Рассмотрим некоторые из типов микрофонов. Те, которые вероятней всего можно встретить в повседневном обиходе.

Во времена не столь отдаленные самым распространенным из микрофонов был угольный. Такой микрофон состоял из металлического корпуса, мембраны, в центре которой был укреплен подвижный электрод, неподвижного электрода, угольного порошка, изготовляемого из лучших сортов каменного угля (антрацита) и шелкового кружка, предотвращавшего высыпание угольного порошка.

При воздействии звукового давления на подвижную мембрану, она прогибалась, уплотняя угольный порошок. Сопротивление его при этом падало и ток в цепи увеличивался. При уменьшении звукового давления подвижная мембрана распрямлялась, сопротивление угольного порошка увеличивалось и ток в цепи, соответственно, уменьшался.

Таким образом, колебания тока в цепи с определенной степенью точности отображали колебания звукового давления и, индуцируя во вторичной обмотке согласующего трансформатора соответствующее напряжение, могли быть записаны на магнитофон или переданы в сеть связи.

Однако, угольные микрофоны никогда не отличались высокими техническими параметрами (низкая чувствительность, высокий уровень собственных шумов, узкий диапазон частот и т.п.), поэтому к настоящему времени сохранились лишь в старых моделях телефонных аппаратов.

В профессиональной же звукозаписи наибольшее распространение получили электродинамические и конденсаторные микрофоны, которые обладают гораздо лучшими техническими характеристиками.

Устройство электродинамического (катушечного) микрофона напоминает устройство динамического громкоговорителя, поэтому последние часто используются в качестве микрофона — в переговорных устройствах, рациях — там, где качество сигнала не имеет решающего значения.

Электродинамический микрофон имеет сильный постоянный магнит, напоминающий толстостенный стакан с круглым сердечником — керном в середине. К стороне, противоположной «дну» стакана прикреплен фланец — стальная накладка с круглым отверстием посередине. Между фланцем и керном магнита — узкий воздушный кольцевой зазор, в котором создается сильное магнитное поле. В этом кольцевом магнитном поле, не касаясь ни керна ни фланца, находится звуковая катушка из изолированного провода.

Катушка скреплена с подвижной мембраной,0 сделанной из алюминиевой фольги или специального пластика. Края мембраны гофрированы, благодаря чему она и скрепленная с ней звуковая катушка обладают подвижностью в осевом направлении.

Когда на мембрану воздействуют упругие колебания воздуха, вызванные акустическим сигналом, она начинает колебаться, увлекая за собой катушку. При этом провода катушки начинают пересекать силовые линии существующего в зазоре мощного магнитного поля, и в катушке индуцируется переменное напряжение той же частоты, что и у звуковых колебаний.

Чем выше тон звука, тем выше частота колебаний напряжения. Чем громче звук, тем больше амплитуда электрических колебаний звуковой частоты.

Устройство конденсаторного микрофона. Основу его, как следует из названия, составляет конденсатор, одной из обкладок которого (неподвижной) является металлокерамическая пластина, другой — подвижная металлическая мембрана. Корпус микрофона изготовлен из керамики и отделен от металлокерамической пластины изолирующим кольцом. Последовательно с образованным таким образом конденсатором включен источник тока и нагрузочное сопротивление R.

При воздействии на мембрану акустических колебаний она начинает изгибаться в ту или иную сторону, вызывая тем самым изменение емкости конденсатора. Заряд из конденсатора начинает перетекать в источник тока (при уменьшении емкости) и обратно (при увеличении емкости). Движения заряда есть не что иное как ток, который вызывает на включенном в цепь нагрузочном сопротивлении R переменное напряжение. Частота и амплитуда этого напряжения соответствует частоте и амплитуде воздействующего на микрофон акустического сигнала.

Конденсаторные микрофоны являются наиболее совершенными приборами, так как имеют широкий частотный диапазон, малую неравномерность частотной характеристики, низкий уровень нелинейных и переходных искажений, высокую чувствительность и низкий уровень собственных шумов. В этом их главное преимущество перед электродинамическими микрофонами, которые также имеют широкое распространение в технике звукозаписи. Номинальный диапазон частот у конденсаторных микрофонов может достигать величины 20…20000 Гц, неравномерность частотной характеристики чувствительности во всем диапазоне частот — не более 8 дБ.

Кроме вышеперечисленных, встречаются еще электромагнитные и ленточные микрофоны (рис. 2.1), но их применение очень ограничено. В узкоспециальных целях могут использоваться также пьезорезистивные микрофоны, микрофоны с диффузионной диафрагмой, в том числе с напыленным р-п-переходом, а также микрофоны на туннельном диоде и прочие экзотические конструкции, не имеющие отношения к системам звукозаписи.