Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Orbis pictus 21. století Elektroakustika:Mikrofony Obor: ElektrikářRočník:3.Vypracoval:doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3. Elektretové mikrofony • Jedna elektroda opatřena vrstvou elektretu (die-lektrický materiál nesoucí permanentní elektrický náboj). Není třeba zdroj polarizačního napětí.

4. Piezoelektrické mikrofony • Využívají piezoelektrického jevu, kdy při mecha-nickém namáhání tlakem nebo ohybem vzniká elektrický náboj, který se snímá elektrodami. • Velká impedance. • Kapacita jednotky nF. • Citlivost (1 – 3) mV/Pa.

5. Elektrické charakteristiky mikrofonů • Citlivost – poměr výstupního napětí mikrofonu a akustického tlaku, který toto napětí vybudil. Citlivost je frekvenčně závislá a udává se v [mV/Pa], případně ji lze vyjádřit jako poměrovou hodnotu v [dB] vztaženou k referenční úrovni 1V/Pa. • Impedance – jedná se o elektrickou impedanci, změřenou na výstupních svorkách mikrofonu. Impedance je kmitočtově závislá a většinou se udává pro kmitočet 1 kHz.

6. Elektrické charakteristiky mikrofonů • Pro optimální přizpůsobení mikrofonu k zesilovači by měla být vstupní impedance zesilovače (5 – 10) x větší než impedance mikrofonu. • Kmitočtová charakteristika – závislost výstupního napětí mikrofonu na kmitočtu při konstantním akustickém tlaku, měla by mít malé zvlnění v celém slyšitelném pásmu (16 Hz – 16 kHz). • Zatížení mikrofonu příliš malou vstupní impedancí se projeví zkreslením kmitočtové charakteristiky, zvýšením zkreslení signálu a snížením poměru S/N.

7. Elektrické charakteristiky mikrofonů Kmitočtová charakteristika mikrofonu - příklad Sennheiser MD441U (řízení zisku nízkých kmitočtů)

8. Elektrické charakteristiky mikrofonů • Šumové vlastnosti – vyjadřují se odstupem šumového napětí, tedy poměrem mezi výstupním napětím mikrofonu (S) k napětí na výstupu mikrofonu při jeho umístění v dokonale tichém prostředí (N). • Vlastní šum mikrofonu způsobují elektrické obvody (cívka, zesilovač) a tepelný pohyb molekul vzduchu narážejících na membránu. • Odstup rušivých signálů – udává se zejména u mikrofonů citlivých na magnetické pole. Rušivé signály (např. brum) mohou ovlivnit kvalitu signálu.

9. Speciální mikrofony a soustavy • Modulové mikrofonní systémy - vyměnitelné mikrofonní vložky s různými směrovými charakteristikami. • Klopové mikrofony - konstantní vzdálenost mezi mikrofonem a ústy řečníka, který se může volně pohybovat. • Mikrofony se zvukovodem (puškové) - použití v místech, kde nelze běžné mikrofony instalovat, např. filmová a televizní studia.

10. Speciální mikrofony a soustavy • Mikrofony s parabolickým zrcadlem - extrémně vysoký směrový účinek, parabolické nebo kulové zrcadlo, v jehož ohnisku je umístěn mikrofon. • Soupravy pro poslech – řeč - kombinace elektretového mikrofonu s náhlavními dynamickými sluchátky, srozumitelnost a ergonomie. • Mikrofony s měřící sondou - bodové měření zvuku v těžko přístupných místech, vyměnitelný trubkový nástavec.

11. Speciální mikrofony a soustavy • Bezdrátové mikrofony - radiový nebo infračervený přenos, malé instalační náklady, změna kanálu, malé zkreslení, nastavitelná citlivost, nutné napájení a schválení telekomunikačním úřadem.

12. Bezdrátový mikrofon s radiovým přenosem - vysílač • Slabý signál z mikrofonu je zesílen mikrofonním předzesilovačem s nastavitelným zesílením (nastavení modulačního zdvihu, špičkový zdvih až ±75 kHz). • Omezovač amplitudy zajišťuje, aby nenastalo zkreslení signálu přemodulováním. • Kompresor dynamiky ve spolupráci s expanderem v přijímači dovoluje účinně potlačit úroveň šumu. • Vysokofrekvenční vysílač se skládá z oscilátoru, širokopásmového FM modulátoru a vysoko-frekvenčního koncového stupně (vysílač).

13. Bezdrátový mikrofon s radiovým přenosem - vysílač

14. Bezdrátový mikrofon s radiovým přenosem - přijímač • FM přijímač na principu superhetu s drátovou anténou a vf přezesilovačem, za kterým následuje směšovač, mezifrekvenční zesilovač a detektor. • Pokud byl ve vysílači použit kompander, je demodulovaný signál přiveden na expander, jenž obnoví původní dynamiku. • Následný nf zesilovač zesílí nf signál na jmenovitou výstupní úroveň 0,775 V (linkový audio výstup. • Šumová brána zabraňuje pronikání šumu na výstup v případě ticha nebo malého vstupního signálu .

15. Bezdrátový mikrofon s radiovým přenosem - přijímač

16. Akustická zpětná vazba • Vzniká, je-li v místě snímacího mikrofonu akustický tlak vyvolaný reprodukovaným signálem větší než akustický tlak přicházející od originálního zdroje. • Projevuje se dozvukem a následným rozkmitáním celého elektroakustického řetězce, které se projeví jako pískání nebo kolísavý tón o značné intenzitě (vzniká oscilace).

17. Omezení akustické zpětné vazby • Správným rozmístěním a vhodnou volbou reproduktorů a mikrofonů. • Použitím gradientních a směrových mikrofonů a reproduktorů se směrovou charakteristikou. • Snížením úrovně výšek a hloubek, ale se zachováním srozumitelnosti řeči (střední kmitočty). • Použití měničů kmitočtu s posunem celého kmitočtového rozsahu o několik Hz. • Zpožďováním signálu a využití kmitočtově závislých pásmových zádrží.

18. Potlačení akustické zpětné vazby • Základní částí je monolitický filtr pracující jako pásmová zádrž, jejíž rezonanční kmitočet závisí na řídícím hodinovém kmitočtu smyčky (stovky kHz). • Kmitočet se vytváří v napěťově řízeném oscilátoru (VCO), který je součástí obvodu fázového závěsu. • Ten je zapojen před regulátor hlasitosti a vzniknou-li podmínky akustické ZV, objeví se na vstupním nf signálu nastupující oscilace. • Na její kmitočet se naladí pásmová zádrž a vyfiltruje ji. Tím je zabráněno vzniku akustické ZV. Rezonanční kmitočet pásmové zádrže můžeme také nastavit ručně.

19. Potlačení akustické zpětné vazby

20. Použitá literatura • Wirsum, S. Abeceda nf techniky. BEN – technická literatura, Praha, 2003. • Vlachý, V. Praxe zvukové techniky. Muzikus, Praha, 2000.

21. Děkuji Vám za pozornost TomášKratochvíl Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky