Основы электроакустики. Микрофон электретный


Электретный микрофон

Электретный микрофон является разновидностью конденсаторных микрофонов. В большинстве случаев подобные микрофоны применяются в профессиональных студиях, однако могут отлично подойти и для любительских целей. Как правило, конденсаторные электретные микрофоны частенько используют для оснащения домашних звукозаписывающих студий.

На современном российском рынке можно встретить огромный ассортимент данного оборудования. Среди существующих предложений можно выбрать электретный микрофон как зарубежного, так и отечественного производства. Если говорить о вопросах стоимости, то микрофоны зарубежного производства стоят несколько дороже, нежели российского. В большинстве случаев это завышение цен мало чем оправдано, так как электретный микрофон российского производства не уступает по своему качеству зарубежному.

В настоящее время микрофоны подобного типа практически вытеснили микрофоны, обладающие другой конструкцией. Причина в том, что при весьма низкой цене электретный микрофон характеризуется высокой надежностью, малым весом и ровной АЧХ.

Микрофоны подобного типа представляют собой конденсаторы, некоторые пластины которых изготавливаются из очень тонкой пленки, натянутой на кольцо. Полиэтиленовая пленка облучается пучком электронов, которые проникают на небольшую глубину и в результате создают пространственный заряд, имеющий возможность сохраняться достаточно долгое время.

У данного типа диэлектриков есть название «электрет» - благодаря чему микрофон также называется электретным.

В дальнейшем на пленку накладывается достаточно тонкий слой металла, использующийся как один из электродов. В качестве другого электрода выступает металлический цилиндр, чья плоская поверхность находится недалеко от пленки.

Ее колебания, которые вызываются акустическими волнами, способны создавать между электродами электрический ток. Из-за того, что сила данного тока достаточно мала, а выходное сопротивление достигает гигаомов, передача сигнала, генерируемого микрофоном, осуществляется достаточно сложно. В результате, для того чтобы согласовать низкое сопротивление усилителя с высоким сопротивлением микрофона, необходимо использовать согласующий каскад, который выполнен на полевом (униполярном) транзисторе, конструктивно расположенном в корпусе микрофонного капсюля.

Корпус капсюля должен быть изготовлен из металла, способного экранировать микрофон и согласовать каскад, защитив его от внешних полей электричества.

Как правило, капсюлем здесь называется устройство, в чьем корпусе располагается не только сам микрофон электретный, но и согласующий каскад.

Для того чтобы понять, пригоден ли для подключения электретного микрофона тот или иной микрофонный усилитель, вполне хватит подключения к входному гнезду мультимера. Если в результате прибор показывает 2-3 Вольт, это означает, что усилитель подходит для работы вместе с электретным микрофоном. Многие микрофонные усилители используются в отдельных компьютерных аудиокартах или во встроенных, которые рассчитаны как раз на работу с электретными микрофонами.

Принцип работы электретных микрофонов основывается на возможности некоторых материалов, обладающих высокой диэлектрической проницаемостью, менять свой поверхностный заряд в результате воздействия звуковой волны. Электретные микрофоны обладают очень высоким сопротивлением, благодаря чему есть возможность их подключения к усилителям с высоким входным сопротивлением.

По своей конструкции подобные микрофоны делятся на три категории: электретный материал находится во фронтальном положении; электретный материал нанесен на гибкую мембрану; электрет находится на задней пластине.

На сегодняшний день лидером по изготовлению профессионального звукозаписывающего оборудования является компания «Октава», чьи микрофоны обладают безупречной репутацией.

«Октава» МКЭ – серия, включающая в себя несколько моделей профессиональных электретных микрофонов, которые рассчитаны на различные условия использования. Особое внимание стоит обратить на новинку компании – микрофон «Октава» МКЭ – 222, который предназначен для записи конференций.

fb.ru

Питание электретных микрофонов. Фантомное питание в профессиональной аудио технике. Часть 1

. Часть 1

В связи с тем, что электретный микрофон имеет в своем составе буферный предусилитель, который добавляет к полезному сигналу собственный шум, он и определяет отношение сигнал/шум (обычно в районе 94 дБ), что эквивалентно акустическому отношению сигнал/шум 20-30 дБ.

