Микрофоника , микрофонизм или микрофонизм [1] [2] [3] описывает явление, при котором определенные компоненты электронных устройств преобразуют механические колебания в нежелательный электрический сигнал ( шум ). Термин происходит от аналогии с микрофоном , который специально разработан для преобразования колебаний в электрические сигналы.
Когда электронное оборудование создавалось с использованием электронных ламп , микрофонный эффект часто был серьезной проблемой проектирования. Заряженные элементы в электронных лампах могут механически вибрировать, изменяя расстояние между элементами, создавая потоки заряда в трубке и из нее способом, идентичным конденсаторному микрофону. Система, достаточно восприимчивая к микрофонному эффекту, могла испытывать звуковую обратную связь и издавать шумы при сотрясении или ударе. Чтобы минимизировать эти эффекты, некоторые электронные лампы изготавливались с более толстыми внутренними изолирующими пластинами и большим количеством опор, [4] а сборки трубчатых гнезд иногда устанавливались с помощью небольших резиновых прокладок, помещенных в отверстия для винтов, чтобы изолировать их от вибрации. [2]
Иногда для безопасного постукивания по работающему устройству, предположительно являющемуся микрофонным, использовался специальный инструмент, называемый клапанным молотком или трубчатым молотком, чтобы проверить, не вызовет ли такое постукивание нежелательных звуковых эффектов. [1]
Разработчики СВЧ-ламп предприняли многочисленные шаги для уменьшения микрофонного эффекта в клистронах . Когда настройка была необходима, обычно находил компромисс между устойчивостью клистрона к микрофонному эффекту и достигаемой производительностью. [3]
С появлением твердотельной электроники ( транзисторов ) этот основной источник микрофонного эффекта был устранен, однако более мелкие источники все еще остались.
Керамические диэлектрики EIA Class 2, используемые в конденсаторах с высокой проводимостью (« Z5U » и « X7R »), являются пьезоэлектрическими и напрямую преобразуют механическую вибрацию в напряжение точно так же, как керамический или пьезоэлектрический микрофон. [5] Пленочные конденсаторы , использующие мягкие (механически податливые) диэлектрические материалы, также могут быть микрофонными из-за вибрационной энергии, физически перемещающей пластины конденсатора [ необходима ссылка ] . Аналогично, переменные конденсаторы, использующие воздух в качестве диэлектрика, уязвимы для вибраций, перемещающих пластины. Конденсаторы, использующие стекло в качестве диэлектрика, хотя и довольно дороги, могут быть сделаны по существу немикрофонными.
Провода, кабели и даже печатные платы (ПП) также могут демонстрировать микрофонный эффект при движении заряженных проводников, а различные материалы могут создавать трибоэлектрические заряды (тип статического электричества ), которые взаимодействуют с электронными схемами.
Гитарные усилители , в которых электронное шасси встроено в тот же корпус, что и динамик, подвержены микрофонному эффекту. Хотя микрофонные искажения гитарного усилителя иногда воспринимаются как часть «особого звука» гитарного усилителя, неисправная вакуумная лампа или другой компонент могут вызвать неконтролируемую положительную обратную связь . Нежелательные звуковые искажения, связанные с микрофонным эффектом, часто можно устранить, используя имеющиеся в продаже механические демпферы на вакуумных лампах.
Термин также может использоваться для описания видеоартефакта, распространенного в старых видеокамерах. До появления твердотельных датчиков с зарядовой связью (ПЗС) для получения изображения эту задачу выполняли вакуумные трубки . Громкие шумы в студии, такие как рок-группы или выстрелы, могли вызвать вибрацию трубок, что приводило к появлению характерных нежелательных горизонтальных полос на изображении. [6]
Эффект также можно наблюдать при работе проигрывателя в том же помещении, что и громкоговорители. В зависимости от конструкции проигрывателя звук может акустически связываться с пылезащитным кожухом проигрывателя или другими механическими частями и вызывать обратную связь в картридже звукоснимателя.
Многие внутриканальные наушники демонстрируют микрофонный эффект, когда кабели наушников передают вибрации из-за движения кабеля непосредственно в уши пользователя. [7]