Урок по информатике на тему "Устройство компьютера". Микрофон это устройство обработки звуковой информации


Устройства обработки звуковой информации

Звуковая карта– это периферийное устройство, которое ещё несколько лет назад считалось экзотическим, а теперь стало почти стандартным и включено в состав основного набора микросхем системных плат. Звуковая карта обеспечивает запись и воспроизведение звуковой информации с качеством не хуже того, который обеспечивает звуковой компакт-диск. Имеет 16-битный стереофонический цифро-аналоговый и аналого-цифровой преобразователи для записи и воспроизведения звуковой информации с цифрового или аналогового носителей и микрофона. Поддерживает функции создания звуковых эффектов для игровых программ. Имеет стандартные выходы для подключения акустической системы компьютера и внешних усилителей звуковых частот.

Звуковая карта работает в трёх основных режимах: создание,записьивоспроизведениезвуковых сигналов. В режиме создания звука плата действует как музыкальный инструмент, синтезирующий сложный звуковой сигнал. Для синтеза используются два метода. Первый метод получил названиеFM-синтеза.FM-синтез осуществляется с помощью специальных генераторов, которые могут изменять частоту и амплитуду тона. Эти генераторы могут моделировать звучание определённого музыкального инструмента. На звуковой плате устанавливается от четырех до 18 генераторов, которые, соответственно, могут имитировать одновременное звучание двух – девяти инструментов. Звук, синтезированныйFM-методом, имеет некоторый "металлический" оттенок и не похож на звучание настоящего музыкального инструмента.

Второй метод получивший название WT-синтез, обеспечивает более высокое качество звучания. В основе этого синтеза лежат записанные ранее и хранящиеся в виде файлов образцы звучания музыкальных инструментов (MIDI-файлы).WT-синтезаторы манипулируют записанными образцами, создавая сложные музыкальные образы. Достоинство этого метода не только в высоком качестве синтезированного звука, но и в том, что количество и типы музыкальных инструментов можно расширить, установив на компьютер дополнительныеMIDI-файлы.

В режиме записи звуковая карта принимает звук от внешнего источника и производит его оцифровку, то есть преобразует его из аналоговой(непрерывной) формы вцифровую(дискретную) и сохраняет числовые данные виде файлов на диски. Качество оцифрованного звука во многом зависит от разрядности преобразования и частоты дискретизации.

При воспроизведении звуковая карта может принимать оцифрованный или непрерывный сигнал. Для этого карта имеет специальные разъёмы для подключения источников непрерывного сигнала, вход для подключения выход CD-диска и усилитель, позволяющий выводить сигнал на внешние акустические системы.

Качество оцифровываемого и воспроизводимого сигнала зависит от таких параметров звуковой карты, как частота дискретизация, которая должна составлять не менее 44 кГц, разрядность оцифрованного сигнала (12-16 бит) и возможность стереофонической записи и воспроизведения.

Устройства для соединения компьютеров в сеть

Модем. Одной из популярных областей применения персонального компьютера является работа в глобальной сетиInternet. К ней компьютер подключается по обычной телефонной или специальной линии с помощью устройства, которое называетсямодем (Модулятор+ДЕМодулятор). Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нём путём модуляции в специальный непрерывный сигнал, который и направляется в линию передачи. Модем-приёмник осуществляет обратное преобразование сигнала (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Скорость передачи данных современными модемами составляет 33 600 или 56 000 бит в секунду и зависит от поддерживаемого модемом протокола передачи. Модем конструктивно может быть выполнен как отдельное устройство, подключаемое к компьютеру через один из его стандартных последовательных входов или как внутреннее устройство, размещаемое внутри системного блока компьютера.

Развивающиеся цифровые технологии передачи данных, требующие значительно больших скоростей передачи и качества связи, требуют использования цифровых модемов. Цифровые модемы не являются действительно модуляторами-демодуляторами сигналов, так как и на входе и на выходе имеют импульсный сигнал. Они выпускаются разных модификаций для конкретных цифровых сетей и их скорость передатчик составляет от 300 Кбит/С до 2-5 Мбит/С. Выпускаются также сотовые модемы для работы в системе сотовой связи, и радиомодемы, которые осуществляют приём и передачу в пределах прямой видимости пары модемов и работают на ультракоротких волнах.

