Оптико-электронный микрофон

Изобретение относится к технике преобразования и усиления звуковых сигналов и может быть использовано в технических системах приема и обработки акустической информации. Предлагаемый оптико-электронный микрофон состоит из мембраны с прикрепленным к ней с внутренней стороны стержнем, двух пластин с обращенными друг к другу зеркальными поверхностями, одна из которых соединена со стержнем, источника оптического излучения, направленного на зеркально отражающую поверхность одной из пластин, и фотоприемника. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности, помехозащищенности и надежности приема. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике преобразования и усиления звуковых сигналов и может быть использовано в технических системах приема и обработки акустической информации.

Известны угольные микрофоны, в основе работы которых лежит свойство угольного порошка изменять электрическое сопротивление в зависимости от силы сжатия между собой угольных зерен. Достоинствами угольных микрофонов являются высокая чувствительность и простота конструкции, недостатками - высокий уровень собственных шумов, значительные частотные и нелинейные искажения, необходимость применения при пониженном питании микрофона, способствующем уменьшению его шумов и улучшению частотных характеристик, микрофонного усилителя, подверженного влиянию электромагнитных помех (В.М.Пестриков. Практическое использование современных радиоэлектронных схем и радиокомпонентов. - СПб.: КОРОНА принт, 2000. - 592 с.).

Известны электродинамические и электромагнитные микрофоны, в основе работы которых лежит эффект возникновения индукционного тока в замкнутом проводнике при его перемещении в магнитном поле или при изменении поля. Достоинствами таких микрофонов являются нечувствительность к влиянию ветра, толчкам, недостатками - невысокое качество звука и низкая чувствительность, что обусловливает необходимость их использования с трансформатором или микрофонным усилителем. Трансформатор вносит частотные и нелинейные искажения, подвержен влиянию электромагнитных помех и является источником наводок, создающих канал утечки информации и помехи для других электронных устройств.

К такому же типу относятся ленточные микрофоны, недостатками которых являются высокая чувствительность к порывам ветра, которые могут вызвать обрыв ленточки, а также подверженность влиянию резких перепадов давления и электромагнитных помех.

Известны конденсаторные и электретные конденсаторные микрофоны, обладающие наилучшими электроакустическими параметрами. Недостатками конденсаторных микрофонов являются необходимость использования микрофонного усилителя и согласующего каскада для подключения к нему, а также высокая стоимость, недостатком электретных конденсаторных микрофонов - чувствительность к механическим воздействиям, ограниченный диапазон условий эксплуатации (температуры воздуха, относительной влажности), а также необходимость использования при небольших габаритах микрофонов усилителя звуковой частоты.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются пьезоэлектрические микрофоны, принцип действия которых основан на явлении пьезоэлектрического эффекта. Микрофон состоит из мембраны, передающей колебания на пьезоэлектрическую пластину через стержень, в результате чего происходит деформация пьезоэлектрической пластины, а на ее обкладках появляется напряжение. Недостатками пьезоэлектрических микрофонов являются относительно невысокая чувствительность, низкая механическая прочность, гигроскопичность, значительная чувствительность к перепадам температуры окружающей среды. Кроме того, пьезоэлектрические микрофоны используются только с усилителем звуковой частоты, подверженным влиянию электромагнитных помех (В.М.Пестриков. Практическое использование современных радиоэлектронных схем и радиокомпонентов. - СПб.: КОРОНА принт, 2000, с.157).

Техническим результатом применения предлагаемого оптико-электронного микрофона является повышение чувствительности, помехозащищенности и надежности аппаратуры приема и усиления акустических сигналов.

Указанный технический результат достигается тем, что в пьезоэлектрическом микрофоне, содержащем мембрану и прикрепленный к ней стержень, дополнительно введены две обращенные друг к другу зеркальными поверхностями пластины, одна из которых соединена со стержнем, источник оптического излучения, направленный на зеркально отражающую поверхность одной из пластин, и фотоприемник.

Достижение технического результата обусловлено:

- возможностью обеспечения высокого отношения сигнал/шум на выходе усилителя пространственных колебаний оптического луча за счет его многократного отражения от колеблющейся зеркальной пластины;

- независимостью направления распространения оптического излучения от известных физических полей;

- невозможностью проникновения оптического излучения через непрозрачные материалы;

- отсутствием в составе микрофона элементов, чувствительных к механическим воздействиям.

