o knjizi

akustika prostorija

zvučnici

pojačala

spojni kabeli

mjerenja

pitanja i odgovori

Links

Site Map

Mjerenje i modeliranje modula impedancije zvučnika

Jednostavno mjerenje impedancije zvučnika

Mjerenja u elektroakustici

Mjerni kondenzatorski mikrofoni

Listening vs. Measurement

Linkovi o mjerenjima u elektroakustici

MJERNI KONDENZATORSKI MIKROFONI

 

 

 UZ MJERNE MIKROFONE ISPORUČUJE SE I IZUZETNO KVALITETAN SPOJNI KABEL.

U PRIKAZANOM SLUČAJU U POSEBNOM KONEKTORU SMJEŠTEN JE DIO AKTIVNE ELEKTRONIKE PRETPOJAČALA.

 

 

ZBOG SVOJE OSJETLJIVOSTI I PRECIZNOSTI MIKROFONSKE KAPSULE KONDEZATORSKE IZVEDBE ČUVAJU SE KAO DRAGULJI

ILUSTRACIJA MASE MEMBRANE:

DOTEKNE LI SE PRSTOM MEMBRANA MIKROFONA, NEČISTOĆE S PRSTA KOJE OSTANU NA MEMBRANI, TAKO POVEĆAJU MASU MEMBRANE DA NASTAJU NETOČNOSTI PRI MJERENJU.

 

 

UVOD

Osim za studijska snimanja kondenzatorski mikrofoni namijenjeni su u prvom redu za precizna laboratorijska i terenska mjerenja zvučnog tlaka. Područje primjene pokriva u cijelosti čujne frekvencije pa i više od toga, i zvučne tlakove od 10 do 190 dB. Međutim, njihova najbolja osobina je iznimno dugotrajna stabilnost u širokom rasponu okolinskih uvjeta, a posebno skoro potpuna neosjetljivost na temperaturne promjene i uvjete okoline. Dakle pri terenskim mjerenjima s kalibriranim mikrofonom moguće je postići laboratorijsku točnost.

Princip rada kondenzatorskog mikrofona

Kondenzatorski mikrofon, kao što mu ime govori, sastoji se od kondenzatora čije su elektrode tanka metalna membrana, montirana u neposrednoj blizini krute elektrode. Membrana i stražnja elektroda su međusobno električki izolirane i tvore elektrode kondenzatora. Kućište i izolator tvore s membranom potpuno zatvorenu kutiju, koja samo preko membrane prima vrlo spore promjene ambijentalnog tlaka. Ako se membrana izloži promjenjivom zvučnom tlaku, na membranu će djelovati promjenjiva sila promjenjiva smjera proporcionalna tlaku i površini membrane. Pomak membrane mijenja kapacitet kondenzatora, i te promjene se pretvaraju u promjenjivi napon ako je između elektroda konstantan naboj. Ovaj naboj stvara stabilizirani istosmjerni polarizacijski napon, kojeg daje poseban posebno konstruirani ispravljać ili baterija. Naboj ostaje konstantan sve dok je vremenska konstanta nabijanja sklopa mnogo duža od vremena promjene frekvencijske pobude zvučnog tlaka.

Posebno konstruiranim postupkom pri projektiranju moguće je zadržati proporcionalnost izmjeničnog izlaznog napona i primijenjenog zvučnog tlaka u vrlo širokom frekvencijskom području i dinamičkom području. Najšire frekvencijsko područje za odziv pri pobudi tlakom postiže se ako se rezonancija mehaničkog sustava membrane kritično priguši. Uzrok prigušenju je tlačenje zraka u prostoru između membrane i stražnje elektrode, određeno je oblikom stražnje elektrode, mehaničkoj napetosti membrane, obliku membrane i udaljenosti membrane i stražnje ploče.

Donja granična frekvencija kondezatorskog mikrofona određena je vremenskom konstantom električnog sklopa mikrofona. Uvidom u shemu spoja odrezna frekvencija jednaka je:

f = 1/ 2 P (C + Cs + C1) [R1Re/ (R1 + Re)]

Budući da je osjetljivost mikrofona jednaka je relativnoj promjeni kapaciteta D C / (C + Cs + C1), ukupna paralelna vrijednost kapaciteta treba biti što je moguće manje. Neophodno pretpojačalo zato se uvijek ugrađuje u isto kućište kao i mikrofon. Primjeni li se spojni kabel, njegova vlastita kapacitivnost za nekoliko je redova veličina viša od kapacitivnosti samog mikrofona što proporcionalno podiže gornju graničnu frekvenciju. To je razlog zbog kojeg se primjenjuju katodna slijedila ili rješenja s FET trazistorima. U takvim situacijama realiziraju se ekstremno visoke vrijednosti R1 i Re kako bi se dobile zadovoljavajuće donje granične frekvencije. Ulazne impedancije sklopova protežu se od 1000 Mohma do 50000 Mohma.

Definicija slobodnog polja i odziva tlaka

Odziv u slobodnom zvučnom polju bez refleksija je omjer efektivnog izlaznog napona i vrijednosti efektivnog zvučnog tlaka na mjestu mikrofona, bez mikrofona u zvučnom polju.

Odziv tlaka mikrofona je omjer efektivne vrijednosti napona i efektivnog zvučnog tlaka jednoliko primijenjenog na membranu.

Ove dvije definicije su sukladne ako je mikrofon zanemarivih dimenzija u odnosu na valnu dužinu signala pobude. Govorimo li o tzv. poluinčnom mikrofonu promjera 12 milimetara, granična je frekvencija od 2600 Hz kada je razlika u odzivu manja od 0.5 dB.

Na višim frekvencijama, pri mjerenjima vrlo visoke točnosti, dolazi do nezanemarive difrakcije što djeluje na rezultate. Razlika tlakova p1-po naziva se ispravka slobodnog polja, i ovisi o orijentaciji mikrofona u odnosu na smjer propagacije zvuka i dimenzija mjernog mikrofona.

Da bi kondenzatorski mikrofon uopće mogao pravilno funkcionirati, posebni ispravljački uređaj snabdijeva ga neophodnim naponima za pravilan rad. Ako je pretpojačalo izrađeno u cijevnoj tehnici, ispravljački uređaj pored napajanja pretpojačala i napona polarizacije, snabdijeva uređaj i naponom mrežice i anodnim naponom. Ako je uređaj u poluvodičkoj izvedbi potreban je napon napajanja elektronike i napon polarizacije. Ako je uređaj prijenosne izvedbe danas je uobičajeno napajanje elektronike pretpojačala baterijama, koje se ujedno koriste i za napon polarizacije. Npr. s 3 baterije od 9 V dobije se napon od približno 27V koji se koristi i za elektroniku i za polarizaciju. Međutim, ovdje je potrebno napomenuti kako je uobičajeni iznos napona polarizacije većine kvalitetnih kondenzatorskih mikrofona oko 200V. Ako umjesto toga napona mikrofon koristimo s naponom polarizacije koji je višestruko manji drastično se smanjuje osjetljivost kondenzatorskog mikrofona. Npr. koristimo li mikrofon kojemu je nazivna vrijednost napona polarizacije 200V pri naponu 28V, osjetljivost će se smanjiti do 17 dB. Naravno, tu razliku u nivou treba na sebe preuzeti pojačanje pretpojačala pa će se bitno pogoršati odnos signal šum. Međutim, to nas ne treba previše zabrinjavati jer su dinamička područja rada kvalitetnih mikrofona i do 160 dB, a i sa prosječnim izvedbama još uvijek će nam ostati na raspolaganju vrlo široko dinamičko područje za primjenu u elektroakustici.

Rastavljeni mjerni mikrofon prikazuje (lijevo) spojni kabel, kućište s elektronikom, oklop i kapsulu kondenzatorskog mikrofona s odvojenom mrežicom

| Home Hr | Site Map Hr | English | Contact Us |