Микрофоны

После детекторного и однотранзисторного приемников ты начнешь (а может быть, уже начал) конструировать усилители звуковой частоты и более слож­ные приемники, позволяющие слушать радиопередачи не на головные телефоны, а на динамическую головку прямого излучения.

Усилитель звуковой частоты можно использовать для усиления речи, напри­мер для радиоузла. Первым звеном такого радиотехнического устройства будет микрофон, а конечным — громкоговорители.

Для громкого воспроизведения грамзаписи тебе помимо усилителя звуковой частоты потребуется еще звукосниматель — прибор, с помощью которого запи­санный на грампластинке звук преобразуется в электрические колебания звуко­вой частоты. Конечным звеном этого устройства также будет электродина­мическая головка прямого излучения.

Поговорим об устройстве и принципе работы этих приборов.

Ты уже знаешь, что микрофон является преобразователем звуковых коле­баний воздуха в электрические колебания, которые могут быть усилены, а за­тем снова преобразованы в звук.

Самый простой, к тому же и старейший микрофон — угольный. Внеш­ний вид некоторых малогабаритных угольных микрофонов показан на рис. 134. Это так называемые микрофонные капсюли типов МК-10 (рис. 134, а) и МК-59 (рис. 134 б), особенно широко используемые в телефонии. Устройство уголь­ного микрофона в упрощенном виде, принцип его действия и графики, иллю­стрирующие его работу, изображены на рис. 135. Такой микрофон представляет собой металлическую коробку с угольным- порошком, которую прикрывает гибкая металлическая или угольная пластинка — мембрана. Мембрана изо­лирована от коробки. Ток между ними может проходить только через уголь­ный порошок. Источником этого тока является батарея Б. Пока мембрана находится в спокойном состоянии (рис. 135, а), в цепи микрофона, образован­ной батареей и угольным порошком, течет ток LMK. Величина этого тока зависит главным образом от сопротивления угольного порошка, что определяется плот­ностью прилегания его частиц. Но вот перед микрофоном начали говорить. Под действием звуковых волн мембрана стала колебаться, то прогибаясь внутрь коробки (рис. 135,6), то выгибаясь наружу (рис. 135,б). Колеблясь, мембрана то уплотняет частицы угольного порошка, отчего его сопротивление умень­шается, то расслабляет контакты между ними, отчего сопротивление микро­фонной цепи увеличивается. А если изменяется сопротивление микрофонной цеотг, то (по закону Ома) изменяется и ток в этой цепи.

Пока перед микрофоном не говорили, ток в его цепи был постоянным. Как только начали говорить, ток в микрофонной цепи стал пульсировать с частотой звуковых колебаний. Микрофон, следовательно, преобразовал -звуко­вые колебания воздуха в электрические колебания звуковой частоты. Если в миврофонную цепь включить электромагнитный телефон, то электрические коле­бания будут преобразованы им в звуковые колебания.

Ток звуковой частоты в микрофонной цепи образуют две его составляю­щие — постоянная, соответствующая среднему значению тока в цепи (гра­фик на рис. 135, я), и переменная, соответствующая амплитудным значе­ниям колебаний тока, созданных микрофоном. В телефонии и в радиотехниче­ских устройствах по проводам передают обычно только переменную составляющую, а постоянную составляющую, выполнившую свою задачу, как правило, замыкают в очень короткой микрофонной цепи.

Такое разделение тока звуковой частоты на его составляющие можно осуществить, например, с помощью транс­форматора, что и иллюстрирует рис. 136. Здесь микрофон Мк, источник тока Б и обмотка I трансформатора Тр образуют микрофонную цепь — первичную, а обмотка II трансформатора и телефон Тф — вторичную цепь микрофона. В первичной цепи течет ток, пульсирующий в такт со звуковыми колебаниями воздуха перед микрофоном. Колебания эгого тока индуцируют в обмотке II трансформатора переменное напряжение звуковой частоты, которое заставляет телефон звучать.

Именно так, между прочим, и передается разговор по проводам в телефо­нии. Но напряжение с обмотки II трансформатора можно подать на управляю­щий электрод транзистора или электронной лампы, чтобы усилить его, а затем преобразовать в звук. Так именно и делают при усилении речи. Если в твоем хозяйстве найдется угольный микрофон и какой-либо повышающий трансфор­матор, а головные телефоны у тебя, надеюсь, есть, ты сможешь все то, о чем я сейчас рассказывал, проверить на опыте.

Но для усиления речи и в любительской аппаратуре звукозаписи исполь­зуются главным образом электродинамические микрофоны, например микрофоны МД-42, МД-47, внешний вид которых показан на рис. 137. Микрофон такой системы имеет сильный постоянный магнит 2, напоминающий толстостенный стакан с круглым сердечником — керном 3 в середине. Такой магнит, если разрезать его вдоль сердечника, похож на букву Ш. К стороне, противополож­ной «дну» магнита, прикреплен фланец 5 — стальная накладка с круглым отверстием в середине. Между фланцем и керном магнита — узкий воздушный кольцевой зазор, в котором создается сильное магнитное иоле. В кольцевом магнитном поле, не касаясь ни керна, ни фланца, находится зву­ковая катушка 4 из изолирован­ного провода. Катушка скреп­лена с мембраной 6, сделан­ной из алюминиевой фольги или пластмассы. Края мембраны гофрированы, благодаря чему она и скрепленная с ней звуковая катушка обладают подвижно­стью. Весь механизм микрофона находится в металлическом кор­пусе I. В крышке корпуса сде­ланы отверстия для прохода зву­ковых волн.

Принцип работы такого микрофона основан на электро­магнитной индукции, о которой я рассказывал тебе раньше. Пока катушка микрофона неподвиж­на, в ней не индуцируются электрические колебания, хотя она и находится в самой гуще магнитных силовых линий. Но вот перед микрофоном зазвучала струна. Сразу же в такт с областями пониженного и повышенного давления зву­ковых волн начинает колебаться мембрана. Колеблясь, она увлекает за собой катушку. При этом катушка пересекает магнитные силовые линии и в ней индуцируется переменное напряжение той же частоты, что и у зву­ковых колебаний. Чем выше тон звука, тем выше частота этого тока. Чем громче звук, тем больше амплитуда электрических колебаний звуковой частоты.

В микрофонной подставке находится трансформатор 7, с помощью которого напряжение звуковой частоты, созданное электромагнитной системой микрофо­на, повышается и передается по проводам к усилителю звуковой частоты. Этот трансформатор называют согласующим: кроме повышения напря­жения, он еще согласует малое сопротивление катушки микрофона с относи­тельно большим входным сопротивлением усилителя.

Принципиально так устроены и работают все электродинамические микро­фоны широкого применения, в том числе микрофоны МД-47 и МД-66, пред­назначенные для работы совместно с любительской звукозаписывающей аппа­ратурой.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель