Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Еще одна важная характеристика микрофона — диаграмма направленности (Р-69;6,7). В некоторых случаях, например, когда микрофон установлен в зрительном зале и собирает «реакцию публики», он должен одинаково хорошо принимать звуки со всех сторон. Здесь нужен ненаправленный микрофон, его часто сокращенно обозначают буквами НН. А бывает, что нужно передать только голос певца или оратора, и тогда лучше будет работать однонаправленный микрофон ОН, — по крайней мере, он не будет собирать лишние шумы, которые приходят к нему с разных сторон.

Другие важные характеристики микрофона удобнее будет представить после того, как мы познакомимся с громкоговорителями.

Т-110. Громкоговоритель создает звуковую копию электрического сигнала. Многие типы электрических генераторов являются машинами обратимыми— они могут работать двигателями, если подать на них напряжение (Р-72;1,2). Точно так же многие типы микрофонов могут производить обратное преобразование — создавать звуковые волны, используя энергию электрического сигнала. Если к определенным граням пьезокристалла подвести напряжение, то в результате все того же пьезоэффекта произойдет некоторая деформация кристалла. А если подвести к нему переменное напряжение, то деформация будет идти непрерывно, кристалл будет двигаться и излучать звуковые волны.

Будет двигаться и создавать звук также мембрана электромагнитного (индукционного) микрофона, если по его катушке пропустить низкочастотный переменный ток. При изменении тока меняется магнитный поток катушки и мембрана то сильнее, то слабее притягивается к сердечнику электромагнита, совершает колебания (Р-69;5). Точно так же двигается в поле магнита катушка динамического микрофона — она сама, по сути, представляет собой электромагнит. Магнитное поле катушки, а значит, и сила ее взаимодействия с внешним постоянным магнитным полем меняется при изменении тока в цепи, заставляя катушку двигаться. Именно электродинамическая система («электро» — это ясно, что такое, «динамо» — значит движение) постоянный магнит — подвижная катушка есть основа динамического громкоговорителя (динамика), самого распространенного преобразователя электрических сигналов в звук (Р-72;4).

Т-111. Телефонная связь: микрофон создает электрическую копию звука, а на другом конце линии громкоговоритель превращает электрический сигнал в звуковой. Микрофон создает электрическую копию звука. Громкоговоритель создает звуковую копию тока. Оба они вместе — микрофон и громкоговоритель — позволяют построить линию телефонной связи, в которой происходит преобразование — звук — ток — звук, и информация со скоростью света переносится по проводам на огромные расстояния, практически недоступные звуковой волне. Телефон имеет много общего с телеграфом (Т-107). И здесь и там есть передающее устройство — микрофон и телеграфный ключ. Есть приемники информации — мигающая лампочка (самопишущий аппарат) или громкоговоритель. И здесь и там информация путешествует по проводам в виде электрического сигнала. Но только в телеграфе мы нагружаем электрический сигнал информацией с помощью условного кода, придуманного Самюэлем Морзе или Жаном Бодо, а в телефоне используем код, придуманный самой природой.

Что такое звуковые волны, которые мы выбрасываем в пространство, когда произносим те или иные слова? Это — звуковые сигналы, в характере изменения которых как раз и записана, закодирована та или иная смысловая информация (Т-99). Телеграфисты должны знать код, с помощью которого они передают сообщения, а вот телефонисты и знать не знают, каким именно способом, в каких именно изменениях звука скрывается «люблю», а в каких «ненавижу». У телефонистов лишь одна задача — копировать, в микрофоне создавать меняющийся ток, точную копию звука, а в громкоговорителе создавать звук, точную копию тока. И если производить копирование точно, не изменяя, не искажая спектр звукового или электрического сигнала, то этот сигнал в итоге создаст точно такой же звук, какой на передающей стороне попал в микрофон (Р-70;1). И что человеческий голос зашифровал в этом звуке, то и получит человеческое ухо.

Р-70