Сетевая карта. Если компьютеры объединяются в сеть, для которой прокладывается специальный кабель, то вместо используются специальные платы расширения, вставляемые в слот расширения системной платы. Такие платы называютсясетевыми адаптерами илисетевыми картами. Скорость передачи данных по сети через сетевые карты составляет 10 – 100 Мбит/С.

Сетевая карта имеет свой уникальный адрес, который однозначно определяет адрес локального компьютера в сети. Она преобразует данные, поступающие к ней от компьютера в специальные пакеты – кадры, пересылает их адресату, то есть другой сетевой карте и отвечает за надёжную доставку указанному адресату по сети. Так как функции, которые выполняет сетевая карта, достаточно сложны, в её состав включен специализированный процессор, обеспечивающий высокоскоростную аппаратную поддержку выполнения этих функций. При выборе сетевой карты основным параметром является тип сети, в состав которой будет включен локальный компьютер. Известные стандартные типы локальных сетей, такие как FDDI,Ethernetи др., несовместимы между собой, и каждая сетевая карта поддерживает только определённый вид локальной сети.

studfiles.net

Урок по информатике на тему "Устройство компьютера"

Разделы: Информатика

Тип урока: урок закрепления и обобщения знаний.

"Научиться можно лишь тому, что любишь, и чем глубже и полнее должны быть знания, тем сильнее, могучее и живее должна быть любовь".И. В. Гете

Цели урока:

  • контроль, обобщение  и систематизирование знаний об устройстве компьютера;
  • способствование развитию познавательной активности учащихся, внимательности, находчивости;
  • развитие интереса к предмету;
  • воспитание чувства ответственности за общее дело, умения работать в команде.

Подготовительный этап.

Класс делится на 2 команды, и каждая команда получает задание: придумать себе название и зашифровать его в виде ребуса. Приглашается жюри.

Ход урока

I. Организационный момент.

Приветствие, проверка присутствующих.

II. Тестирование.

  1. Устройство компьютера, предназначенное для обработки информации: а) внешняя память; б) процессор; в) монитор; г) клавиатура.
  2. Устройством вывода является: а) монитор; б) клавиатура; в) сканер; г) дискета.
  3. Устройством ввода является: а) принтер; б) монитор; в) сканер; г) дисковод.
  4. Оперативная память служит для: а) временного хранения данных и очищается при выключении питания ПК; б) временного хранения данных и при выключении питания ПК не очищается; в) временного хранения данных, от состояния питания ПК не зависит; г) долговременного хранения данных.
  5. Укажите тип принтера с наихудшим качеством печати: а) струйный; б) матричный; в) лазерный.
  6. Микрофон – это: а) устройство обработки звуковой информации; б) устройство хранения звуковой информации; в) устройство вывода звуковой информации; г) устройство ввода звуковой информации.
  7. При несоблюдении санитарно-гигиенических требований вредное влияние на здоровье человека может оказывать следующее устройство компьютера: а) принтер; б) монитор; в) системный блок; г) мышь.
  8. К устройствам внешней памяти не относятся: а) гибкие магнитные диски; б) жесткий магнитный диск; в) CD-ROM; г) оперативная память.
  9. Мышь – это: а) устройство вывода информации; б) устройство ввода символьной информации; в) устройство ввода манипуляторного типа; г) устройство хранения информации.
  10. Для переноса информации используют: а) дискету; б) оперативную память; в) дисковод; г) процессор.

Закончив работу с тестом, ребята меняются карточками с соседом по парте, проверяют (правильные ответы написаны на доске) и  выставляют оценки (критерии оценивания также написаны на доске). Затем работы сдают учителю.

Ответы: 1б, 2а, 3в, 4а, 5б, 6г, 7б, 8г, 9в, 10а.

  • 9–10 правильных ответов – «5»
  • 7–8 правильных ответов – «4»
  • 5–6 правильных ответов – «3»

III. Соревнование.

1. Представление команд (конкурс ребусов).