Электретные микрофоны нуждаются в напряжении смещения для встроенного буферного предусилителя. Это напряжение должно быть стабилизировано, не содержать пульсаций, так как в противном случае они поступят на выход в составе полезного сигнала.

3. Основные схемы питания электретных микрофонов

3.1 Принципиальная схема
Рис.02 - Принципиальная схема
На рисунке Рис.02 представлена основная схема питания электретного микрофона, на нее следует ссылаться при рассмотрении подключения любого электретного микрофона. Выходное сопротивление определяется резисторами R1 и R2. Практически выходное сопротивление можно принять R2.
Рис.03 - Альтернативная принципиальная схема
3.2 Питание электретного микрофона от батарейки (аккумулятора)
Эта схема (Рис.04) может быть использована совместно с бытовыми магнитофонами и звуковыми картами, изначально предназначенными для работы с динамическими микрофонами. Когда вы соберете эту схему внутри корпуса микрофона (или в небольшом внешнем боксе), ваш электретный микрофон найдет универсальное применение.
Рис.04 - Схема питания электретного микрофона от батарейки
При построении данной схемы, будет полезно добавить выключатель, чтобы отключать батарейку в то время, когда микрофон не используется. Следует отметить, что уровень выходного сигнала этого микрофона значительно выше уровня, получаемого при использовании динамического микрофона, так что необходимо контролировать усиление на входе звуковой карты (усилителя/микшерного пульта/магнитофона и т.д.). Если этого не сделать, высокий уровень входного сигнала может привести к перемодуляции. Выходное сопротивление этой схемы в районе 2 кОм, поэтому не рекомендуется использовать слишком длинный микрофонный кабель. В противном случае он может сработать как фильтр нижних частот (несколько метров не окажет сильного влияния).
3.3 Простейшая схема питания электретного микрофона
В большинстве случаев допустимо использовать одну/две батарейки 1,5 В (в зависимости от используемого микрофона) для питания микрофона. Батарейка включается последовательно с микрофоном (Рис.05).
Рис.05 - Простейшая схема питания электретного микрофона
Эта схема работает, если постоянный ток, поступающий от батарейки, не оказывает на предусилитель негативного влияния. Это случается, но далеко не всегда. Обычно предусилитель работает только как усилитель переменного тока, и постоянная компонента не оказывает на него никакого влияния.

Если вы не знаете правильную полярность батарейки, попробуйте включить ее в двух направлениях. В подавляющем большинстве случаев неправильная полярность при низком напряжении не вызывает никаких повреждений микрофонного капсюля.

4. Звуковые карты и электретные микрофоны

В данном разделе рассматриваются варианты подачи питания на микрофоны от звуковых карт.

