Когда изобрели микрофон

Первые угольные микрофоны

Американский изобретатель Эмиль Берлинер первым запатентовал микрофон, но его изобретение не было первым устройством, способным усиливать голос. Системы акустического усиления существовали еще со времен древнего театра. Комедии и трагедии были представлены в открытых амфитеатрах с резонирующими сосудами, вмонтированными в стены и ряды, и рогами, вмонтированными в маски актеров.

Но не театры решили оспорить превосходство Берлинера в суде, а телефонная компания. Американец Александр Белл за год до своего оппонента — в 1876 году — представил на Международной выставке в Филадельфии изобретение для передачи звука и назвал его «жидкостным передатчиком».

«Излучатель был выполнен в виде бака, в котором постоянная мембрана отделяла провод от слабого раствора кислоты. При воздействии голоса мембрана колебалась, и провод более или менее соприкасался с жидкостью, изменяя сопротивление электрической цепи», — говорит Владимир Шипилов, директор по проектированию Октавского завода ГК «Ростех».

Эмиль Берлинер и его изобретение / ©ujew.com.ua

В 1877 году Эмиль Берлинер усовершенствовал изобретение Александра Белла. Он сделал звук для передачи чище и громче. Это изменение рассматривается как изобретение первого микрофона, свободный контактный передатчик для телефонии. В споре между двумя изобретателями суд встал на сторону молодого берлинца. Затем Белл купил патент за 50 000 долларов и нанял своего оппонента в качестве главного инженера-телефониста в компании Bell Telephone.

Среди пионеров микрофонных устройств также называют русского Павла Голубицкого и польского Генриха Махальского. Но в мае 1878 года самым известным стало изобретение англо-американского физика Дэвида Хьюза, принцип действия которого заключался в следующем: заостренный стержень из углерода соприкасался с двумя углеродными чашами и имел точечное соединение с подвижной мембраной. Впоследствии микрофон Хьюза неоднократно модифицировался.

«Несмотря на то, что этот микрофон называется первым микрофоном с древесным углем, сегодня этот тип микрофонов известен благодаря Томасу Эдисону, который предложил герметичное капсульное устройство с древесным порошком между металлическими пластинами. Еще одним автором более привычного дизайна угольного микрофона является Энтони Уайт. Он изобрел свой микрофон в 1890 году. В России производство микрофонов началось во второй пятилетке. Микрофоны на древесном угле производились в советское время на Октавском заводе в Туле. Известными моделями являются ММ-1 и MRU», — сказал Владимир Шипилов.

Устройство микрофона

Как работает микрофон с движущейся катушкой

Октавский конденсаторный микрофон МК-319 внутри

Принцип работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний от воздуха, воды или твердого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используется явление электромагнитной индукции, изменение емкости конденсатора или пьезоэлектрический эффект.

Свойства акусто-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону мембраны (микрофон с градиентом давления) или на обе стороны, и в последнем случае, симметричен ли эффект (микрофон с градиентом давления) или одна сторона мембраны непосредственно возбуждена вибрацией, а другая сторона подвергается какому-либо механическому или акустическому сопротивлению или системе задержки (микрофон с асимметричным градиентом давления).

На работу микрофона сильно влияет его механоэлектрическая часть.

Эволюция микрофона

В 1916 году было объявлено об изобретении конденсаторного микрофона. «Она основана на конденсаторе, мембрана колеблется при воздействии звука, и емкость конденсатора меняется при этом. Когда конденсатор заряжается, изменение его емкости вызывает скачок напряжения, что позволяет микрофону воспроизводить сигнал», — объясняет Шипилов.

Еще в 1920-х годах японский ученый Йогути изобрел электретный микрофон. Это связано с современным конденсаторным микрофоном по дизайну и принципу работы. История динамических микрофонов начинается в 1924 году, благодаря немецким ученым Эрлаху и Шотки. Первоначально их изобретение заменило конденсаторные микрофоны. А в 1925 году советские конструкторы Ржевкин и Яковлев создали пьезоэлектрический микрофон. В 1936 году в Октаве начал выпускаться первый динамический микрофон СССР.

Диктор Радио Госкомитета СССР по телевидению и радиовещанию, народный артист СССР Юрий Левитан у микрофона завода «Октава» / © Пресс-служба «Ростех».

