Электретный микрофон: принцип работы, типы и применение

Что такое электретный микрофон. Как работает электретный конденсаторный микрофон. Какие бывают типы электретных микрофонов. Где применяются электретные микрофоны.

Что такое электретный микрофон и как он устроен

Электретный микрофон — это разновидность конденсаторного микрофона, в котором используется постоянно заряженный материал — электрет. Основные компоненты электретного микрофона:

• Мембрана (диафрагма) — подвижная пластина, воспринимающая звуковые колебания
• Неподвижная задняя пластина
• Электретный материал между мембраной и задней пластиной
• Полевой транзистор для согласования высокого импеданса капсюля с низким выходным импедансом
• Корпус микрофона

Электрет обеспечивает постоянный электрический заряд, поэтому электретным микрофонам, в отличие от обычных конденсаторных, не требуется внешнее поляризующее напряжение. Это упрощает конструкцию и снижает стоимость.

Принцип работы электретного микрофона

Принцип работы электретного микрофона основан на электростатическом эффекте. Как это происходит?

1. Звуковая волна воздействует на мембрану микрофона, заставляя ее колебаться
2. Колебания мембраны изменяют расстояние между обкладками конденсатора (мембраной и задней пластиной)
3. Изменение расстояния между обкладками приводит к изменению емкости конденсатора
4. При постоянном заряде конденсатора изменение емкости вызывает изменение напряжения на его обкладках
5. Изменение напряжения преобразуется в электрический сигнал, соответствующий звуковым колебаниям

Таким образом, механические колебания мембраны преобразуются в электрический сигнал. Полевой транзистор служит для согласования высокого импеданса капсюля с низким выходным импедансом микрофона.

Основные типы электретных микрофонов

Существует три основных типа электретных микрофонов в зависимости от расположения электретного материала:

1. Фронтальный электретный микрофон

В этом типе электретная пленка крепится к внутренней поверхности передней крышки микрофона. Диафрагма и внутренняя поверхность образуют конденсатор. Металлизированная диафрагма подключается к входу полевого транзистора.

2. Тыльный электретный микрофон

Здесь электретный материал прикрепляется к неподвижной задней пластине, а не к диафрагме. Это повышает точность диафрагмы и долговечность электрета, так как он неподвижен.

3. Пленочный электретный микрофон

В этом типе сама электретная пленка служит диафрагмой микрофона. Хотя это наиболее распространенный тип, он имеет самое низкое качество из-за плохой работы электретных пленок в качестве диафрагм.

Преимущества и недостатки электретных микрофонов

Электретные микрофоны обладают рядом преимуществ и недостатков по сравнению с другими типами микрофонов. Каковы их сильные и слабые стороны?

Преимущества:

• Компактные размеры
• Низкая стоимость производства
• Высокая чувствительность
• Широкий частотный диапазон
• Не требуют внешнего поляризующего напряжения
• Низкий уровень собственных шумов

Недостатки:

• Меньшая долговечность электретного слоя по сравнению с обычными конденсаторными микрофонами
• Чувствительность к влажности и температуре
• Ограниченный динамический диапазон
• Необходимость в источнике питания для встроенного предусилителя

Несмотря на некоторые недостатки, преимущества электретных микрофонов обеспечили им широкое распространение во многих областях применения.

Области применения электретных микрофонов

Благодаря своим характеристикам электретные микрофоны нашли применение во многих сферах. Где они используются чаще всего?

• Мобильные телефоны и смартфоны
• Ноутбуки и планшеты
• Портативные аудиорекордеры
• Веб-камеры
• Гарнитуры для связи
• Слуховые аппараты
• Измерительное оборудование
• Системы безопасности и видеонаблюдения
• Бытовая электроника (диктофоны, игрушки и т.д.)
• Профессиональные студийные микрофоны

Такое широкое распространение электретных микрофонов обусловлено их компактностью, низкой стоимостью и хорошими акустическими характеристиками.

Сравнение электретных и динамических микрофонов

Электретные и динамические микрофоны имеют существенные различия в конструкции и характеристиках. Какой тип лучше подходит для разных задач?

Электретные микрофоны:

• Более чувствительны к тихим звукам
• Имеют более широкий частотный диапазон
• Компактнее и легче
• Требуют источник питания
• Лучше подходят для студийной записи и озвучивания

Динамические микрофоны:

• Более прочные и надежные
• Не требуют питания
• Лучше работают с громкими источниками звука
• Менее чувствительны к внешним шумам
• Предпочтительны для живых выступлений

Выбор между электретным и динамическим микрофоном зависит от конкретной задачи и условий использования. Для студийной записи часто выбирают электретные микрофоны, а для концертов — динамические.

