Микрофон

Микрофон – это прибор, преобразующий звук в акустические и электрические сигналы.

В 1861 г. немец Ф. Рейс создал прадедушку современного микрофона. Это был аппарат, демонстрирующий принцип работы человеческого уха. Механическое ухо было создано из простейших материалов: проволоки, вязальной спицы, кусочка кожи и половины корпуса скрипки. Мембраной «уха» служила кожаная диафрагма, которую Рейс натянул на прямоугольную коробку с раструбом. Его аппарат был далек от идеала, но именно его идея легла в основу будущего микрофона. Рейс был просто учителем, не проводил серьезных научных изысканий. Зато американский профессор электротехники и музыки Д. Юз в 1855 г. (другие источники утверждают, что это произошло в 1878 г.) путем целого ряда опытов создал более совершенный аппарат. Чтобы аппарат преобразовывал звуки в электрический сигнал, Юз делал чувствительный элемент из металлических опилок, проволочных гвоздей, графита и угля. Таким образом, благодаря экспериментам профессора Юза получился прототип угольного микрофона.

Угольный микрофон, модернизированный со временем, содержал в себе герметично закрытую капсулу. Угольный порошок помещался в этой капсуле между металлическими пластинами, одна из которых соединена с мембраной. Давление на угольный порошок варьируется, и при каждом изменении расстояние контактирующих зерен угля оказывается разным, что приводит к смене сопротивления металлических пластин. Напряжение пластин зависит от давления на мембрану при постоянном токе в металлических пластинах. В 1877 г. изобретатель Э. Берлинер создал первый угольный микрофон. Конструкция угольного микрофона, наиболее распространенная на сегодняшний день, принадлежит изобретателю Э. Уайту, создавшему его в 1890 г. Практически всегда в угольном микрофоне не требуется усиления, сигнал подается сразу на громкоговоритель или в наушники. За счет такого свойства угольные микрофоны часто использовались в телефонных аппаратах, пока их не заменили более дорогостоящими полупроводниковыми деталями. На сегодняшний день угольные микрофоны мало используются, в основном из-за своих недостатков. Они обладают низкой чувствительностью и амплитудно-частотный диапазон их довольно мал.

По типу преобразования микрофон делится на конденсаторный, динамический и электретный, а по своему предназначению различается микрофон инструментальный и голосовой.

В конденсаторном микрофоне находится мембрана, представляющая собой одну из нескольких обкладок конденсатора. При изменении состояния мембраны меняется и электрическое поле, вырабатывающее аналоговый сигнал. В конденсаторном микрофоне выходное сопротивление очень высокое, поэтому вблизи от него помещается предусилитель с высоким входным сопротивлением. Конденсаторные микрофоны благодаря своему качественному звучанию широко используются на радио, телевидении, в студиях звукозаписи. Несмотря на свои многочисленные положительные качества, конденсаторный микрофон обладает и недостатками. Стоимость подобных микрофонов довольно высокая, кроме этого, микрофон очень чувствителен к внешнему воздействию: температурным перепадам, изменению влажности воздуха и механическим ударам. Одна из разновидностей конденсаторного микрофона – электретный микрофон, не имеющий большинства недостатков своего собрата. Механизм работы такого микрофона основывается на электретах, т. е. диэлектрических материалах, которые способны в течение некоторого времени сохранять неоднородность распределения заряда.

Динамический микрофон действует также благодаря мембране, которая принимает звуковые волны. К мембране снизу прикреплена катушка индуктивности, внутри которой располагается магнит. При записи звук, т. е. при колебании давления воздуха, действует на мембрану, которая приводит в движение катушку индуктивности. Именно таким образом вырабатывается электрический сигнал. Динамический микрофон некоторыми радиолюбителями применялся в качестве динамика, громкоговорителя. Принцип их действия аналогичен, только в динамик для создания звука подается напряжение на катушку индуктивности, а в микрофоне с катушки снимается напряжение внешнего звука. Динамическому микрофону, в отличие от конденсаторного, для работы не требуется источник внешнего питания.

Голосовой микрофон используется человеком во время пения или произнесения каких-либо звуков. Инструментальный микрофон изготавливают любых размеров и форм, его не надо держать в руке. Используются такие микрофоны в дорогих звукозаписывающих студиях. Как правило, многие звукорежиссеры для экономии средств и места применяют микрофоны, подходящие и для инструментов, и для вокала. Это модели AKG C 414, AKG C 3000, Neumann U87, Shure SM 58 и т. д.

Микшер

Микшер – это коммутационная панель с микрофонными предусилителями и эквалайзерами. Микшер представляет собой микшерный пульт, за счет работы которого электрические сигналы нескольких источников звука складываются в один сигнал. Остальные сигналы не влияют друг на друга. Благодаря микшерному пульту производятся запись и воспроизведение сигнала нескольких источников. Микшерный пульт просто необходим для любой звукозаписывающей студии. Для звукозаписи используются концертные и вещательные микшеры.