2. Закончи стихотворение.

Командам по очереди читаются стихотворения, которые они должны закончить. За правильный ответ команда получает 1 балл.

Скромный серый колобок, Длинный тонкий проводок, Ну а на коробке – Две или три кнопки. В зоопарке есть зайчишка, У компьютера есть... (мышка).

А теперь, друзья, загадка! Что такое: рукоятка, Кнопки две, курок и хвостик? Ну конечно, это... (джойстик).

Словно смелый капитан! А на нем – горит экран. Яркой радугой он дышит, И на нем компьютер пишет И рисует без запинки Всевозможные картинки. Наверху машины всей Размещается... (дисплей).

Около дисплея – главный блок: Там бежит электроток К самым важным микросхемам. Этот блок зовут... (системным).

По клавишам прыг да скок – Бе-ре-ги но-го-ток! Раз-два и готово – Отстукали слово! Вот где пальцам физкультура Это вот – ... (клавиатура).

В ней записаны программы И для мамы, и для папы! В упаковке, как конфета, Быстро вертится... (дискета).

И компьютеры порой Говорят между собой, Но для этого одна Им штуковина нужна. К телефону подключил – Сообщение получил! Вещь, известная не всем! Называется... (модем).

Для чего же этот ящик? Он в себя бумагу тащит И сейчас же буквы, точки, Запятые – строчка к строчке – Напечатает картинку Ловкий мастер Струйный... (принтер).

3. Эстафета.

Первая команда должна написать на доске Устройства ввода и обработки информации, вторая – Устройства вывода и хранения информации.

Проверка: каждый верный термин +1 балл. При необходимости учитель дополняет списки. Вместе с учениками считаются баллы.

4. Конкурс капитанов.

1-я команда.

  1. Назови клавишное устройство ввода информации. (Клавиатура).
  2. Характеристикой какого устройства является тактовая частота? (Процессора).
  3. Как называется системная плата компьютера? (Материнская).
  4. Диски CD-ROM магнитные или лазерные? (Лазерные).
  5. Назови клавишу, фиксирующую режим ввода заглавных букв. (CapsLock).

2-я команда.

  1. Назови основное устройство манипуляторного типа. (Мышь).
  2. Оперативная память физически реализована на диске или на микросхемах? (На микросхемах).
  3. Как называется кратковременная память компьютера? (Оперативная).
  4. В состав какого устройства входит арифметико-логическое устройство? (Процессор).
  5. Назови клавишу, стирающую символы слева от курсора. (BackSpace).

5. Разгадайте кроссворд.

Кроссворд выдается на карточках вместе с вопросами.

Вопросы:

  1. Устройство, при помощи которого человек вводит информацию в компьютер. (Клавиатура).
  2. Набор условных обозначений для записи заранее определенных символов. (Код).
  3. Устройство, при помощи которого люди считали с XVII до XX века включительно. (Арифмометр).
  4. Устройство, позволяющее выводить информацию из памяти компьютера на бумагу. (Принтер).
  5. Запоминающее устройство. (Память).
  6. Список, из которого можно выбрать команду. В этой строке находятся слова: файл, правка, вид и т.д. (Меню).
  7. Устройство, на которое выводится информация. (Монитор).
  8. Простейший вычислительный прибор, которым пользовались на протяжении веков. (Счеты).
  9. Главное устройство, “мозг” компьютера, который управляет всеми устройствами компьютера. (Процессор).

Если все отгадано верно, то в результате получится слово “компьютер”.

6. Составьте слова.

Из слов на карточке составить слова, связанные с информатикой и компьютером. Буквы в словах не могут повторяться, и все имеются в слове.

  1. Овод, диск. (Дисковод)
  2. Миф, нота, икра. (Информатика)
  3. Ель, писк.  (Пиксель)
  4. Сор, процесс. (Процессор)
  5. Кол, кони. (Колонки)

7. “Венгерский” кроссворд.

IV. Подведение итогов урока.

Награждение победителей.

V. Домашнее задание.

Составить кроссворд по теме «Устройства компьютера».