4.1 Вариант Sound Blaster
Звуковые карты Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) от Creative Labs используют 3,5 мм stereo jack-и для подключения электретных микрофонов. Распиновка jack-а представлена на Рисунке 06.
Рис.06 - Распиновка jack-а для подключения к звуковой карте Sound Blaster
Creative Labs на своем сайте приводит характеристики. которыми должен обладать микрофон, подключаемый к звуковым картам Sound Blaster:
  1. Тип входа: небалансный (несимметричный), низкоомный
  2. Чувствительность: около -20дБВ (100 мВ)
  3. Входное сопротивление: 600-1500 Ом
  4. Разъем: 3,5 мм stereo jack
  5. Распиновка: Рисунок 07
Рис.07 - Распиновка разъема с сайта Creative Labs
На рисунке ниже (Рис.08) показана примерная схема входной цепи при подключении микрофона к звуковой карте Sound Blaster.
Рис.08 - Микрофонный вход звуковой карты Sound Blaster
4.2 Другие варианты подключения микрофона к звуковой карте
Звуковые карты других моделей/производителей могут использовать метод рассмотренный выше, а могут иметь собственный вариант. Звуковые карты, которые используют 3,5 мм разъем mono jack для подключения микрофонов, как правило имеют перемычку, позволяющую в случае необходимости подать питание на микрофон, либо его отключить. Если перемычка находится в положении при котором осуществляется подача напряжения к микрофону (обычно +5 В через резистор 2-10 кОм), то это напряжение подается по тому же проводу что и сигнал от микрофона к звуковой карте (Рис.09).
Рис.09 - Распиновка jack-а для подключения микрофона к звуковой карте
Входы звуковой карты в этом случае имеют чувствительность около 10 мВ. Это подключение также используется в компьютерах Compaq, выпускаемых со звуковой картой Compaq Business Audio (микрофон Sound Blaster хорошо работает с Compaq Deskpro XE560). Напряжение смещения, измеренное на выходе Compaq, 2,43 В. Ток короткого замыкания 0,34 мА. Это говорит о том, что напряжение смещения подается через резистор около 7 кОм. Кольцо 3,5 мм jack-а не используется, и ни к чему не присоединяется. Руководство пользователя Compaq говорит, что этот микрофонный вход используется только для подключения электретного микрофона с фантомным питанием, например микрофона поставляемого самим Compaq. Если верить Compac, этот метод подачи питания называется фантомным питанием, однако не следует путать этот термин с тем, что используется в профессиональной аудио технике. Согласно заявленным техническим характеристикам входное сопротивление микрофона 1 кОм, а максимально допустимый уровень входного сигнала 0,013 В.
4.3 Подача напряжения смещения к трех- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты
Эта схема (Рис.10) подходит для подключения трех- проводного капсюля электретного микрофона к звуковой карте Sound Blaster, которая поддерживает подачу напряжения смещения (НС) к электретному микрофону.
Рис.10 - Подключение трех- проводного электретного капсюля к звуковой карте
4.4 Подача напряжения смещения к двух- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты
Эта схема (Рис.11) подходит для сопряжения двух- проводного электретного капсюля со звуковой картой (Sound Blaster), которая поддерживает подачу напряжения смещения.
Рис.11 - Подключение двух- проводного электретного капсюля к звуковой карте
Рис.12 - Простейшая схема, работающая с SB16
Эта схема (Рис.12) работает, потому что питание +5 В подается через резистор 2,2 кОм, встроенный в звуковую карту. Этот резистор хорошо работает как ограничитель тока и как сопротивление в 2,2 кОм. Такое подключение используется в компьютерных микрофонах Fico CMP-202.
4.5 Питание электретных микрофонов с 3,5 мм mono jack-ом от SB16
Приведенная ниже схема питания (Рис.13) может применяться с микрофонами, напряжение смещение которым подается по тому же проводу, по которому передается аудио сигнал.
Рис.13 - Подключение электретного микрофона с mono jack-ом к SB16
4.6 Подключение микрофона телефонной трубки к звуковой карте
Согласно некоторым новостным статьям на портале comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, этаже схема может использоваться для подключения к звуковой карте Sound Blaster электретного капсюля телефонной трубки. В первую очередь необходимо убедиться что микрофон в выбранной трубке электретный. Если это так, то необходимо отсоединить трубку, открыть ее и найти плюс микрофонного капсюля. После этого капсюль подключается как показано на рисунке выше (Рис.13). Если вы хотите использовать разъем RJ11 телефонной трубки, то микрофон подключен к проводам внешней пары. Различные трубки имеют разные уровни сигнала на выходе, и уровня некоторых может быть недостаточно для использования со звуковой картой Sound Blaster.

Если вы хотите использовать динамик трубки, то подключите его к Tip [2] и вставьте в звуковую карту. Перед этим убедитесь что он имеет сопротивление более 8 Ом, в противном случае усилитель на выходе звуковой карты может сгореть.

