Микрофон ‑ электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. По принципу действия микрофоны подразделяются на угольные, электромагнитные (электродинамические), конденсаторные, пьезоэлектрические и д.р.

Электромагнитный микрофон (электродинамический, динамический) ‑ наиболее распространенный тип конструкции микрофона (рисунок 1). Он представляет собой мембрану (1), жестко соединённую с лёгкой катушкой индуктивности (2), которая помещена в сильное магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом (3). Колебания давления воздуха (акустическая волна) воздействуют на мембрану и приводят в движение катушку. Когда катушка пересекает силовые линии магнитного поля, в ней наводится электродвижущая сила (ЭДС) индукции. ЭДС индукции пропорциональна как амплитуде колебаний мембраны, так и частоте колебаний.

Электродинамический микрофон практически аналогичен по конструкции динамической головке (динамику, громкоговорителю). Это, в сущности, «обращение» динамика: вместо подачи напряжения на катушку динамика для создания звука, мы снимаем с этой катушки напряжение, созданное внешним звуком. В ранней радиолюбительской практике динамики нередко использовались в качестве динамического микрофона. Конечно, настоящий динамический микрофон конструктивно несколько отличается от динамика: у него другая конструкция мембраны, катушка содержит большее количество витков и намотана гораздо более тонким проводом.

Основные недостатки электромагнитного микрофона заключаются в его малой чувствительности (наибольшая – у пьезоэлектрических и угольных). Однако данная конструкция микрофона обладает весьма равномерной частотной характеристикой в достаточно широкой полосе частот. Последний факт в сочетании с достаточно надежной конструкцией микрофона делает его конструкцию самой распространенной на сегодняшний день.

Применяется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиления и звукозаписи. В стереофоническом радиовещании и звукозаписи применяют систему из двух одинаковых однонаправленных микрофонов, помещенных в общем корпусе вплотную один под другим так, что направления их максимальной чувствительности расположены под углом 90° одно к другому (стереофонический микрофон). Так как конструкция электромагнитного микрофона аналогично конструкции динамика (громкоговорителя), в мобильных рациях часто используют динамик как для преобразования электрического сигнала в акустический, так и для обратного преобразования (т.е. динамик работает в качестве электромагнитного микрофона).

В электродинамическом микрофоне катушечного типа, который изобрели американские учёные Э. Венте и А. Терас в 1931, применена диафрагма из тонкой полистирольной плёнки или алюминиевой фольги, жестко связанная с катушкой из тонкой проволоки, находящейся в кольцевом зазоре магнитной системы (рис. 1). При колебаниях диафрагмы под действием звуковой волны витки катушки пересекают магнитные силовые линии и в катушке наводится эдс, создающая переменное напряжение на её зажимах. Такой микрофон прост по конструкции, имеет небольшие габариты, надёжен в эксплуатации. В электродинамическом микрофоне ленточного типа, изобретённом немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шотки в 1924, вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из очень тонкой (порядка 2 мкм) алюминиевой фольги. Такой Микрофон применяется главным образом для музыкальных передач из студий.

 

Принцип действия электродинамического катушечного микрофона состоит в следующем (рис. 1). В кольцевом зазоре 1 магнитной системы, имеющей постоянный магнит 2, находится подвижная катушка 3, скрепленная с диафрагмой 4. При воздействии на последнюю звукового давления она вместе с подвижной катушкой начинает колебаться. В силу этого в витках катушки, перерезывающих магнитные силовые линии, возникает напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

Электродинамический микрофон стабилен, имеет довольно широкий частотный диапазон, сравнительно небольшую неравномерность частотной характеристики.

Устройство ленточного электродинамического микрофона несколько отличается от устройства катушечной модификации (рис. 1). Здесь магнитная система микрофона состоит из постоянного магнита 1 и полюсных наконечников 2, между которыми натянута легкая, обычно алюминиевая, тонкая (порядка 2 мкм) ленточка 3. При воздействии на обе ее стороны звукового давления возникает сила, под действием которой ленточка начинает колебаться, пересекая при этом магнитные силовые линии, вследствие чего на ее концах развивается напряжение.

Т.к. сопротивление ленточки очень мало, то для уменьшения падения напряжения на соединительных проводниках напряжение, развиваемое на концах ленточки подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, размещенного непосредственно вблизи ленточки. Напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора является выходным напряжением микрофона.
Частотный диапазон этого микрофона довольно широк, а неравномерность частотной характеристики невелика.