Поделиться страницей:

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Устройства для вывода звуковой информации Встроенный динамик

Устройства для вывода звуковой информации

  • Встроенный динамик

  • Колонки

  • Наушники

  • Микрофон

Динамик ПК

  • (англ. PC speaker) — простейшее устройство воспроизведения звука, применявшееся в IBM PC и совместимых ПК. Звучит довольно грубо и может раздражать некоторых пользователей. До появления недорогих звуковых плат динамик являлся основным устройством воспроизведения звука.

  • Благодаря низкому качеству и примитивности звуков, воспроизводимых устройством, оно получило ряд кличек — PC squeaker и PC beeper в английском языке; «скрипер», «хрипер», «хрюкер» и т. п. в русском.

  • Нау́шники или головны́е телефо́ны (англ. headphone) — устройство для персонального прослушивания речи, музыки или иных звуковых сигналов. В комплекте с микрофоном могут служить головной гарнитурой — средством для ведения переговоров по телефону или иному средству голосовой связи. Кроме того, наушники используются в звукозаписывающих студиях для точного контроля записываемого трека музыкальной композиции.

Классификация наушников

  • 1 По способу передачи звука

  • 2 По типу конструкции (виду)

  • 3 По способу подключения кабеля

  • 4 По конструкции излучателя

  • 5 По типу акустического оформления

  • 6 По сопротивлению

Технические характеристики

  • Основными техническими характеристиками являются: частотный диапазон, чувствительность, сопротивление, максимальная мощность и уровень искажений в процентном соотношении.

  • Частотная характеристика

    • Эта характеристика влияет на качество звука наушников. Наушники с больши́м диаметром мембраны имеют повышенное качество звучания. Среднее значение частотной характеристики 18 Гц — 20 000 Гц. Некоторые профессиональные наушники имеют частотный интервал от 5 Гц до 60000 Гц. Наиболее широкий заявленный частотный диапазон у некоторых моделей достигает 5 Гц — 125 кГц.
  • Чувствительность

    • Чувствительность влияет на громкость звука в наушниках. Обычно наушники обеспечивают чувствительность не менее 100 дБ, при меньшей чувствительности звук может быть слишком тихим (особенно при использовании наушников с плеером или подобными устройствами). На чувствительность влияет материал магнитного сердечника, применяемого в наушниках (например, неодимовые магнитные сердечники). Наушники-«вкладыши» с малым диаметром мембраны обладают маломощным магнитом.
  • Сопротивление (импеданс)

    • Здесь важно соответствие значения модуля полного электрического сопротивления наушников и выходного сопротивления источника звука. Большинство наушников рассчитано на сопротивление в 32 Ома. Наушники с сопротивлением в 16 Ом имеют повышенную излучаемую акустическую мощность. Для студийной работы используют наушники с максимальным значением импеданса.
  • Максимальная мощность

    • Максимальная (паспортная) входная мощность обуславливает громкость звучания.
  • Уровень искажений

    • Уровень искажений в наушниках измеряется в процентах. Чем меньше этот процент, тем лучше качество звучания. Привносимые наушниками искажения менее 1 % в полосе частот от 100 Гц до 2 кГц являются приемлемыми, тогда как для полосы ниже 100 Гц допустимо 10 %.

Опасности, связанные с наушниками

  • В наушниках каждое ухо воспринимает звуки, идущие исключительно от излучателя, предназначенного именно для этого уха, что в конечном счёте приводит к некоторой неестественности звучания и, как результат, — к повышенной утомляемости.

  • Наибольшую опасность для слуха представляют «наушники-вкладыши» и внутриканальные «наушники-затычки», так как при их использовании звук идёт непосредственно в ушной канал, минуя ушную раковину (которой обычно усиливаются все звуки которые мы слышим снаружи). То есть, звук который мы можем слышать в таких наушниках, не может усиливаться ушной раковиной, и он практически весь идёт только по слуховому каналу. При таком прослушивании нагрузка на слуховой канал даже при небольшой громкости значительно выше, чем при прослушивании обычных внешних звуков. Поэтому длительное использование наушников чревато частичной потерей слуха и может даже привести к глухоте.

