Электретный микрофон схема включения. Электретный микрофон: схема включения, принцип работы и характеристики

Что такое электретный микрофон. Как работает электретный микрофон. Какие преимущества и недостатки у электретных микрофонов. Как правильно подключить электретный микрофон. Какие основные характеристики у электретных микрофонов.

Что такое электретный микрофон и как он устроен

Электретный микрофон — это разновидность конденсаторного микрофона, в котором используется электрет — диэлектрик, способный длительное время сохранять поляризацию. Основные компоненты электретного микрофона:

• Электретная мембрана — тонкая пленка с нанесенным электретным слоем
• Неподвижный электрод — металлическая пластина напротив мембраны
• Предусилитель на полевом транзисторе
• Корпус микрофона

Электретная мембрана и неподвижный электрод образуют конденсатор, емкость которого меняется под действием звуковых колебаний. Это вызывает изменение напряжения, которое усиливается встроенным предусилителем.

Принцип работы электретного микрофона

Принцип работы электретного микрофона основан на изменении емкости конденсатора при колебаниях мембраны под действием звуковых волн:

1. Звуковая волна вызывает колебания электретной мембраны
2. Расстояние между мембраной и неподвижным электродом меняется
3. Это приводит к изменению емкости конденсатора
4. Изменение емкости вызывает колебания напряжения
5. Колебания напряжения усиливаются предусилителем
6. На выходе формируется электрический сигнал, соответствующий звуку

Постоянный заряд электрета создает поляризующее напряжение без внешнего источника питания. Однако питание все равно требуется для работы встроенного предусилителя.

Преимущества и недостатки электретных микрофонов

Электретные микрофоны обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами микрофонов:

• Низкая стоимость
• Компактные размеры
• Высокая чувствительность
• Широкий частотный диапазон
• Не требуют внешнего поляризующего напряжения
• Устойчивы к механическим воздействиям

К недостаткам можно отнести:

• Необходимость внешнего питания для предусилителя
• Чувствительность к температуре и влажности
• Ограниченный динамический диапазон
• Невысокое качество звука по сравнению с профессиональными микрофонами

Схема включения электретного микрофона

Для правильного подключения электретного микрофона необходимо обеспечить питание встроенного предусилителя. Типовая схема включения выглядит следующим образом:

1. Положительный вывод микрофона подключается к источнику питания 1,5-10 В через ограничительный резистор 1-10 кОм
2. Отрицательный вывод соединяется с общим проводом схемы
3. Сигнальный выход подключается к входу усилителя через разделительный конденсатор 0,1-1 мкФ

При подключении важно соблюдать полярность микрофона. Минусовой вывод обычно соединен с корпусом. Неправильное подключение приведет к отсутствию сигнала.

Основные характеристики электретных микрофонов

Ключевые параметры, характеризующие электретные микрофоны:

• Чувствительность: 1-10 мВ/Па
• Частотный диапазон: 20 Гц — 20 кГц
• Импеданс: 600 — 3000 Ом
• Отношение сигнал/шум: 58-68 дБ
• Напряжение питания: 1,5-10 В
• Потребляемый ток: 0,5-5 мА

Конкретные значения зависят от модели микрофона. Чем выше чувствительность и шире частотный диапазон, тем лучше качество звука может обеспечить микрофон.

Применение электретных микрофонов

Благодаря компактности, низкой стоимости и хорошим характеристикам электретные микрофоны широко применяются в различных устройствах:

• Мобильные телефоны и смартфоны
• Ноутбуки и планшеты
• Наушники с микрофоном
• Веб-камеры
• Диктофоны
• Системы видеонаблюдения
• Бытовые радиостанции
• Игрушки и электронные устройства

В профессиональной звукозаписи электретные микрофоны используются реже из-за ограниченного динамического диапазона. Однако в любительской звукозаписи они весьма популярны благодаря доступности и простоте использования.

Как проверить работоспособность электретного микрофона

Для проверки электретного микрофона можно использовать следующие методы:

1. Подключить микрофон к входу усилителя звуковой частоты и послушать сигнал через громкоговоритель
2. Измерить напряжение на выходе микрофона при воздействии звука с помощью осциллографа или мультиметра
3. Проверить потребляемый ток микрофона — он должен составлять 0,5-5 мА
4. Измерить сопротивление между выводами микрофона — оно должно быть в пределах 1-3 кОм

При отсутствии сигнала необходимо проверить правильность подключения, наличие питания и исправность предусилителя. Неисправный микрофон обычно подлежит замене.

что это такое? Схема включения. Как их проверить? Принцип работы. Характеристики

Электретные микрофоны стали одними из самых первых – они были созданы в 1928 году и по сей день остаются важнейшими электретными приборами. Однако если в прошлом использовались восковые термоэлектреты, то в наши дни технологии существенно продвинулись вперед.