Особенности эксплуатации электретных микрофонов

При использовании электретных микрофонов следует учитывать некоторые особенности их эксплуатации. На что нужно обратить внимание?

• Необходимость источника питания (батарея или фантомное питание)
• Чувствительность к влажности (хранить в сухом месте)
• Аккуратное обращение с капсюлем во избежание повреждения тонкой мембраны
• Использование ветрозащиты при работе на открытом воздухе
• Периодическая проверка состояния электретного слоя
• Правильный выбор входного сопротивления микрофонного предусилителя

Соблюдение этих рекомендаций поможет продлить срок службы электретного микрофона и обеспечить его стабильную работу.

Перспективы развития электретных микрофонов

Несмотря на то, что электретные микрофоны были изобретены более полувека назад, их развитие продолжается. Какие тенденции наблюдаются в этой области?

• Улучшение характеристик электретных материалов
• Миниатюризация конструкции
• Повышение устойчивости к внешним воздействиям
• Интеграция с цифровыми системами обработки сигнала
• Разработка новых форм-факторов для специализированных применений
• Снижение энергопотребления встроенных предусилителей

Эти тенденции позволяют расширить области применения электретных микрофонов и улучшить их характеристики, сохраняя при этом основные преимущества — компактность и низкую стоимость.

Электретный микрофон | Основы электроакустики

Главная » Микрофоны

 

Электретный микрофон

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.

 

 

История развития микрофона

Конденсаторный микрофон

Устройство и принцип действия микрофонов

Угольный микрофон

Микрофоны

Микрофоны и их основные параметры

Динамический микрофон

Аналоговые компараторы напряжения Устройство и принцип действия

Электретные микрофоны, обзоры и отзывы покупателей с характеристиками и ценами

Электретные микрофоны относятся к электростатическому типу приборов. По принципу действия схожи с конденсаторными. Особенность этих устройств — применение электрета, слой которого участвует в преобразовании звуковой волны в электрический сигнал.

Электретные микрофоны, в отличии от конденсаторных, обладают высоким выходным сопротивлением. Этот недостаток компенсируется каскадом на полевом транзисторе, который встроен непосредственно в капсюль микрофона. В итоге импеданс прибора снижается до 1—3 кОм.

Распространенные модели электретных микрофонов воспринимают звук частотой от 50 до 18000 гц, источник которого расположен на расстоянии 1-2 м, что соответствует чувствительности около 40 дб.

Размер, стоимость и характеристики сделали электретные микрофоны самыми применяемыми в мобильных телефонах и смартфонах, компьютерных аудиосистемах, студийных системах, в качестве ручных, и микрофонов-прищепок.

• DIY, или Сделай сам
• Микрофоны
• Сделано руками

Вокально-речевой студийный конденсаторный микрофон или сверхглубокая модернизация китайского BM-700 / BM-800

Всех приветствую!

Подобрать правильный микрофон – значит, обеспечить треть успеха качественной записи вокала (или речи). Неподходящий или некачественный микрофон испортит звучание вокалиста (или диктора). Поэтому к выбору звукозаписывающего устройства нужно подходить со всей ответственностью. Что же делать, если выбор сделан неверно? Можно ли это исправить?

В данной статье расскажу, как я модернизировал популярный китайский микрофон BM-700, а так же сравню результаты проделанной работы с применением электретного и конденсаторного капсюлей.

Интересно?


читать дальше

Добавить в избранное

Понравилось

+75 +113

• студийный микрофон,
• электретный микрофон
• AliExpress
• Аудиотехника
• Микрофоны

Караоке на компьютере или Мини микрофон Black 3. 5mm Mini Studio Speech Mic Microphone w Stand

Если вы любите петь, но пока не нашли себе хорошего продюсера и спонсора)))… Вы можете купить самый дешевый микрофон, подключить его к компьютеру, скачать пару программ -и «взрывать» интернет своими хитами!!!)))И для этого не обязательно иметь звукозаписывающую студию или даже DVD проигрыватель с функцией «караоке»… В общем,«Щас споюспоём!»)))

читать дальше

Планирую купить +23 Добавить в избранное Обзор понравился

+23 +62

• lenovo,
• Lenovo LX-M30,
• микрофоны,
• студийный микрофон,
• электретный микрофон

Как работает электретный микрофон? Подробное руководство

Задумывались ли вы когда-нибудь о механизмах, используемых микрофонами для воспроизведения различных звуков? Микрофоны преобразуют звуковую энергию в электрические сигналы. Однако в разных типах микрофонов используются разные методы преобразования.