На сегодняшний день самым распространенным микшером является восьмиканальный микшер. Кроме 8 моноканалов, микшер составляют 4 стереоканала, мониторная моношина, альтернативная шина микширования, 2 шины посылов на эффекты. У каждого моноканала есть микрофонный и линейный входы; кнопка, включающая обрезной фильтр низких частот; кнопка назначения канала; кнопка заглушения со светодиодным индикатором; кнопка солирования и кнопка альтернативной шины микширования.

Помимо этого, в состав моноканала входят регулятор чувствительности, регуляторы уровня посылов, регулятор панорамы, трехполосный эквалайзер, фейдер уровня и светодиодный пиковый индикатор или индикатор солирования. Все моноканалы обладают гнездами разрывов, куда подключаются внешние приборы обработки.

Стереоканал состоит из линейных входов, регуляторов уровня посылов, регулятора баланса, трехполосного эквалайзера, фейдера уровня, светодиодного индикатора. Также в каждом стереоканале есть кнопки: заглушения, солирования и назначения канала на различные шины микширования.

У шин посылов на внешние эффекты имеются линейный и мониторный выходы, моновыходы, фейдеры уровня и выходы альтернативной шины. Еще шины посылов обладают выходом для наушников, входами и выходами для устройств с двумя дорожками, светодиодными индикаторами уровня, переключателем режима солирования. Кнопки в шинах посылов имеются для назначения альтернативной и главной шин микширования на матрицу монитора, для назначения сигнала с входа на шину посыла, для назначения альтернативной на основную шину микширования.

Одной из самых распространенных моделей микшеров на сегодняшний день является Mackie, с 8 подгруппами.

Каждый микшер имеет каналы, обладающие основным и мониторным путями сигнала. Это применяется для того, чтобы во время звукозаписи поступающие сигналы отправлялись на основной путь, а уже записанные партии на мониторный путь. Разъемы многих микшеров выполняют сразу две функции: они являются прямыми выходами каналов и выходами подгрупп. При соединении их с входами записывающего устройства с большим количеством дорожек сигналы посылаются на него с входов канала или подгруппы без какого-либо изменения коммутации.

Видеомикшеры используются для проведения спортивных и концертных трансляций, для производства полноформатных программ и рекламы.

Модуль

Модуль – это составная часть, легко отделяемая от общего. Понятие происходит от латинского слова modulus – «мера». В технике название «модуль» дается важному коэффициенту или величине. Предмет называется модульным, если он состоит из частей, свободно подвергающихся трансформации, но не разрушающих сам предмет.

В разных областях науки модуль понимается по-своему. В программировании модулем считается фрагмент программы, который закончен функционально. В электронике модулем называется функционально завершенный узел радиоэлектронной аппаратуры, конструкция которого представляет собой самостоятельный продукт. Модулем в архитектуре считается радиус поперечного разреза основания колонны. Под модулем в судостроении понимается произведение ширины, высоты борта и длины между перпендикулярами. Как законченный блок учебного материала с проверочной работой выступает модуль в педагогике. В мультимедиа модулем принято называть музыкальный файл формата MOD. В рекламе модуль предстает как размер графика для печатной рекламы.

В последнее время широко применяются так называемые многокристальные модули, проводники которых подвергаются процессу напыления через металлические маски. Этот метод напыления – метод свободных масок – формирует около 30 слоев печатной платы. Благодаря многокристальным модулям происходит меньшее количество отказов электронных блоков на печатных платах.

В программировании используется исполняемый модуль, т. е. файл, содержащий в себе информацию, готовую к исполнению компьютерной программой. Часто исполняемый модуль хранит двоичное представление инструкций для процессора. Статус исполняемого модуля определяется соглашениями. В некоторых операционных системах исполняемый модуль обладает определенными метаданными, в других системах модули распознаются соглашением об именовании файлов. Исполняемые модули содержат в себе большой объем информации, которая зачастую не является компьютерной программой. В таком файле могут быть описания программного окружения с уже выполненной программой; данные для отладки программ; информация для запуска процесса операционной системы и т. д. Исполняемые модули могут зависеть от операционной системы.

В физике применяется модуль упругости (модуль Юнга). Он представляет собой коэффициент, который характеризует сопротивление материала при упругой деформации сжатия или растяжения.

Термальный модуль является комплектом, в состав которого входят распределяющий в корпусе компьютера воздушные массы процессор и система охлаждения кожуха. Поток воздуха, образуемый вентилятором, термальный модуль не рассеивает, а выпрямляет. В этом процессе не последнюю роль играет тоннель, который создает эффект высокого воздушного разряжения. Вентилятор засасывает воздух из окружающей среды, который охлаждает источники тепла. Воздушный поток сначала охлаждает самые горячие тепловые источники на материнской плате, а после этого уже остальные. Термальные модули бывают полноразмерными и низкопрофильными. В полноразмерном модуле находится вентилятор, модуль используется в компьютерных корпусах с объемом в 10 л. В низкопрофильном модуле и вентилятор, и корпус меньше, чем у полноразмерного модуля.