Микрофоны

Микрофон – первичное звено в тракте звукоусиления речи. Для сохранения дизайна помещения (а именно стола заседаний) заказчик стремится сделать микрофоны максимально “невидимыми” при сохранении их электрических характеристик.

Рассматриваем 2 способа:

  • Конструктивный.
  • Схемотехнический.

Конструктивный

Остронаправленные микрофоны (shotgun) – микрофон-пушки.

Конструкция микрофон-пушки состоит из собственно микрофона (капсюля) и трубки с отверстиями (прорезями), закрытыми тканью. Трубка представляет собой линию задержки, т.к. при попадании звуковых волн под углом к оси микрофона звуковые волны достигают мембрану с разными сдвигами фаз. Ткань на отверстиях трубки является дополнительным акустическим сопротивлением, которое возрастает по мере приближения к капсюлю микрофона.

Shotgun_microphone[1]

Острая направленность достигается не за счет увеличения чувствительности по оси микрофона (усиления сигнала), а за счет уменьшения чувствительности с боковых направлений. Микрофон-пушка не является усилителем. На рисунке изображены диаграммы направленности двух микрофонов (Beyerdynamic MC 836 и MC 837), различающихся лишь длиной трубки (248 мм и 516 мм соответственно). Чувствительность микрофонов 30 мВ/Па.

2016-02-07_20-09-03

Граничные микрофоны (Boundary Microphone).

Конструкция граничного микрофона представляет собой капсюль, ось которого установлена параллельно пластине на близком расстоянии. Пластина является экраном для звуковых волн. Такая конструкция позволяет увеличить на 6 дБ уровень звукового давления, действующей на микрофон за счет отраженной волны. Диаграмма направленности такой конструкции становится полусферической.

boundary mic

В нашем случае, роль экрана выполняет плоскость стола, на который устанавливается микрофон. Такие конструкции микрофонов можно наблюдать у производителей систем ВКС.

На рисунке приведена диаграмма направленности (полу-кардиоида) Beyerdynamic MPC 65, чувствительность 16 мВ/Па.

2016-02-07_20-12-47

Схемотехнический

Возможности цифровой обработки сигналов позволяют создавать микрофонные системы, представляющие собой своего рода микрофонные антенны, в которых с помощью цифровых фильтров формируются управляемые диаграммы направленности (управляемой формы, ширины и ориентации в пространстве).

AudioScope

Примером такой системы является микрофонная система AudioScope норвежской компании “Squarehead”. Система может использоваться в концертных залах, на стадионах и спортивных аренах.

squarehead-tech-dish-microphone-array[1]

Микрофонная система была представлена на выставке еще в 2010 г. Система представляет собой диск диаметром ~2 метра. На диске размещены более 300 широконаправленных микрофонов. В центре диска установлена видеокамера. Управление массивом микрофонов осуществляется со специализированного ПК.

ПК позволяет формировать произвольную диаграмму направленности и снимать звук с произвольной точки помещения, одновременно направляю в эту точку камеру. Возможен вариант, когда диаграмма следует за положением камеры

К первым (и многочисленным на рынке) представителям таких микрофонных систем цифровой обработки сигналов можно отнести микрофоны систем ВКС Polycom (по привычке такую микрофонную систему называли и называют просто микрофон). Микрофонная система представляет собой три микрофонных капсюля, размещенных по углам равностороннего треугольника. Микрофонные капсюли кардиодной (гиперкардиоидной) направленности используют эффект граничного слоя, где отражающей поверхностью является поверхность стола. Совместно три микрофонных капсюля образуют круговую диаграмму направленности (360 градусов) в горизонтальной плоскости.

Цифровая обработка сигналов данной системы заключается в том, что активным (активный микрофон – микрофон с которого сигнал в данный момент передается на выход микрофонной системы) всегда является один микрофон. Это обеспечивает низкий уровень шумов при круговой диаграмме направленности.
Основной недостаток такой микрофонной системы в том, что ее невозможно использовать отдельно от оборудования Polycom. Для подключения микрофонных системы в состав аудикомплекса необходимо использовать Polycom SoundStructure.

Традиционные настольные микрофоны на “гусиной шее” (gooseneck) обладают рядом недостатков:

  • Эстетически – торчит над столом
  • Использование – расстояние до микрофона 20-30 см, узкая зона.

Компания Beyerdynamic создала микрофоны Revoluto, лишенные вышеперечисленных недостатков. Конструктивно микрофон Revoluto представляет собой линейку микрофонных капсюлей (называют 19 шт.). Диаграмма направленности – коридорная. Как сделано неизвестно, но можно предположить, что микрофоны подключены через ЛЗ.

PIC_product_MPR210_Group_3c[1]

Другое решение – микрофонные пульты конференц-систем Bosch DCN Multimedia. У таких микрофонных пультов отсутствует “гусиная шея”, сведена к минимуму.

Собственно микрофон состоит из 2-х микрофонных капсюлей, расположенных определенным образом, что позволило минимизировать длину “гусиной шеи”.

DCN_Multimedia[1]

К сожалению, производитель не приводит рисунок сформированной таким образом диаграммы направленности микрофона