Zvyšování kvality výuky technických oborů

Transkript

1 Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.4 Prvky elektronických obvodů Kapitola 31 Mikrofon Bc. Radim Miksa

2 Obsah ÚVOD - ANOTACE MIKROFON KONDENZÁTOROVÉ MIKROFONY ELEKTRODYNAMICKÝ MIKROFON UHLÍKOVÉ PIEZOMIKROFONY MIKROFONY ELEKTRETOVÉ KONTROLNÍ OTÁZKY DOPORUČENÁ LITERATURA POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE SEZNAM OBRÁZKŮ... 6

3 Úvod - anotace Výukový materiál popisuje mikrofon. Výklad je na konci kapitoly doplněn kontrolními otázkami. Tento materiál je především určen pro 2. a 3. ročník oboru L/01 Autotronik. Cílem tohoto materiálu je podpora zvládnutí daného výukového celku v předmětu Aplikovaná elektronika (AEL) a seznámení studentů se základními elektronickými prvky jako dioda, tranzistor, tyristor, rezistor, kondenzátor, cívka a další, které jsou základem pro složitější elektronické obvody. Po prostudování všech kapitol bude student znát úpravu elektrických signálů a základní elektronické obvody. 1

4 1 Mikrofon Mikrofon je zařízení sloužící ke snímání zvuku, k převodu akustických vln na elektrický signál. Používáme ho v mnoha oblastech a stává se součástí každodenního života. Podle způsobu přeměny zvukové energie mikrofony rozdělujeme do čtyř základních skupin. Existuje mnoho typů mikrofonů, lišících se konstrukcí, principy i vlastnostmi. Mezi základní druhy patří mikrofony uhlíkové, piezoelektrické, elektromagnetické, elektrodynamické, kondenzátorové a elektretové. 1.1 Kondenzátorové mikrofony Membrána mikrofonu je jednou z desek kondenzátoru, druhá deska je pevná. Na deskách je udržován konstantní náboj (potřeba napájení). Vibrace membrány způsobují změny napětí mezi deskami. Nebo může být použitá jiná technologie: kondenzátor tvořený membránou a pevnou deskou je součástí elektrického obvodu, jímž prochází střídavý proud. Změny kapacity způsobují frekvenční nebo amplitudovou modulaci proudu. Audiosignál získáme demodulací. 1.2 Elektrodynamický mikrofon Vyrábí se v provedení cívkovém nebo páskovém, princip obou je ale stejný. Při pohybu vodiče v magnetickém poli se v tomto vodiči indukuje napětí. U páskového mikrofonu je vodičem tenký, pružný hliníkový pásek, který současně slouží jako membrána. Zdrojem magnetického pole je permanentní magnet. Výstupní napětí a impedance páskového mikrofonu jsou malé, proto je nutno použít transformátor. Většího napětí i impedance se dosahuje u cívkového elektrodynamického mikrofonu. Cívkové mikrofony mají dobré směrové vlastnosti a příznivý kmitočtový průběh cca od 20 Hz do Hz. 2 Obrázek 1 - dynamický mikrofon 1.3 Uhlíkové Uhlíkový mikrofon je nejstarším druhem mikrofonu, dodnes však nalézá uplatnění, především v telefonní technice. Díky vnějšímu zdroji energie a užitému principu je schopen dodávat relativně silný signál, byť v malém kmitočtovém rozsahu ( Hz). Pro uvedený účel však postačuje. Uhlíkový prášek mění odpor podle toho, jak je stlačován membránou, mění se podle toho velikost proudu, který prochází obvodem. Potřebuje tedy napájení (baterii). Používá se ve starších typech telefonů. Tento mikrofon je sice velmi citlivý, ale není moc kvalitní, zvuk zkreslují a mají šum. Pracují ve frekvenčním rozsahu od 300 do 3000 Hz.

5 Obrázek 2 - uhlíkový mikrofon 1.4 Piezomikrofony Piezomikrofony využívají piezoelektrického jevu, jde o měnič inverzní k piezoelektrickému reproduktoru. Využívá se jako snímač ultrazvukových vln v měřicí technice nebo u sonarů, v levných elektronických zařízeních atd. Kmitočtový rozsah piezoelektrického mikrofonu je Hz, má poměrně velké zkreslení a jeho kmitočtová charakteristika není zcela vyrovnaná. Obrázek 3 Piezomikrofon 1.5 Mikrofony elektretové Elektret materiál o stálé elektrické polarizaci, stále elektricky nabitý. Elektretové mikrofony jsou typem kapacitních mikrofonů, pohybem membrány se mění kapacita kondenzátoru, který je tvořen membránou a vnitřním povrchem mikrofonní vložky. Obvykle mají vestavěný předzesilovač vyžadují napájení (obvykle stačí baterie). Hůř snímají vysoké tóny, ale jsou nejlevnější. Používají se v mobilních telefonech, noteboocích, v TV na klopách hlasatelů atd. 1.6 Kontrolní otázky 1. K čemu složí mikrofon? 2. Jaké máme typy mikrofonu? 3. Popište uhlíkový mikrofon. 4. Popište elektrodynamický mikrofon. Obrázek 4 elektretový mikrofon 3

6 2 Doporučená literatura 1. VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 1. Vyd. Praha: SNTL, s. ISBN TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. 2. dopl. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, s. ISBN MALINA, Václav. Poznáváme elektroniku I. 1. vyd. České Budějovice: Kopp, s. ISBN BEZDĚK, Miloslav. Elektronika: učebnice. 3. vyd. České Budějovice: Kopp, ISBN KESL, Jan. Elektronika: učebnice. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, s. ISBN

7 3 Použitá literatura a zdroje 1. VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 1. Vyd. Praha: SNTL, s. ISBN TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. 2. dopl. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, s. ISBN KESL, Jan. Elektronika: učebnice. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, s. ISBN

8 4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1 - DYNAMICKÝ MIKROFON... 2 OBRÁZEK 2 - UHLÍKOVÝ MIKROFON... 3 OBRÁZEK 3 PIEZOMIKROFON... 3 OBRÁZEK 4 ELEKTRETOVÝ MIKROFON