"Радиолюбитель", №3-4, февраль, 1926 год, стр. 67-68
Nova mikrofono de prof. M. A. Bonc-Bruevic. — F. LBOV. — En la artikolo oni priskribas novan kondensatoran mikrofonon, inventita de prof.Bonc-Bruevic. La principa skemo de tiu ci mikrofono estas donita sur desegn. I. La literoj A kaj B signifas du metalaj retoj, la interspaco inter kiuj estis 1—2 mm. Jnter ili, en elektrostatiko leimpe, ferata per baterio, estas l'kita neforte strecita, tre suatilo membrano M, farita et metalumita silkamatorio. La kentaktigo de mikrofona al katodi lampo estas klara el la designajo. La praktika skemo (design. 2) forigas malutilan influon de interna kipacito de lampo. En tiu ei skem R = 100.000 om kaj C estas la kapacito kelkcentimetra. La diametroj de r. toj 12-15-30 cm; se oni havas interspacen inter la rete kaj membrano 0,5 mm, la mikrofono funksies kun tensio d · 80 v lta baterio. Tiu ci mikrefono prez ntas ekst rard naran klarecon de trans ndo kaj grandan pot nc n; p st unui 1 mpo la amplitude de parelkurento estas egala kun amplitudo de kur nto de karbmikrofono; oni bezenes nur 2 gradejn de int nsigo per influo (kontr I.) per 1 kilov. — transdanilo: nstatau 4—6 grad j, kiu estas necesa por Magnetofono. Nova mikrofono dank’al siaj ec·j, difereneigas je la simpleco de konstrukeio kaj malkareco de l'ekspluatado. La fotografajoj de unu el unuaj medeloj estas donitaj sur desegn. 3.
Всякий не только радиолюбитель, но и простой радиослушатель знает, что наиболее важной проблемой техники радиовещания является проблема микрофона — машины, которая должна превратить энергию звуковых волн в электрическую энергию, сделавши это так, чтоб не исказить музыки или речи, чтоб не внести посторонних шумов, словом, чтоб на несущую волну передающей радиостанции наложить такие, выраженные электрически, звуковые колебания, которые могли бы дать человеческому уху полное представление о звуках, рожденных в театре, в студии, в аудитории 1). Существует много видов микрофонов — с угольным порошком, с лентами или катушками в сильном магнитном поле, конденсаторные микрофоны, катодофоны и др.: все они имеют те или иные недостатки, и, как правило, те из них, которые дают наиболее чистую передачу звуков (магнетофон, катодофон), требуют большого усиления, прежде чем их токами воздействовать на передатчик; это усиление сложно, дорого и может служить источником новых искажений.
Проф. М. А. Бонч-Бруевич 10 февраля сделал на очередной лабораторной беседе (Нижегородской радиолаборатории) сообщение о его микрофоне, который должен будет произвести крупный переворот в деле радиовещания.
Припцип нового микрофона удивительно прост, и эта простота, чрезвычайно изящная с точки зрения радиотехники, показывает исключительную способность изобретателя с особенной ясностью представлять себе свойства механизма катодной лампы и задачи трансформирования звуковой энергии в электрическую.
Принципиальная схема микрофона проф. Бонч-Бруевича показана на рис. 1. Буквами А и В обозначены (в разрезе) две металлические решетки, расстояние между которыми 1—2 мм; к ним присоединена батарея, которая создает в пространстве между решетками электростатическое поле. В этом поле помещена слабо натянутая мембрана М из очень легкой материи (шелк), металлизованная по одному из известных способов. Мембрана присоединяется к сетке усилительной лампы, а нить последней — к средней точке батареи микрофона.
Вот и все сооружение. Как оно работает? — Мы все знаем, что ток в анодной цепи лампы изменяется совершенно точно в зависимости от заряда на сетке; в данной схеме заряд сетки будет изменяться в зависимости от того, к какой решетке — положительно или отрицательно заряженной — будет ближе мембрана М. Таким образом, звуковые волны, оказывая давление на мембрану, будут изменять потенциал сетки, создавая изменения анодного тока. Этот измененный анодный ток может быть наложен на передатчик, как микрофонный ток.
Порошковый микрофон, какого угодно типа, не может дать неискажающую передачу, так как законы изменения сопротивления порошка и изменения, в зависимости от этого, тока через микрофон несходны с законами колебаний жесткой мембраны, на которую действуют звуковые волны.
В микрофоне Бонч-Бруевича изменения потенциала мембраны точно пропорциональны перемещениям ее, а перемещения, если мембрана достаточно легка, в точности соответствуют амплитуде звуковой волны, — это есть полное превращение звуковой энергии в электрическую.
Опыты, проделанные с этим микрофоном на радиостанции им. Лещинского, показали, что такого рода прибор может давать передачу звуков без всяких посторонних шумов, без какого-либо фона, при чем воспроизведение, например, рояля имеет совершенно неслыханную до сих пор красочность и богатство звуковых оттенков; то же заметно и в человеческой речи, которая передается совершенно внятно, со всеми оттенками тембра голоса, даже если он понижен до шопота.
Микрофон спокойно работает тогда, когда в метре от него, в комнате в 4 кв. метра, при открытом рояле, шрают fortissimo, — условия, при которых "Вестерн" и далее "Рейсс" издают преимущественно хрип взамен музыки.