В нашем случае сегодня мы обсудим электретные конденсаторные микрофоны. Электретный микрофон существует с 1961 года и работает по электростатическому принципу; наша сфера интересов подробно описывает типы приложений, среди прочего.

Что такое электретный микрофон?

 

Электретный микрофон или электретный конденсаторный микрофон (ECM) представляет собой электростатически работающий микрофон на основе конденсатора.

(электретный конденсаторный микрофон)

 

Его функция заключается в устранении необходимости в поляризованном источнике питания, поскольку в нем используется постоянно заряжающийся материал.

Тип электретного микрофона

 

Тип электретного микрофона можно определить по материалу, из которого он изготовлен. Таким образом, существует три типа электретов.

1. Передний электретный микрофон

 

У него нет задней панели. Вместо этого микрофонные капсюли и внутренняя поверхность диафрагмы образуют конденсатор. Затем производители прикрепляют электретную пленку к передней крышке внутри микрофона. Наконец, они подключают металлизированную диафрагму к входу полевого транзистора.

   

2. Задний электретный микрофон

 

Он имеет постоянно заряженный капсюль, поскольку производители прикрепляют неподвижную заднюю пластину (а не диафрагму) к его электретному материалу. Таким образом, точность диафрагмы и долговечность электрета увеличиваются, поскольку он теперь неподвижен.

3. Плёночный электретный микрофон/ Мембранный микрофон

 

Вместо другой диафрагмы/передней пластины, покрытой электретной пленкой, в электретном микрофоне с фольгой в качестве диафрагмы используется электретный материал. Несмотря на то, что электрет из фольги является наиболее распространенным типом, он имеет самое низкое качество, и это связано с тем, что электретные пленки в качестве диафрагм работают плохо.

Примечание:

В электретных микрофонах отсутствует поляризующее напряжение, и вместо этого они имеют встроенные предусилители, которым требуется питание (предполагаемое как смещение или поляризующая сила). Также предусилитель получает фантомное питание в студийных и звукоусиливающих приложениях.

Кроме того, мы можем классифицировать ECM для проектов и бытовой электроники на основе их типов разъемов. Например, у нас есть клеммные, проводные и штыревые микрофоны.

Принцип работы электретного микрофона

 

Внутренняя структура электретного микрофона

На приведенной ниже схеме показана структура капсюля ECM. Несмотря на то, что это не указано, он также имеет JFET в средней части, который действует как преобразователь импеданса.

 

1. Звуковая волна
2. Мембрана
3. Задняя пластина
4. Аккумулятор
5. Резистор
6. Звуковой сигнал
7. Электрет (между диафрагмой и затыльником).

 

Электростатические принципы, лежащие в основе датчика ECM

Электростатический принцип работы ECM лежит в основе его функциональности.

Объяснение следующее;

 

Во-первых, капсула обычно представляет собой конденсатор с параллельными пластинами со стационарной задней пластиной и подвижной передней пластиной (мембрана/диафрагма капсулы).

Кроме того, для правильной работы конденсатор должен поддерживать постоянный заряд между задней панелью и диафрагмой.

Поскольку капсула имеет фиксированный заряд, мы можем использовать приведенную ниже формулу, чтобы понять ее работу;

Q = C.V

Q = Фиксированный электрический заряд

C = емкость

V = Потенциальная разность или уровень напряжения через электрические/пластины

Из Формула, изменение в казоли. обратно пропорциональна любому изменению напряжения. Другими словами, емкость конденсатора должна колебаться в пределах своего заданного значения для создания микрофонного сигнала переменного напряжения.

Расчет емкости MIC

Электрет имеет фиксированный заряд C. Чтобы изменить их емкость внутри капсюля, будет применяться приведенная ниже формула;

C = Ɛ ₀ (A/d)

При этом

A = площади поверхности пластин.

d = расстояние между пластинами.

C = Емкость плоского конденсатора.

Ɛ ₀ = диэлектрическая проницаемость

Из формулы площадь пластин и диэлектрическая проницаемость (неподвижная диафрагма) являются двумя константами. Перемещение диафрагмы изменяет расстояние до контейнера, а также вызывает изменение уровня звукового давления.

В целом звуковые волны на диафрагме создают совпадающий микрофонный сигнал.

Транзистор, преобразующий импеданс

К сожалению, капсюли ECM имеют проблему чрезвычайно высокого импеданса на выходе. Таким образом, они должны быть в состоянии поддерживать высокий импеданс, чтобы предотвратить утечку накопленного заряда через пластины.

Преобразователь импеданса (JFET) эффективно устраняет аудиосигналы от капсулы ECM.

Затвор (G) представляет собой вход с высоким импедансом и принимает выходной сигнал от капсулы ЕСМ без его ухудшения.

