая чувствительность микрофона в низкочастотной части диапазона приведет к сильному уменьшению мешающего действия помех.

Таким образом для получения а»тишумового действия от ленточного микрофона следует держать его возможно ближе ко рту и затем корректировать его характеристику включением последовательного конденсатора, чтобы удовлетворить уравнению (19).

Но в процессе разговора расстояние микрофона от рта может меняться, а следовательно может нарушиться соотношение (19). Во избежа ние этого, к микрофону можно приспособить ограничитель для фиксации расстояния от микрофона до рта наподобие изображенного на фиг. 2 чертежа, где схематически изображен (в разрезе) вид ленточного антишумового микрофона.

Здесь 1 — ленточка микрофона, 2— полюсные наконечники магнитной системы, 3 — ограничитель.

Предмет изобретения

Антишумовой микрофон лецточноготипа, отличающийся тем, что емкость корректирующего конденсатора, включенного последовательно в цепь микрофона или вторичной обмотки его тра1нсформатора, подобрана так, чтобы постоянная времени цепи, в которую включен конденсатор, была, примерно, ра вна времени, требующемуся звуку для прохождения пути от рта говорящего до ленточки.

Е авторскому свидетельству № 63086

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Госпланиздат Тип. Госпланиздата, им. Воровского, Калуга Л10!180. Зак. 206