Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра електронних приладів / Лабораторна робота № 1 з дисципліни «Методи та засоби представлення та обробки інформації» на тему: «Дослідження робочих характеристик акустичних систем»  Мета: засвоїти основні засади функціонування акустичних антен на прикладі лінійної групи мікрофонів та дослідити вплив характеристик акустичних сигналів на робочі параметри акустичних антен. Теоретична частина У найбільш загальному вигляді будь-який напрямлений мікрофон можна представити як деякий комплекс, що складається з чутливого елемента (власне мікрофона), що здійснює акустико-електричне перетворення, і механічної системи (акустичної антени), що забезпечує напрямлені властивості комплексу. У залежності від принципу дії мікрофони поділяють на наступні типи: • порошково вугільні; • електродинамічні; • електростатичні (конденсаторні і електретні); • напівпровідникові; • п'єзоелектричні; • електромагнітні. Порошково вугільний мікрофон уперше був сконструйований російським винахідником М. Махальским у 1878 році і пізніше, незалежно від нього, П. М. Голубицким у 1883-м. Принцип дії такого мікрофона базується на тому, що вугільна чи металева мембрана під дією звукових хвиль коливається, змінюючи щільність і, отже, електричний опір вугільного порошку, що знаходиться в капсулі і прилягає до мембрани. Унаслідок нерівномірного механічного тиску сила струму, що протікає через мікрофон, модулюється акустичним сигналом. Однак в інтересах знімання інформації мікрофони даного типу практично не використовуються через їхню низьку чутливість і велику нерівномірність амплітудно-частотної характеристики. Електродинамічний мікрофон котушкового типу винайшли американські вчені Э. Венте й А. Терас у 1931 році. У ньому застосована діафрагма з полістирольної плівки або алюмінієвої фольги. Котушка, зроблена з тонкого дроту, жорстко зв'язана з діафрагмою і постійно знаходиться в кільцевому зазорі магнітної системи. При коливаннях діафрагми під дією звукової хвилі витки котушки перетинають магнітні силові лінії й в обмотці наводиться електрорушійна сила (ЕРС), що створює змінну напругу на виході мікрофона. Замість котушки може використовуватися стрічка з дуже тонкої (близько 2 мкм) металевої фольги. У конденсаторному мікрофоні, винайденому американським ученим Э. Венте в 1917 році, звукові хвилі діють на тонку металеву мембрану, змінюючи відстань і, отже, електричну ємність між мембраною і металевим нерухомим корпусом, що являють собою пластини електричного конденсатора. При підведенні до пластин постійної напруги зміна ємності викликає появу струму через конденсатор, сила якого змінюється в такт із коливаннями звукових частот. Електретний мікрофон, винайдений японським вченим Єгуті на початку 20-х років XX століття, за принципом дії і конструкцією схожий з конденсаторним. Тільки роль нерухомої обкладки конденсатора і джерела постійної напруги в ньому грає пластина з електрета. Недоліком такого мікрофона є високий вихідний опір, що приводить до великих втрат сигналу, тому в корпус елемента, як правило, вмонтовують емітерний повторювач, що дозволяє знизити вихідний опір до величини не більш З...4 кОм. У п'єзоелектричному мікрофоні, уперше сконструйованому радянськими вченими С. Н. Ржевкіним і А. И. Яковлєвим у 1925 році, звукові хвилі впливають на пластинку з речовини, що володіє п'єзоелектричними властивостями (наприклад, із сегнетової солі), викликаючи на її поверхні появу електричних зарядів. В електромагнітному мікрофоні звукові хвилі впливають на мембрану, жорстко зв'язану зі сталевим якорем, що знаходиться в зазорі постійного магніту. На невеликій відстані навколо якоря намотана обмотка нерухомої котушки. У результаті впливу акустичних хвиль на таку систему на виводах обмотки з'являється ЕРС. Дані вироби так само, як і порошково вугільні мікрофони, не одержали широкого поширення через велику нерівномірність амплітудно-частотної характеристики. Узагальнені характ...