Схема (рис. 1) показала, однако, что микрофон имеет склонность "басить", что происходит, как установлено на опыте, от наличия емкости сетка-нить лампы, от взаимных влияний между анодом и сеткой и т. д.
Чтоб освободится от таких влияний, была взята схема, изображенная на рис 2, где R — сопротивление порядка 100.000 ом, а C — маленький конденсатор, величина которого может доходить до нескольких см емкости.
В этом случае сетка лампы "выбирает" себе сама некоторый потенциал, и схема ведет себя совершенно спокойно.
Обнаружено, конечно, влияние посторонних электростатических полей на поле микрофона, но это ликвидируется помещением всей схемы в экранирующий футляр.
Теперь о величинах. Одна из первых моделей микрофона показана на рис. 3. Диски решетки могут быть и не из толстой меди, как они здесь сделаны — достаточно решетки из толстой проволоки, чтоб обеспечить ее относительную неподвижность. Диаметры решеток брались 12—15—30 см; расстояние между ними различное; оно зависит от вольтажа микрофонной батареи. При расстоянии между решеткой и мембраной в 0,5 мм микрофон работает исправно при напряжении всего в 80 вольт.
Мембрана — из тонкого, слабо натянутого шелка, который покрыт сусальным золотом, серебром и т. п ; в любительской обстановке можно взять тонкий станиоль, обклеенный с обеих сторон пропарафиненной папиросной бумагой, и т. п.
Гнезда ламп, для устранения микрофонного эффекта от самих ламп, подвешены мягко (на резине); трансформатор для перехода — обычный.
Интересен другой способ "питания" электростатического микрофона. Вместо батареи, задающей потенциал на боковые решетки, можно взять заряженный конденсатор — микрофон будет работать более или менее продолжительное время, в зависимости от емкости конденсатора и изоляции его обкладок. При конденсаторном питании устраняется возможность влияния на микрофон некоторых колебаний напряжения, происходящих в батареях вследствие внутренних химических процессов.
Характерно отличие электростатического принципа от электромагнитного, по которому строятся т. наз. ленточные микрофоны немецкой фирмы "Телефункен". В электромагнитном звуковая волна действует на очень тонкую ленту (М — рис. 4), помещенную между полюсами магнита N и S. Увеличить чувствительность микрофона увеличением поверхности ленты значительно нельзя, так как ослабится поле; в электростатическом же, наоборот, расстояние между мембраной и обкладками может быть взято как угодно малым при любой величине их, без значительного ослабления поля.
Между прочим, М. А. в своем сообщении указал, что радиолаборатория еще два года назад занималась принципом "ленточного" микрофона, но должна была оставить опыты так как не было возможности получить необходимый материал; а год назад фирма "Телефункен" выпустила свои приборы.
Какие еще преимущества имеет микрофон Бонч-Бруевича?
1) Необычайная простота и дешевизна постройки: изготовление его доступно любому радиолюбителю и займет какой-нибудь час времени.
2) Большая мощность: после первой лампы амплитуда разговорного тока получается такая же, как от угольного микрофона; нужно не больше двух каскадов, чтобы такой микрофон можно было включить в передатчик типа "Малого Коминтерна", — это вместо 4—6 каскадов для "Магнетофона".
3) Дешевизна эксплоатации: если микрофонную батарею зашунтировать конденсатором, то можно считать, что эта батарея не расходуется; поэтому она может быть взята в виде самых малых элементов, с слабым раствором электролита, даже просто с водою; наконец — прекрасно будет служить, в течение 4—5 лет, сухой гальванический столб (тина Замбони).
По этому же принципу М. А. начинает сейчас работу с громкоговорителем, при чем здесь намечаются интересные перспективы в смысле достижения чистоты, мощности и направленности действия "излучателя звука". Этот же способ превращения звуковой энергии в электрическую открывает ряд возможностей в отношении изучения и точного измерения силы звуковых волн и т. п.
В заключение хочется сообщить мысль М. А. Бонч-Бруевича о "микрофонном искажении". Он считает, что неосновательно можно обвинять самый хороший микрофон, если говорить о некоторых видах искажений. Бот, лучше всего, пример: вы слушаете через "Коминтерн" концерт из зала консерватории. Хрип, "затыкает" на громких местах и пр. Но, кроме этого, неприятно действует особый оттенок в музыкальной картине — "звучит комната". А в то же время, "реальное ухо" вашего приятеля, сидящего в этом самом зале, этого не ошущает.
Человеческое "реальное" ухо имеет в своем сложном устройстве, очевидно, такие приспособления, которые исключают воздействие на мембрану уха (барабанную перепонку) тех комбинаций звуковых волн, которые создают группу "резонанса помещения" и которые самый хороший микрофон будет добросовестно передавать. Следовательно, микрофон, предназначенный для получения того же эффекта, какой человек получает помощью уха, должен, кроме неискажающей перепонки — мембраны, иметь еще какие-то акустические приспособления (камеры), подобно "реальному", живому уху.
1) О действии и роли микрофона см. "РЛ“, стр. 107, 439 за 1924—25 г.
(стр. 67.)