  • Также существует опасность из-за наушников пропустить важный звуковой сигнал, например, при движении по дороге, как водителями (поэтому во многих странах вводятся ограничения на использование наушников водителями автотранспорта), так и пешеходами, что время от времени приводит к самым печальным последствиям.

Микрофон

  • В настоящее время классические Микрофоны для компьютера практически не применяются в Интернет телефонии (Skype). На смену микрофонам пришли более удобные и универсальные устройства, такие как: - гарнитуры (наушники с микрофоном) - USB телефоны - спикерфоны Применение современных компьютерных гарнитур обусловлено целым рядом преимуществ, таких как: сочетание ввода и вывода звука в одном устройстве, возможность освободить руки при общении, возможность сделать разговор конфиденциальным (окружающие не слышат голоса вашего собеседника), избавиться от эффекта «Эха», неизбежно возникающего при общении посредством микрофона и колонок. Гарнитуры, подключаемые к порту USB, позволяют использовать Skype даже если ваш компьютер не оснащен звуковой картой или звуковая карта используется для вывода музыки на колонки.

Литература

  • http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%B2%D1%8B%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0

rpp.nashaucheba.ru

Устройства вывода звуковой информации — курсовая работа

 

 

Учреждение  образования

«Белорусский государственный  университет культуры и искусств»

 

Кафедра информационных технологий в культуре

 

 

 

 

УСТРОЙСТВА  ВВОДА И ОБРАБОТКИ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Курсовая работа

 

 

 

 

 

 

Выполнил  студент 208группы Г.В. Булда

Проверил: доцент кафедры ИТК А.Г. Зезюля

 

 

 

Минск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

 

Курсовая работа 1

СОДЕРЖАНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ 3

УСТРОЙСТВА ВВОДА ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ. 5

История создания микрофонов 5

Устройство микрофона 7

Типы и функциональные виды микрофонов 8

Характеристики микрофонов 8

Применение микрофонов в культуре 10

ОБРАБОТКА ЦИФРОВОГО ЗВУКА 12

Методы, используемые для обpаботки звука 13

УСТРОЙСТВА ОБРАБОТКИ ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ 14

История звуковых карт для IBM PC 14

Задачи аудиокарты: 16

Виды звуковых карт 16

Компоненты звуковой карты. 17

Характеристики звуковой карты 17

Устройство звуковой карты 19

Цифроаналоговые преобразователи 20

Аналогоцифровые преобразователи 21

Классификация звуковых карт 22

Простейшие звуковые карты 22

Полупрофессиональные звуковые карты 24

Профессиональные звуковые системы 31

MIDI (цифpовой интеpфейс музыкальных инстpументов) 33

Аппаpатная спецификация MIDI 34

MIDI-синтезатор. 35

MIDI-клавиатуpа 35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 38

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Я выбрал эту тему, так как меня очень интересуют принципы действия, история создания устройств ввода и обработки звуковой информации, их характеристики и типы. Актуальность работы состоит в том, что в настоящее время звуковые устройства стали неотъемлемой частью каждого персонального компьютера. В процессе конкурентной борьбы был выработан универсальный, широко поддерживаемый стандарт звукового программного и аппаратного обеспечения. Звуковые устройства превратились из дорогих экзотических дополнений в привычную часть системы практически любой конфигурации. Но мало кто знает в современном обществе как работают эти устройства. Начать хотелось бы с описания звука.

Звук - это колебания (волны), распространяющиеся в воздухе или другой среде от источника колебаний во всех направлениях.

Громкость звука определяется амплитудой колебаний. Амплитуда звуковых колебаний зависит  в первую очередь от мощности источника  звука. Например, струна пианино при  слабом ударе по клавише звучит тихо, поскольку диапазон ее колебаний  невелик. Если же ударить по клавише  посильнее, то амплитуда колебаний  струны увеличится. Громкость звука  измеряется в децибелах (дБ). Шорох  листьев, например, имеет громкость  около 20 дБ, обычный уличный шум -- около 70 дБ, а близкий удар грома -- 120 дБ.