В послевоенные годы на заводе был разработан динамичный студийный микрофон RDM, который заменил углеродные микрофоны в системах записи и звукоусиления страны.

«Но микрофоны из угольной пыли стали не прошлым, а другой нишей». До середины восьмидесятых годов двадцатого века такие микрофоны встречались в самых распространенных бытовых телефонных аппаратах с диалекторным диском. В современных приборах углеродные микрофоны используются только в спецназначении технологии. Согласно ГОСТ 7153-85 разработка телефонов с углеродным микрофоном прекращена с января 1987 года», — отмечает эксперт Ростехнадзора.

Современные микрофоны

В конце 1970-х годов конденсаторные микрофоны вернулись в массовое производство. На Тульском электроакустическом заводе их производство достигло миллиона единиц в год. Именно динамичные и конденсаторные микрофоны являются наиболее распространенными на сегодняшний день.

Модели конденсаторов многие считают лучшими: они предназначены для передачи высоких частот и известны тем, что передают высококачественный звук. Но выбор той или иной модели микрофона во многом зависит от цели его использования.

«Например, динамические микрофоны чаще всего используются для живых выступлений, в то время как конденсаторные микрофоны почти всегда используются в оборудованных студиях звукозаписи. Это связано с тем, что для живого выступления требуется яркий звук, в то время как запись должна иметь более чистый звук, без посторонних шумов», — говорит директор по дизайну компании Rostec.

Самое главное при выборе микрофона — личные предпочтения певца, его исполнительская техника, особенности голоса. Микрофон — что-то индивидуальное и каждый певец в процессе работы находит «свою» марку и модель, и редко меняет этот выбор. Например, певица Адель предпочитает динамические микрофоны немецкой марки Sennheiser. В то время как Мария Кери предпочитает конденсаторную модель Shure KSM9, от американской компании Shure. А исполнители лейбла «Черная звезда» — такие как Клава Кока, Назима, Миша Марвин — предпочитают МК-117 Октавы.

Певица Клава Кока у микрофона Октавского завода / © Пресс-служба Ростец

Копия микрофона МК-117 / © Пресс-служба Ростех.

Другими ведущими мировыми производителями микрофонной техники являются Neumann, Beyerdynamic, AKG, Sony, DPA и многие другие. Российскому лидеру в этой области Октаве уже давно есть чем гордиться. Известно, что в микрофоне «Октава» Юрий Гагарин сказал свое знаменитое «Поехали!». Тульские микрофоны выбирали и выбирают многие известные отечественные исполнители, в частности, Владимир Высоцкий предпочитал работать с ними.

«Октава» также пользуется спросом за рубежом. Такие звезды, как Sting, Iron Maiden, U2 и Radiohead используют тульское микрофонное оборудование в профессиональных записях. Например, студия Electrical Audio, основанная в 1997 году в Чикаго, где Nirvana, Джимми Пейдж, PJ Harvey и Robert Plant записывали свои альбомы, сейчас использует микрофоны Octava.

Микрофон MKL-5000 / © Пресс-служба Ростец

В сегодняшнем ассортименте оборудования — вокальные микрофоны для профессиональной студийной записи МК-117, ламповые микрофоны МКЛ-5000 в ретро стиле, который ценится за теплый звук, компактные микрофоны МК-012, которые используются в эфире, дубляже фильмов, усиление звука в театрах и студиях звукозаписи.
Опыт работы с этим микрофоном показывает, что он является одним из лучших для записи акустических музыкальных инструментов.

МК-012 Микрофон / © Пресс-служба Ростека

Звук этого микрофона был по достоинству оценен, например, фронтменом Radiohead Томом Йорком. Он записал вокал для альбома OK Computer с MK-012. Кстати, альбом достиг вершины британских чартов, что стало новым достижением для группы. Новинкой 2020 года является динамический вокальный микрофон MD-305, который предназначен для передачи голоса певца без искажений даже на высоких уровнях громкости.

Микрофон может стать востребованным в музыкальных учебных заведениях и концертных залах, говорит директор по маркетингу Октавского завода Любовь Стальнова. «Нам удалось создать универсальную модель, идеально подходящую для вокальной и голосовой работы, при этом имея возможность андер-игры на самых разнообразных музыкальных инструментах», — говорит она.