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.
- https://naked-science.ru/article/column/vse-nachalos-s-uglya-evolyutsiya-mikrofona
- https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/24127