Человеческое  ухо воспринимает лишь небольшой  диапазон частот. Очень немногие слышат звуки ниже 16 Гц и выше 20 кГц (1 кГц = 1 000 Гц). Частота звука самой низкой ноты на рояле равна 27 Гц, а самой высокой - чуть больше 4 кГц. Наивысшая звуковая частота, которую могут передать радиовещательные FM-станции, - 15 кГц. Каждый звук характеризуется частотой и интенсивностью (громкостью).

Современный этап в развитии записи , воспроизведения и обработки звука характеризуется тенденцией к переходу на цифровую форму представления информации. Большинство звуков представляются в аналоговой форме, и для обработки их с помощью ЭВМ они преобразуются в цифровой n-разрядный код.

Для управления изменением аналоговых величин по результатам  их обработки в ЭВМ необходимо осуществлять обратное преобразование цифровой информации, в аналоговую.

  Преобразование осуществляется с помощью преобразователей цифро-аналоговых (ЦАП) и аналого-цифровых (АЦП). Существуют различные методы цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования, реализующие различные алгоритмы функционирования и соответствующие структуры технической реализации.

Цель  работы: разработка классификаций устройств ввода и обработки звуковой информации

Задачи: изучение технологий, аппаратных и технических средств ввода и обработки звуковой информации.

 

 

УСТРОЙСТВА ВВОДА  ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ.

История создания микрофонов

Устройства  ввода звуковой информации служат для  оцифровки или записи звука.  К  ним можно отнести различные  виды микрофонов. Микрофон способен преобразовать  акустический сигнал в электронный. То есть пользователь ПК, может записать свой голос по средствам этого устройства ввода. Эти устройства преобразуют звуковые колебания в электрические.

В начале наибольшее распространение получил угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Г.Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Конденсаторный  микрофон был изобретён американским учёным Э. Венте в 1917 году. В нём  звук воздействует на тонкую металлическую  мембрану, изменяя расстояние между  мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной  и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет  ток через конденсатор, тем самым  образуя электрический сигнал во внешней цепи.

Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и  хорошими частотными свойствами, а  от конденсаторных — более приемлемыми  электрическими свойствами.

Первым  динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шоттки электродинамический  микрофон ленточного типа. Они расположили  в магнитном поле гофрированную  ленточку из очень тонкой (ок. 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны  до сих пор применяются в студийной  записи благодаря чрезвычайно высоким  частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно осложняло проектирование усилителей. Кроме того, достаточная  чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в  результате такие микрофоны имеют  большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами.

Пьезоэлектрический  микрофон, сконструированный советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку  из вещества, обладающего пьезоэлектрическими  свойствами. Работа в качестве датчика  давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверхнизкочастотные звуки, характерные для морских обитателей.

В 1931 году американские учёные Э. Венте  и А. Терас изобрели динамический микрофон с катушкой, приклееной к  тонкой мембране из полистирола или  фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое  выходное сопротивление (десятки Ом и сотни кило Ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым.

Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звукоусилительной и звукозаписывающей  аппаратуры, позволило развиться  индустрии звукозаписи. Создание малых  по размеру (даже несмотря на массу  постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также  чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление  о приватности и породило ряд  изменений в законодательстве (в  частности, о применении подслушивающих устройств).

Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны.

Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 20-х гг. XX века по принципу действия и конструкции  близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета. Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаОм и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы.

Создание  полевых транзисторов привело к  появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных  микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе.

Устройство микрофона

1 – капсюль, 2 – корпус, 3 – крышка, 4 – кабель, 5 – прижимная  деталь, 6 – манжета, 7 – амортизатор, 8 – мембрана, 9 – звуковая катушка, 10 – магнит, 11 – стакан, 12 – фланец, 13 – полюсный наконечник, 14 –  ткань, 15 – накладка, 16 – объём  в корпусе, 17 – отверстия в  дне корпуса, 18 – боковые отверстия  корпуса.

Принцип работы микрофона заключается в  том, что давление звуковых колебаний  воздуха, воды или твердого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона  для этого используются явление  электромагнитной индукции, изменение  ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект. Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.