Изобретение поясняется чертежом, на которой представлена схема расположения элементов оптико-электронного микрофона.

Оптико-электронный микрофон состоит из мембраны (1) с прикрепленным к ней с внутренней стороны стержнем (2), двух пластин (3), (4) с обращенными друг к другу зеркальными поверхностями, одна из которых (3) соединена со стержнем, источника оптического излучения (5), направленного на зеркально отражающую поверхность одной из пластин, и фотоприемника (6).

Фотоприемник предназначен для преобразования пространственных колебаний оптического луча в электрический сигнал. Указанное преобразование может быть реализовано при неполном перекрытии входного зрачка фотоприемника оптическим лучом, в результате чего пространственные колебания последнего приведут к изменению площади перекрытия и появлению на выходе фотоприемника соответствующего этим изменениям переменного электрического сигнала. Фотоприемник в данном случае выполняет функцию коррелятора, интегрируя поступающий на его вход поток излучения и формируя тем самым отклик на изменение пространственного положения оптического луча (Патент РФ на полезную модель №62319 "Оптический преобразователь").

Оптический луч (7), распространяясь между зеркальными пластинами (3) и (4) путем последовательного отражения от каждой из них, освещает входной зрачок фотоприемника (6). Колебания мембраны, возникающие под воздействием звуковых волн, через стержень передаются зеркальной пластине (3) и вызывают либо ее угловые колебания, как это показано на чертеже, либо колебания, осуществляемые посредством плоскопараллельного переноса пластины. В первом случае увеличение амплитуды отклонения оптического луча относительно фотоприемника при его распространении между зеркальными пластинами происходит за счет увеличения дальности между точкой первого отражения луча от пластины (3) и фотоприемником, а также за счет того, что при каждом отражении оптического луча от этой пластины изменяется его направление на величину 2Δα, где Δα - угол отклонения пластины (3). Во втором случае увеличение амплитуды пространственных колебаний оптического луча относительно фотоприемника происходит за счет сдвига точек его отражения от пластин, величина которого зависит от амплитуды колебаний пластины (3) и количества отражений от нее оптического луча.

Такой усилитель не содержит активных и пассивных радиоэлементов, поэтому полоса его пропускания практически неограниченна, а при высокой точности изготовления зеркальных поверхностей его нелинейные искажения будут незначительными. Кроме того, он не имеет предела устойчивости, поэтому при увеличении количества отражений оптического луча от зеркал (3) и (4) можно обеспечить высокий коэффициент усиления, не переходя в режим самовозбуждения.

Шумы на выходе фотоприемника складываются из шумов самого фотоприемника и квантовых шумов оптического излучения. Однако эти шумы не усиливаются вместе с полезным сигналом (пространственными колебаниями оптического луча), поэтому отношение сигнал/шум на выходе фотоприемника может быть увеличено до требуемого значения за счет повышения коэффициента усиления оптического усилителя. «Внутренним» шумом предлагаемого устройства, который может усиливаться вместе с полезным сигналом, являются колебания его неподвижных элементов (источника оптического излучения, зеркальной пластины (4) и фотоприемника) под воздействием внешних звуковых волн. Но при соответствующем конструктивном исполнении оптико-электронного микрофона (жесткое крепление перечисленных элементов к основанию корпуса, монолитное исполнение, использование для изготовления корпуса вязких материалов и так далее) их колебания будут несущественными по сравнению с колебаниями тонкой мембраны. Поэтому внутренними шумами предлагаемого оптико-электронного микрофона во многих случаях можно будет пренебречь.

Оптико-электронный микрофон, содержащий мембрану с прикрепленным к ней с внутренней стороны стержнем, отличающийся тем, что дополнительно введены две пластины с обращенными друг к другу зеркальными поверхностями, одна из которых соединена со стержнем, источник оптического излучения, направленный на зеркально отражающую поверхность одной из пластин, и фотоприемник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и микротехнологии и может быть использовано в конструкции микроминиатюрных приемников акустических сигналов специального назначения.

Изобретение относится к области акустических измерений. .

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для измерения значений величин, влияющих на результаты гидроакустических измерений. .

Изобретение относится к области воспроизводства звука, используется в аудиосистемах, аудиовидеосистемах, в средствах коммуникации, таких как телефоны, радио и т.д. .