4.7 Питание мультимедийного микрофона от внешнего источника
Основная идея питания мультимедийного (ММ) микрофона приведена ниже (Рис.14).
Рис.14 - Питание мультимедийного микрофона
Общая схема питания компьютерного микрофона, предназначенная для работы с Sound Blaster и другими подобными звуковыми картами приведена на рисунке ниже (Рис.15):
Рис.15 - Общая схема питания компьютерного микрофона
Примечание 1: на выход этой схемы поступает постоянный ток в несколько вольт. Если это создает проблемы, необходимо добавить конденсатор последовательно с выхода микрофона.

Примечание 2: обычно напряжение питания микрофонов, подключаемых к звуковой карте составляет около 5 вольт, подаваемых через резистор 2,2 кОм. Микрофонные капсюли обычно не восприимчивы к к постоянному току от 3 до 9 вольт, и будут работать (хотя уровень подаваемого напряжения может повлиять на выходное напряжение микрофона).

4.8 Подключение мультимедийного микрофона к обычному микрофонному входу
Рис.16 - Подключение ММ микрофона к обычному входу
Напряжение +5 В может быть получено из большего с помощью стабилизатора напряжения, такого как 7805. В качестве альтернативы можно использовать последовательное включение трех батареек 1,5 В, а можно использовать и одну на 4,5 В. Включать ее следует как показано на рисунке выше (Рис.16).
4.9 Plug-in power
Множество небольших видео камер и рекордеров используют 3,5 мм микрофонный стерео штекер для подключения стерео микрофонов. Некоторые устройства предназначены для микрофонов с внешним источником питания, в то время как другие подают питание через тот же разъем, по которому передается аудио сигнал. В характеристиках устройств, которые обеспечивают питание капсюлей через микрофонный вход, этот вход называется "Plug-in power".

Для устройств, которые используют подключение Plug-in power для электретных микрофонов, схема приведена ниже (Рис.17):

Рис.17 - Подключение микрофонов с использованием Plug-in power
Технология подключения микрофонов Plug-in power с точки зрения схемотехники записывающего устройства (Рис.18):
Рис.18 - Схемотехника разъема Plug-in power
Номиналы элементов в схему могут меняться в зависимости от производителя оборудования. Однако очевидно что напряжение питания составляет несколько вольт, а номинал резистора в несколько кило-Ом.

Примечания

[1] Буферный предусилитель электретного микрофона - это также просто предусилитель, преобразователь напряжения, повторитель, полевой транзистор, согласователь сопротивления. [2] Названия pin-ов разъема stereo jack Перевод статьи Powering microphones (copyright Tomi Engdahl 1997-2012). Часть 2

voitrec.blogspot.com

Электретный микрофон - это... Что такое Электретный микрофон?

Слева электретный капсюль (конденсатор) микрофона МКЭ-3, справа — весь микрофон (содержит капсюль и буферный усилитель) Электретные микрофоны («капсюли»).

Электре́тный микрофо́н — разновидность конденсаторного микрофона.

Принцип действия электретного конденсаторного микрофона основан на способности некоторых диэлектрических материалов (электретов) сохранять поверхностную неоднородность распределения заряда в течение длительного времени.

Принцип действия гомоэлектретного микрофона

Тонкая плёнка из гомоэлектрета помещается в зазор конденсаторного микрофона (то есть конденсатора, у которого одна из обкладок (мембрана) имеет возможность перемещаться под действием внешнего акустического сигнала) либо наносится на одну из обкладок.

Это приводит к появлению некоторого постоянного заряда конденсатора. При изменении ёмкости, вследствие смещения мембраны, на конденсаторе проявляется изменение напряжения, соответствующее акустическому сигналу.

Принцип действия гетероэлектретного микрофона

В таком микрофоне сама гетероэлектретная плёнка служит мембраной. При её деформации на её поверхностях возникают разноимённые заряды, которые можно зарегистрировать, расположив электроды непосредственно на поверхности плёнки (на поверхность напыляют тонкий слой металла (алюминий, золото, серебро и т. п.).