Типы и функциональные виды микрофонов

Типы  микрофонов по принципу действия: динамический микрофон, катушечный, ленточный, конденсаторный микрофон, электретный микрофон — разновидность конденсаторного микрофона, угольный микрофон, пьезомикрофон.

Функциональные  виды микрофонов: студийный микрофон, измерительный микрофон («искусственное ухо»), микрофонный капсюль для  телефонных аппаратов, микрофон для  применения в радиогарнитурах, микрофон для скрытого ношения, ларингофон, гидрофон.

Характеристики  микрофонов

Микрофоны любого типа оцениваются следующими характеристиками:

  1. чувствительность
  2. амплитудно-частотная характеристика
  3. акустическая характеристика микрофона
  4. характеристика направленности
  5. уровень собственных шумов микрофона

 

  1. Чувствительность

Чувствительность  микрофона определяется отношением напряжения на выходе микрофона к  звуковому давлению Р0 в свободном звуковом поле, т. е. при отсутствии сигнала. При распространении синусоидальной звуковой волны в направлении акустической оси микрофона, это направление называется осевой чувствительностью: M0 = U / P0(мВ/н/м²)

Акустическая  ось совпадает с осью симметрии  микрофона. Если конструкция микрофона  не имеет оси симметрии, то направление  акустической оси указывается в  технических условиях. Чувствительность современных микрофонов составляет от 1-2 (динамические микрофоны) до 10-15 (конденсаторные микрофоны) мВ/Па

  1. Амплитудно-частотная характеристика

Амплитудно-частотная  характеристика (АЧХ), или просто частотная  характеристика - это зависимость  осевой чувствительности от частоты  звуковых колебаний. Эта характеристика связана с зависимостью чувствительности микрофона от частоты звуковых колебаний. Неравномерность амплитудно-частотной  характеристики измеряют в децибелах  как отношение чувствительности микрофона на определенной частоте  к чувствительности на средней частоте, например 1000 Гц.

  1. Акустическая характеристика

Влияние звукового поля микрофона оценивается  акустической характеристикой, которая  определяется отношением силы, действующей  на диафрагму микрофона, и звуковым давлением в свободном звуковом поле: A = F/P, а потому, что чувствительность микрофона M = U/P можно представить  как U/P = U/F • F/P и выразить через А. Тогда получим: M = A • U / F. Отношение  напряжения на выходе микрофона к  силе, действующей на диафрагму U/F, характеризует  микрофон как электромеханический  преобразователь. Акустическая характеристика определяет характеристику направленности микрофона. По виду акустической характеристики, а следовательно и характеристики направленности, отличают три типа микрофонов, как приемников звука: приемники давления; градиента давления; комбинированные.

  1. Характеристика направленности

Характеристикой направленности называют зависимость  чувствительности микрофона от направления  падения звуковой волны по отношению  к оси микрофона. Она определяется отношением чувствительности Мα при  падении звуковой волны под углом  α относительно акустической оси  микрофона к его осевой чувствительности:

φ = Mα/M0

Направленность микрофона означает его возможное расположение относительно источников звука. Если чувствительность не зависит от угла падения звуковой волны, т. е. φ = 1, то микрофон называют ненаправленным, и источники звука могут располагаться вокруг него. А если чувствительность зависит от угла, то источники звука должны располагаться в пространственном угле, в пределах которого чувствительность микрофона мало отличается от осевой чувствительности.

Ненаправленные  микрофоны. В микрофонах - приемниках давления сила, действующая на диафрагму, определяется звуковым давлением у поверхности диафрагмы. Звуковое поле может действовать только на одну сторону диафрагмы. Вторая сторона конструктивно защищена. Если размеры микрофона малы по сравнению с длиной звуковой волны, то микрофон не изменяет звукового поля. А если больше, тогда за счет дифракции звуковых волн давление меняется. На низких частотах от 1000 Гц и ниже такие микрофоны не имеют направленного действия. Ненаправленные микрофоны удобны, например, для записи разговора людей, сидящих за круглым столом.

myunivercity.ru


Смотрите также