Питание полевого транзистора JFET осуществляется от внешнего источника питания, такого как смещение постоянного тока или фантомное питание. Впоследствии это вызывает протекание электрического тока через клеммы истока (S) и стока (D). Ветер имеет низкий импеданс и, следовательно, может быть конечным выходом микрофона.

Таким образом, входные сигналы могут управлять выходными сигналами. Следовательно, вызов с высоким импедансом через клеммы JFET затвор-исток может управлять движением с низким импедансом на клеммах исток-сток.

Расчет выходного сигнала микрофона

Отношение сигнал/голос (SNR) определяет желаемый уровень электрического выходного сигнала вместо нежелательных вызовов.

Принцип питания

Несмотря на то, что ECM работают как постоянно заряженные капсюли, они по-прежнему являются активными микрофонами. Другими словами, преобразователям импеданса ECM все еще может потребоваться некоторая мощность для эффективной работы. Источником питания может быть смещение постоянного тока, фантомное питание или та же батарея устройства.

Применение электретного микрофона

 

Электретный конденсаторный микрофон на сегодняшний день имеет широкий спектр применений. Но сначала давайте рассмотрим примеры, прежде чем перечислять области использования.

Типовые ECM включают;

 

• Бытовая электроника, такая как мобильные телефоны,
• Измерительные микрофоны,
• Профессиональные медицинские устройства, такие как слуховые аппараты,
• Конденсаторные микрофоны для учащихся и 9 шт.0032
• Пленочные микрофоны, такие как петличные микрофоны или направленные микрофоны.

 

Области применения 
• Сеансы записи инструменталов и голоса, так как это всенаправленный микрофон,
• Живые выступления, такие как выступление группы или стендап-комедия,
• Телерадиовещание,
• Мобильные устройства и
• Нарушения слуха.

 

(ребенок со слуховым аппаратом).

 

Резюме

Итак, электретные конденсаторные микрофоны чувствительны и компактны. Кроме того, они могут улавливать и реагировать на звуковые колебания под углом 360°. Следовательно, это делает их наиболее распространенным типом микрофонов, используемых в настоящее время в электронных схемах.

До сих пор мы надеемся, что вы многому научились.

Остались вопросы? Пожалуйста, свяжитесь с нами.

Описание микрофонов Audio-Technica | Конденсаторные микрофоны

Поддержка дома

Каковы различия между микрофонами, которые предлагает Audio-Technica? (Часть 3 – Конденсаторные микрофоны)

Ответ: Последние две недели наш Вопрос недели был посвящен теме типов микрофонов, и мы рассмотрели как динамические, так и ленточные микрофоны с подвижной катушкой. На этой неделе мы закончим с конденсаторными микрофонами. Конденсаторные микрофоны бывают двух видов: конденсаторные электретные и конденсаторные со смещением постоянного тока. Разница между ними заключается в том, что конденсатору со смещением постоянного тока требуется внешний источник питания для обеспечения поляризующего напряжения, в то время как в электретном конденсаторе используется предварительно поляризованная диафрагма или задняя пластина. Большинство используемых сегодня конденсаторных микрофонов являются электретными.

Как в электретных, так и в конденсаторных микрофонах со смещением постоянного тока используется тонкая полимерная диафрагма и фиксированная задняя пластина, которые действуют как противоположные стороны конденсатора. Изменение давления воздуха (звук) перемещает диафрагму и изменяет емкость цепи, тем самым вызывая изменение электрического напряжения. Мембраны с малой массой, используемые в конденсаторных микрофонах Audio-Technica, обеспечивают более низкий уровень механического шума. Конденсаторные микрофоны используются во многих приложениях для записи и вещания, поскольку они обеспечивают естественное, чистое, четкое, детальное и прозрачное воспроизведение источника звука. Конденсаторные также могут быть намного меньше, чем динамические элементы, что делает их идеальным выбором для петличных и других миниатюрных микрофонов. Компания Audio-Technica также впервые применила инновационную конструкцию сотовой диафрагмы, которая позволяет увеличить площадь поверхности для повышения производительности микрофона. Этот новый дизайн используется в микрофонах Audio-Technica, таких как AT2035 и AT5040. Вы можете просмотреть различные конденсаторные микрофоны Audio-Technica в каждом из наших популярных видеороликов по основным методам записи.

Внутренняя схема согласования импеданса на полевых транзисторах конденсаторных микрофонов требует дополнительной мощности, которую микрофоны получают разными способами. Некоторые микрофоны используют питание от батареи, некоторые — питание смещения, но большинство используют то, что обычно называют «фантомным питанием».