НАПРАВЛЕННЫЙ МИКРОФОН

Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована для преобразования акустических сигналов в электрические.
Микрофонами называются электроакустические приборы, преобразующие акустические сигналы в электрические. Для этого преобразования используются различные физические явления. Для электромеханического преобразования может быть использован любой эффект, приводящий к появлению разности потенциалов или тока при перемещении или деформации тела под действием приложенных сил.
Микрофоны бывают различных типов, например: электродинамические, электромагнитные, конденсаторные, ленточные, оптические и т.д.
(Справочник по радиоэлектронным устройствам, том 2. М.: «Энергия» 1978, С 216-222.)
Известен микрофон А.С. СССР №627599, кл. H04R 23/00, 1979 г. Микрофон содержит корпус, мембрану, закрепленную по периметру на корпусе микрофона,; монохроматический источник света и оптическую систему с фотоприемником для преобразования механических колебаний в электрические.
Известны также микрофоны Патент РФ №2047944, 1990 г. и №114256 от 10.03.2012 г. Микрофоны содержит корпус мембрану, закрепленную по периметру корпуса, источник монохроматического излучения, фокусирующую линзу и фотоприемник.
Все эти микрофоны имеют широкую диаграмму направленности и не обеспечивают узкой диаграммы направленности.
Целью полезной модели является обеспечения узкой диаграммы направленности микрофона.
Поставленная цель достигается тем, что в направленном микрофоне, состоящим из корпуса и микрофонного капсюля, корпус микрофона выполнен из трубки с отверстиями, на заднем торце которой расположен однонаправленный микрофонный капсюль, причем отверстия в трубке закрыты пористым материалом, акустическое сопротивление которого возрастает по мере приближения к капсюлю, при этом обострение характеристики направленности микрофона начинается с частоты, где длина трубки больше половины звуковой волны.
На фиг. представлена функциональная схема направленного микрофона. Направленный микрофон содержит корпус в виде трубки 1, отверстия в трубке 2, микрофонный капсюль 3.
Обострение характеристики направленности достигается из-за интерференции парциальных звуковых волн, проходящих через отверстия 2 в трубке 1. При движении фронта звука параллельно оси трубки 1 все парциальные волны приходят к подвижному элементу одновременно, в фазе. При распространении звука под углом к оси эти волны доходят до капсюля 3 с различной задержкой, определяемой расстоянием от соответствующего отверстия 2 до капсюля 3, при этом происходит частичная или полная компенсация давления, действующего на подвижной элемент. Заметное обострение диаграммы направленности в микрофоне начинается с частоты, где длина трубки 1 больше половины длины звуковой волны. С увеличением частоты характеристика направленности еще больше обостряется. Поэтому даже при значительной длине микрофона, которая может составлять около метра, характеристика направленности на частотах ниже 150 Гц определяется только капсюлем 3 и обычно близка к кардиоиде.
Изготовленный макетный образец и проверенный в лабораторных условиях, имеет следующую характеристику.
Общая длина микрофона с трубкой 30 см, масса - 70 г. Диапазон частот 200-15000 Гц, максимальный коэффициент усиления 70 дБ. Питание микрофона осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 3 В. Диаграмма направленности микрофона - 10°. Время работы от аккумулятора 100 часов.
ТМ
Для направленного микрофона коэффициент выигрыша в отношении «сигнал-помеха» осуществляется за счет селекции К, дБ, и рассчитывается по формуле:
ТМ
-3
К>>101 g(6,1×10×1×f), где l - длина трубки, м
Такой микрофон может быть использован для скрытого прослушивания разговоров.