Особенности подключения

Типичная схема предусилителя на встроенном полевом транзисторе. Внешнее напряжение питания подаётся на U+; отделённая конденсатором переменная составляющая сигнала снимается с «Output»; резистор устанавливает режим работы транзистора и выходной импеданс.

В отличие от динамических микрофонов, имеющих низкое электрическое сопротивление катушки (~50 Ом ÷ 1 кОм), электретный микрофон имеет чрезвычайно высокий импеданс (имеющий емкостный характер, порядка десятков пФ), что вынуждает подключать их к усилителям с высоким входным сопротивлением. В конструкцию практически всех электретных микрофонов входит предусилитель («преобразователь сопротивления», «согласователь импеданса») на полевых транзисторах, реже на миниатюрных радиолампах с входным сопротивлением порядка 1 ГОм и выходным сопротивлением в сотни Ом, находящийся в непосредственной близости от капсюля. Поэтому, несмотря на отсутствие необходимости в поляризующем напряжении, такие микрофоны требуют внешнего источника электропитания.

Ссылки

dic.academic.ru

Подключение электретного микрофона

Подробности Категория: Аудио

Хочу поделится c вами своим опытом подключения электретного микрофона. Не судите строго ибо сам не имею профильного радиоэлектронного образования, а всего лишь любитель - самоучка. Хочу сразу сказать что расчет схемы не производился, а все подбиралось опытным путем. Но все работает и чувствительность микрофона довольно таки хорошая. В следующий статье будем подключать его к микроконтроллеру

Как работает электретный микрофон?

По своей структуре и принципу функционирования электретные микрофоны можно отнести к разряду конденсаторов, за исключением того, что постоянное напряжение обеспечивается за счет заряда электрета. Электрет наноситься на мембрану и, по своим свойствам, способен сохранять заряд достаточно продолжительное время.

В связи с тем, что данному классу микрофонов свойственно высокое выходное сопротивление, в их корпусе размещают истоковый повторитель на полевом транзисторе. Вследствие чего выходное сопротивление снижается до величины 3…4кОм, что, при подключении к входу микрофонного усилителя, ведет к уменьшению потери сигнала.

Широкое распространение получили электретные микрофоны с тремя и двумя выводами. Трех выводные микрофоны имеют истоковый выход, а двух выводные сконструированы по принципу усилителя с открытым стоком.

Электретные микрофоны, являясь очень качественными и умеренно дорогими, имея высокие акустические показатели, по многим показателям превосходят динамические микрофоны.

Для оптимального функционирования микрофона необходимо, при подключении его к входу усилителя, подать на него необходимое питание. В зависимости от модели прибора диапазон напряжения может составлять от 1,5В до 12В.

Особенностям строения трех выходного электретного микрофона, характерно соединение минуса с корпусом. Питание осуществляется непосредственно через плюсовой выход. Далее через разделительный конденсатор, осуществляется подключение к входу усилителя мощности.

Для двух выходного электретного микрофона характерна подача питания через ограничительный резистор на положительный выход. Выходной сигнал снимается тут же. Далее, сигнал так же подается через разделительный конденсатор на вход усилителя мощности.

Электретный микрофон представляет собой своего рода конденсатор емкость которого меняеться в зависимости от звукового давления на его обкладку. Для того чтобы услышать эти слабые колебания  нужен усилитель с хорошим коэффициентом усиления.

Для получения хорошего усиления возьмем транзисторы с коэффициентом усиления порядка 220. Этим требования удовлетворяют транзисторы bc547. Схему будем собирать на монтажной плате. Схема имеет 3 каскада. При подключении самого электретного микрофона важно соблюдать полярность. Минусом на нем является тот вывод который соединен с корпусом. В случае ошибки работать не будет! 

В качестве нагрузке я использовал обычные наушники, которые подключил в цепь коллектора последнего транзистора. Напряжение питания всей схемы 5 Вольт. Напряжение подавалось от платы USBasp для прошивки микроконтроллера) Привожу схему подключения электретного микрофона которая у меня получилась:

Схема подключения электретного микрофона

Видео и картинки работы данной схемы добавлю позже.

