Как щели превращают микрофон в направленный
В обычном микрофоне звуковая волна давит на чувствительную мембрану — тонкую пластину, колебания которой превращаются в электрический сигнал. Если воздух может воздействовать на мембрану только с одной стороны, микрофон улавливает звук примерно одинаково со всех направлений. В направленной конструкции к мембране добавляют боковые входы и внутренние акустические каналы.
Звук, пришедший сбоку, попадает через эти щели внутрь и проходит к мембране по другому пути, чем звук с передней стороны. Поэтому волны приходят не одновременно: возникает сдвиг фазы — их колебания оказываются в разных точках цикла. Когда одна волна толкает мембрану, другая может тянуть её назад. В результате их воздействие частично компенсируется.
Почему фронтальный звук сохраняется
Для звука спереди пути устроены так, чтобы давление у мембраны по обе стороны не уравновешивалось в той же степени. Мембрана продолжает заметно колебаться, и микрофон выдаёт более сильный сигнал. Иными словами, щели не просто «закрывают» боковой звук: они меняют время его прихода и тем самым ослабляют его за счёт интерференции — сложения волн с учётом их фаз.
Размеры отверстий и внутренних каналов влияют на то, какие частоты и направления подавляются лучше. Поэтому реальный микрофон не отсекает весь боковой звук идеально: его направленность меняется с частотой, а часть окружающего шума всё равно попадает в запись. Но в подходящей конструкции голос перед микрофоном оказывается заметнее звуков, приходящих сбоку — благодаря тому, что для них щели создают путь к частичному взаимному гашению.