Изобретение относится к преобразователям, предназначенным для получения акустических волн из электрических колебаний и излучения акустической мощности в окружающую среду, более конкретно к громкоговорителям.

Изобретение относится к преобразователям, предназначенным для получения акустических волн из электрических колебаний и излучения акустической мощности в окружающую среду, более конкретно к громкоговорителям.

Изобретение относится к области акустики и оптоэлектроники и может быть использовано в промышленности и быту для высококачественной записи акустических сигналов в цифровой и аналоговой форме.

Изобретение относится к средствам радиовещания и может быть использовано в качестве цифрового микрофона

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах громкоговорящей и телефонной связи на подвижных объектах для преобразования акустических сигналов в электрические

Изобретение относится к технике преобразования и усиления сигналов и может быть использовано в технических системах приема и обработки информации

Изобретение относится к электроакустике, устройствам воспроизведения звуковых сигналов высоковольтной электрической дугой. Технический результат - повышение точности воспроизведения звуковых сигналов. Достигается тем, что используется более одного повышающего трансформатора, вторичные обмотки которых соединены параллельно и подключены к электродам, между которыми создается высоковольтная электрическая дуга, излучающая звуковые колебания, с помощью усилителя звуковой частоты и коммутатора, поочередно распределяющего выходное напряжение усилителя на первичные обмотки трансформаторов. При этом получают импульсы постоянной частоты и длительности. За время действия импульса в трансформаторе накапливается энергия, пропорциональная выходному напряжению усилителя, которая между импульсами накопления передается в дугу. Импульсы на первичных обмотках трансформаторов равномерно сдвинуты относительно друг друга в пределах одного периода несущей частоты. Имеют временные соотношения накопления и передачи энергии, соответствующие количеству используемых трансформаторов. При этом на электродах дуги осуществляется последовательная, поочередная, амплитудно-импульсная модуляция от каждого трансформатора, увеличивая точность звукового сигнала. 2 ил.

Микрофон // 2524558
Изобретение относится к области акустики и касается ручного сценического микрофона. Микрофон содержит полый корпус, защитную решетку, звукосниматель, диафрагму, звуковую катушку, магнитный элемент, включатель звукоснимателя, выходной разъем. В головной части корпуса со стороны защитной решетки по окружности выполнен светоотражающий канал с V-образными выемками, в каждой из которых расположен, по меньшей мере, один светодиод, способный излучать белый или окрашенный свет. Светодиоды соединены с блоком преобразования звуковых частот голоса в световые излучения и источником постоянного электрического тока. С внешней стороны светоотражающего канала может быть дополнительно установлен белый или окрашенный светофильтр. Технический результат заключается в обеспечении возможности генерации разноокрашенных световых потоков в зависимости от звуковых частот голоса. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к акустике и предназначено для возбуждения акустических колебаний в газах и жидкостях. Сущность: излучатель содержит теплопроводящую подложку, на рабочей поверхности которой сформированы параллельно расположенные протяженные структуры в виде выступов призматической формы, имеющие легированные поверхностные слои со значительно большей электрической проводимостью, чем подложка. Протяженные структуры соединены с токопроводящими контактными областями, сформированными на подложке. Поверхности подложки и тепловыделяющих структур покрыты сверху наноразмерным слоем диоксида кремния. Технический результат: повышение надежности, удельной акустической мощности и максимальных частот излучаемых акустических колебаний. 1 ил.

Изобретение относится к акустическим средствам воспроизведения звука. Электродинамическая головка воспроизведения звука содержит источник звуковых электрических сигналов, генератор звуковых колебаний, взаимодействующий с упругой средой, последовательно соединенные модулятор, согласующее устройство и высоковольтный трансформатор. При этом генератор звуковых колебаний выполнен в виде двух электродов, расположенных друг от друга на расстоянии, обеспечивающем формирование электрической дуги. Вход модулятора соединен с выходом источника звуковых электрических сигналов, а выходы высоковольтного трансформатора подключены к электродам, к выходу модулятора подключено согласующее устройство, обеспечивающее согласование по уровню сигнала и сопротивлению с входом высоковольтного трансформатора. Выход согласующего устройства соединен с входом трансформатора. Технический результат - повышение качества звучания. 1 ил.

Изобретение относится к технике преобразования и усиления звуковых сигналов и может быть использовано в технических системах приема и обработки акустической информации

Наверх