  • < Назад
  • Вперёд >
Добавить комментарий

www.radio-magic.ru

Электретный микрофон | Основы электроакустики

Электретный микрофон — микрофон с принципом действия, сходным с микрофонами конденсаторного типа, использующий в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения пластину из электрета. Используется способность этих материалов сохранять поверхностный заряд в течение длительного времени.

Изобретён японским учёным Ёгути в начале 1920-х годов. Первое время микрофоны электретного типа были сравнительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (в единицы мегаом и выше) заставляло применять для реализации исключительно ламповые схемы. Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных и компактных электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе, и с 1970-х годов электретные микрофоны стали активно использоваться в бытовой технике и широком спектре приложений.

Принцип действия электретного конденсаторного микрофона основан на способности некоторых диэлектрических материалов (электретов) сохранять поверхностную неоднородность распределения заряда в течение длительного времени.

Тонкая плёнка из гомоэлектрета помещается в зазор конденсаторного микрофона (то есть конденсатора, у которого одна из обкладок (мембрана) имеет возможность перемещаться под действием внешнего акустического сигнала) либо наносится на одну из обкладок. Это приводит к появлению некоторого постоянного заряда конденсатора. При изменении ёмкости, вследствие смещения мембраны, на конденсаторе проявляется изменение напряжения, соответствующее акустическому сигналу.

Принцип действия гетероэлектретного микрофона: В таком микрофоне сама гетероэлектретная плёнка служит мембраной. При её деформации на её поверхностях возникают разноимённые заряды, которые можно зарегистрировать, расположив электроды непосредственно на поверхности плёнки (на поверхность напыляют тонкий слой металла (алюминий, золото, серебро и т. п.).

В отличие от динамических микрофонов, имеющих низкое электрическое сопротивление катушки (~50 Ом ÷ 1 кОм), электретный микрофон имеет чрезвычайно высокий импеданс (имеющий емкостный характер, конденсатор ёмкостью порядка десятков пФ), что вынуждает подключать их к усилителям с высоким входным сопротивлением. В конструкцию практически всех электретных микрофонов входит предусилитель («преобразователь сопротивления», «согласователь импеданса») на полевых транзисторах, реже на миниатюрных радиолампах, с входным сопротивлением порядка 1 ГОм и выходным сопротивлением в сотни Ом, находящийся в непосредственной близости от капсюля. Поэтому, несмотря на отсутствие необходимости в поляризующем напряжении, такие микрофоны требуют внешний источник электропитания.

 

 

audioakustika.ru

3.8. Микрофоны.

3.8. МИКРОФОНЫ

Микрофоны классифицируются по признаку преобразования акустических колебаний в электрические и подразделяются на электродинамические, электромагнитные, электростатические (конденсаторные и электретные), угольные и пьезоэлектрические.

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

Чувствительность микрофона - это отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению при заданной частоте (как правило 1000 Гц), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона.

Номинальный диапазон рабочих частот - диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры .

Неравномерность частотной характеристики - разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.

Модуль полного электрического сопротивления - нормированное значение выходного или внутреннего электрического сопротивления на частоте 1 кГц.

Характеристика направленности - зависимость чувствительности микрофона (в свободном поле на определённой частоте) от угла между осью микрофона и направлением на источник звука.

Уровень собственного шума микрофона - выраженное в децибелах отношение эффективного значения напряжения, обусловленного флуктуациями давления в окружающей среде и тепловыми шумами различных сопротивлений в электрической части микрофона, к напряжению, развиваемому микрофоном на нагрузке при давлении 1 Па при воздействии на микрофон полезного сигнала с эффективным давлением 0,1 Па.

