МИКРОФОН Российский патент 1997 года по МПК H04R1/20 

Изобретение относится к области электроакустики.

Прототипом изобретения является микрофон, содержащий корпус, приемную мембрану, нагруженную на первый механоэлектрический преобразователь, электромеханический преобразователь и усилитель, вход которого подключен к первому механоэлектрическому преобразователю, а выход к электромеханическому преобразователю [1]
Недостатком этого известного устройства являются большие искажения акустоэлектрического преобразования.

Техническим результатом от использования изобретения является устранение этого недостатка.

Данный результат достигается за счет того, что в микрофон введены второй механоэлектрический преобразователь, выход которого является выходом микрофона, и передающая мембрана, причем электромеханический преобразователь нагружен на передающую мембрану с возможностью возбуждения в ней колебаний, противофазных колебаниям приемной мембраны, передающая мембрана нагружена на второй механоэлектрический преобразователь и расположена параллельно приемной мембране, при этом обе мембраны установлены на одной оси внутри корпуса.

Микрофон содержит корпус 1, приемную мембрану 2, первый механоэлектрический преобразователь 3, усилитель 4, электромеханический преобразователь 5, передающую мембрану 6, второй механоэлектрический преобразователь 7. Мембраны 2 и 6 и стенки корпуса 1 образуют замкнутый внутренний воздушный объем 8.

Работает микрофон следующим образом. Акустические колебания, воздействуя на приемную мембрану 2, заставляют ее совершать механические колебания, в результате чего, на выходе первого механоэлектрического преобразователя 3 появляется электрический сигнал, который усиливается усилителем 4 и поступает на электромеханический преобразователь 5, который приводит в действие передающую мембрану 6, которая совершает механические колебания в противофазе колебаниям приемной мембраны 2. В результате воздействия мембраны 6 через внутренний объем воздуха 8 на приемную мембрану 2, амплитуда ее механоэлектрических колебаний уменьшается, т. к. сигнал первого механоэлектрического преобразователя 3 усиливается усилителем 4. Уменьшение колебаний мембраны 2 будет происходить до тех пор, пока не наступит баланс, т.е. пока давление воздуха 8 не уравновесит давление воздуха, создаваемое внешним акустическим воздействием. При этом, в идеальном случае, при коэффициенте передачи усилителя 4, равном бесконечности, приемная мембрана 2 не будет совершать колебаний, а передающая мембрана 6 будет совершать механические колебания, в точности соответствующие внешним акустическим колебаниям, за счет того что по электрической цепи 3, 4, 5 и акустической, через объем воздуха 8, будет осуществляться 100%-ная электроакустическая обратная связь. В результате чего на выходе второго механоэлектрического преобразователя 7 появится электрический сигнал, колебания которого будут также в точности соответствовать внешним акустическим колебаниям или механическим колебаниям передающей мембраны 6, т.к. акустическая обратная связь через воздух 8 является линейной связью, т.е. данную систему в целом можно рассматривать как усилитель с цепью 100%-ной отрицательной обратной связи, но не электрической, а акустической.

Однако, в реальном случае из-за конечности значения коэффициента передачи усилителя 4 на выходе преобразователя 7 будет присутствовать некоторый сигнал ошибки, вызываемый небольшими колебаниями мембраны 2 из-за неполного их подавления.

Сигнал преобразования акустических колебаний в электрические снимается не с выхода усилителя 4, а со второго механоэлектрического преобразователя 7 по той причине, что электромеханическим преобразователем 5 совершается работа, т.е. затрачивается энергии на преодоление инертности мембран, т.е. неидеальности их механических свойств. По этой причине колебания электрического сигнала на выходе усилителя 4 значительно отличаются от акустических колебаний, а преобразователь 7 воспринимает уже "чистые" колебания мембраны 6 с некоторой, как уже говорилось, ошибкой, величина которой зависит от коэффициента передачи электроакустической обратной связи или коэффициента передачи усилителя 4 и глубины акустической обратной связи, которую можно изменять, если внутри корпуса 1 поместить диафрагму, с помощью которой можно уменьшить степень воздействия передающей мембраны 6 на приемную мембрану 2, или выполнении мембран различного диаметра, или изменении конфигурации внутреннего объема воздуха 8 за счет изменения внутренней формы корпуса 1. Увеличить давление воздуха на приемную мембрану 2 можно, если применить акустическую линзу или рупор. Для улучшения качества преобразования передающая мембрана 6 не должна иметь связи с внешней средой, т.е. должна быть изолирована от внешнего акустического воздействия.

В результате выполнения микрофона с приемной и передающей мембранами и электроакустической обратной связи между ними становится возможным преобразование акустических колебаний в электрические с высокой точностью.

Использование: для преобразования акустических колебаний в электрические. Сущность изобретения: микрофон содержит расположенные параллельно друг другу приемную и передающую мембраны, установленные на одной оси внутри корпуса, первый механоэлектрический преобразователь, нагруженный на приемную мембрану и подключенный к электромеханическому преобразователю через усилитель. Электромеханический преобразователь нагружен на передающую мембрану с возможностью возбуждения в ней колебаний, противофазных колебаниям приемной мембраны. Передающая мембрана нагружена на второй механоэлектрический преобразователь, выход которого является выходом микрофона. 1 ил.

Микрофон, содержащий корпус, приемную мембрану, нагруженную на первый механоэлектрический преобразователь, электромеханический преобразователь и усилитель, вход которого подключен к первому механоэлектрическому преобразователю, а выход к электромеханическому преобразователю, отличающийся тем, что в него введены второй механоэлектрический преобразователь, выход которого является выходом микрофона, и передающая мембрана, причем электромеханический преобразователь нагружен на передающую мембрану с возможностью возбуждения в ней колебаний, противофазных колебаниям приемной мембраны, передающая мембрана нагружена на второй механоэлектрический преобразователь и расположена параллельно приемной мембране, при этом обе мембраны установлены на одной оси внутри корпуса.