3-81.jpg

В телефонных аппаратах, в основном, применяются электродинамические, электретные и угольные микрофоны. Но, как правило, в 95% кнопочных ТА применяются электретные микрофоны, которые имеют повышенные электроакустические и технические характеристики:

- широкий частотный диапазон;

- малую неравномерность частотной характеристики;

- низкие нелинейные и переходные искажения;

- высокую чувствительность;

- низкий уровень собственных шумов. На рис. 3.61 приведена схема, объясняющая принцип работы конденсаторного микрофона. Выполненные из электропроводного материала мембрана (1) и электрод (2) разделены изолирующим кольцом (3) и представляют собой конденсатор. Жёстко натянутая мембрана под воздействием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником напряжения постоянного тока GB и активным нагрузочным сопротивлением R. При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении возникает переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.

Электретные микрофоны по принципу работы являются теми же конденсаторными, но постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, тонким слоем нанесённого на мембрану и сохраняющим этот заряд продолжительное время (свыше 30 лет).

Поскольку электростатические микрофоны обладают высоким выходным сопротивлением, то для его уменьшения, как правило, в корпус микрофона встраивают истоковый повторитель на полевом n-канальном транзисторе с р-n переходом. Это позволяет снизить выходное сопротивление до величины не более 3+4 кОм и уменьшить потери сигнала при подключении к входу усилителя сигнала микрофона.

На риc 3.62 приведена внутренняя схема электретного микрофона с тремя выводами МКЭ-3.

3-82.jpg

У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона выполнен по схеме усилителя с открытым стоком.

На рис. 3.64 приведена внутренняя схема электретного микрофона с двумя выводами МКЭ-389-1. Схема подключения такого микрофона приведена на рис. 3.63. По этой схеме можно подключать практически все электретные микрофоны с двумя выводами, и отечественные и импортные.

На рис. 3.67 приведены размеры и назначение выводов электретных микрофонов. В табл. 3.15 приведены их технические характеристики.

Табл. 3.15. Технические характеристики электретных микрофонов.

Микрофон

Чувствительность, мВ/Па, не менее

Номинальный диапазон рабочих частот, Гц

Уровень собственного шума,дБ, не более

Напряжение питания, В

М1-А2 "Сосна" М1-Б2 "Сосна" М7 "Сосна"

5-15 10 - 20 > 5

150 - 7000 150 - 7000 150 - 7000

28 28 26

-1,2 ±0,12 -1,2 ± 0,12 -1,2 ±0,12

МЭК-1А МЭК-1В

6-20 6-20

300 -4000 300 -4000

30 30

2,3 -4,7 2,3 -4,7

МКЭ-3

4-20

50 -15000

30

-4,5 ± 1,5

МКЭ-84

6-20

300 -3400

30

1,3 -4,5

МКЭ-377-1А МКЭ-377-1Б МКЭ-377-1В

6-12 10 - 20 18-36

150 - 15000 150 - 15000 150 -15000

33 33 33

2,3 -6,0 2,3 - 6,0 2,3 - 6,0

МКЭ-378А МКЭ-378В

6-12 10-20

30 -18000 30 - 18000

33 33

2,3 -6,0 2,3 - 6,0

МКЭ-389-1

6-12

300 - 4000

33

2,0+ 6,0

3-83.jpg

Микрофон

Чувствительность, мВ/Па, не менее

Номинальный диапазон рабочих частот, Гц

Уровень собственного шума, дБ, не более

Напряжение литания,

В

МКЭ-332А

3-5

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

МКЭ-332Б

6-1

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

МКЭ-332В

12 -24

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

МКЭ-332Г

24-48

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

МКЭ-ЗЗЗА

3-5

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

МКЭ-ЗЗЗБ

6-12

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

МКЭ-ЗЗЗВ

12 - 24

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

МКЭ-ЗЗЗГ

24 - 48

50 - 12500

30

2,0 - 9,0

Ток потребления микрофона МЭК-1 не более 0,2 мА, МКЭ-377-1 и МКЭ-378 не более 0,35 мА. Потребляемый ток микрофонов М1-А2, М1-Б2 и М-7 не более 70 мкА.

Отличие микрофона МКЭ-332 от МКЭ-333 в том, что МКЭ-332 односторонненаправленный, а МКЭ-333 ненаправленный.

Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц при звуковом давлении 3 Па для микрофонов МКЭ-377-1 и МКЭ-389-1 не более 4 %, МКЭ-378 не более 1 %.

Неравномерность частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне частот для микрофона МКЭ-3 не более 12 дБ, а для М1-А2, М1-Б2, МЭК-1 и МКЭ-389-1 не более ±2 дБ.

3-84.jpg

3-85.jpg

 

lib.qrz.ru

Электретный микрофон Википедия

Слева электретный капсюль (конденсатор) микрофона МКЭ-3, справа — весь микрофон (содержит капсюль и буферный усилитель) Электретные микрофоны («капсюли»).

Электре́тный микрофо́н — микрофон с принципом действия, сходным с микрофонами конденсаторного типа, использующий в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения пластину из электрета. Используется способность этих материалов сохранять поверхностный заряд в течение длительного времени[1].

История

Изобретён[источник не указан 762 дня][2] японским учёным Ёгути(вероятно, историческая мистификация)[источник не указан 762 дня]в начале 1920-х годов. Первое время микрофоны электретного типа были сравнительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (в единицы мегаом и выше) заставляло применять для реализации исключительно ламповые схемы. Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных и компактных электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе, и с 1970-х годов электретные микрофоны стали активно использоваться в бытовой технике и широком спектре приложений.

Принцип действия гомоэлектретного микрофона

Тонкая плёнка из гомоэлектрета помещается в зазор конденсаторного микрофона либо наносится на одну из обкладок. Это приводит к появлению некоторого постоянного заряда конденсатора. При изменении ёмкости, вследствие смещения мембраны, на конденсаторе появляется изменение напряжения, соответствующее акустическому сигналу.

В самой конструкции современного микрофона предусмотрен предусилитель, поэтому необходимо соблюдать полярность подключения и обеспечить питанием транзистор предусилителя. Это достигается подачей на микрофон фантомного питания. Например, некоторые звуковые карты предусматривают фантомное питание во входах для микрофонов. Некоторые модели электретных микрофонов снабжаются собственным автономным источником питания (аккумуляторы или батарейки).

Принцип действия гетероэлектретного микрофона

В таком микрофоне сама гетероэлектретная плёнка служит мембраной. При её деформации на её поверхностях возникают разноимённые заряды, которые можно зарегистрировать, расположив электроды непосредственно на поверхности плёнки (на поверхность напыляют тонкий слой металла (алюминий, золото, серебро и т. п.).

Особенности подключения

Типичная схема предусилителя на встроенном полевом транзисторе. Внешнее напряжение питания подаётся на U+; отделённая конденсатором переменная составляющая сигнала снимается с «Output»; резистор устанавливает режим работы транзистора и выходной импеданс.

В отличие от динамических микрофонов, имеющих низкое электрическое сопротивление катушки (~50 Ом ÷ 1 кОм), электретный микрофон имеет чрезвычайно высокий импеданс (имеющий емкостный характер, конденсатор ёмкостью порядка десятков пФ), что вынуждает подключать их к усилителям с высоким входным сопротивлением. В конструкцию практически всех электретных микрофонов входит предусилитель («преобразователь сопротивления», «согласователь импеданса») на полевых транзисторах, реже на миниатюрных радиолампах, с входным сопротивлением порядка 1 ГОм и выходным сопротивлением в сотни Ом, находящийся в непосредственной близости от капсюля. Поэтому, несмотря на отсутствие необходимости в поляризующем напряжении, такие микрофоны требуют внешний источник электропитания.

Примечания

  1. ↑ М. А. Сапожков. Акустика. — М.: Радио и связь, 1989. — С. 70. — 336 с. — 24 000 экз. — ISBN 5-256-00187-6.
  2. ↑ Б.П. Сухов Электреты // Наука и жизнь : журнал. — 1958. — Сентябрь (№ 9). — С. 27-30.

Ссылки

wikiredia.ru