Остановимся подробнее на особенностях таких микрофонов и их отличительных характеристиках.

Что это такое?

Электретные микрофоны считаются одним из подвидов конденсаторных устройств. Визуально они напоминают небольшой конденсатор и отвечают всем современным требованиям к мембранным устройствам. Обычно изготавливаются из поляризованной пленки с нанесенным на нее тончайшим слоем металла. Такое покрытие представляет собой одну из граней конденсатора, вторая при этом выглядит как твердая плотная пластина: звуковое давление действует на колышущуюся диафрагму и тем самым вызывает изменение характеристик емкости самого конденсатора.

Устройство электронного слоя предусматривает статичное покрытие, оно выполняется из самых качественных материалов с высокими акустическими и механическими характеристиками.

Как и любое другое устройство, электретный микрофон имеет свои достоинства и недостатки.

К преимуществам такой техники относят ряд факторов:

• имеют низкую себестоимость, благодаря чему такие микрофоны и считаются одними из наиболее бюджетных на современном рынке;
• могут применяться в качестве устройств для проведения конференций, а также устанавливаться в бытовых микрофонах, персональных компьютерах, видеокамерах, а также в домофонах, приспособлениях для прослушивания и мобильных телефонах;
• более современные модели нашли свое применение в производстве измерителей качества звучания, а также в оборудовании для вокала;
• потребителям доступны как изделия с разъемами типа XLR, так и устройства с разъемом 3,5 мм, а также проводными клеммами.

Как и многие другие установки конденсаторного типа, электретная техника характеризуется повышенной чувствительностью и продолжительной стабильностью.

Такие изделия отличаются высокой стойкостью к повреждениям, ударам и воздействию воды.

Впрочем, не обошлось и без недочетов. Минусами моделей стали некоторые их особенности:

• они не могут использоваться для каких-то больших серьёзных проектов, так как подавляющее большинство звукорежиссеров считает такие микрофоны худшим из предлагаемых вариантов;
• так же, как и типовым конденсаторным микрофонам, электретным установкам необходим дополнительный источник подпитки – хотя в данном случае будет вполне достаточно только 1 В.

Электретный микрофон довольно часто становится элементом общей системы визуального и звукового мониторинга.

За счет компактных размеров и высокой гидростойкости их можно установить почти везде. В комбинации с миниатюрными камерами они оптимально подходят для того, чтобы вести наблюдение за проблемными и труднодоступными местами.

Устройство и характеристики

Электретные конденсаторные устройства в последние годы все чаще устанавливаются в бытовых микрофонах. Они имеют довольно широкий диапазон воспроизводимых частот – от 3 до 20000 Гц. Микрофоны такого вида дают выраженный электрический сигнал, параметры которого в 2 раза больше, чем у традиционного угольного устройства.

Современная радиопромышленность предлагает пользователям электретные микрофоны нескольких видов.

МКЭ-82 и МКЭ-01 – по своим габаритам они идентичны угольным моделям.

МК-59 и их аналоги – их допускается устанавливать в самый обычный телефонный аппарат без его переделки. Электретные разновидности микрофонов намного дешевле, чем стандартные конденсаторные, потому радиолюбители отдают предпочтение именно им. Российские производители также наладили выпуск большого ассортимента электретных микрофонов, среди которых максимальное распространение получила модель МКЭ-2. Это устройство односторонней направленности, предназначенное для использования в катушечных магнитофонах первой категории.

Отдельные модели пригодны для монтажа в любую радиоэлектронную технику — МКЭ-3, а также МКЭ-332 и МКЭ-333.

Такие микрофоны обычно изготавливаются в пластиковом корпусе. Для фиксации на лицевой панели предусмотрен фланец, подобные устройства не допускают сильной тряски и силовых ударов.

Пользователи часто задаются вопросом о том, какой микрофон (электретный либо же традиционный конденсаторный) предпочтительнее. Выбор оптимальной модели зависит от каждой конкретной ситуации с учетом особенностей будущего использования оборудования и финансовых ограничений покупателя. Электретный микрофон намного дешевле конденсаторных емкостных, в то же время по качеству вторые значительно выигрывают.

Если говорить о принципе действия, то в обоих микрофонах он одинаков, то есть внутри заряженного конденсатора при малейших колебаниях одной либо нескольких обкладок возникает напряжение. Единственное различие заключается в том, что в стандартном конденсаторном микрофоне необходимая зарядка поддерживается при помощи непрерывного поляризующегося напряжения, которое подается в устройство.

В электретном устройстве предусмотрен слой специального вещества, которое представляет собой некий аналог постояннодействующего магнита. Оно создаёт поле без какой-либо наружной подпитки – таким образом напряжение, которое подается на электретный микрофон, предназначается не для того, чтобы зарядить конденсатор, а для поддержки питания усилителя на едином транзисторе.

В большинстве случаев электретные модели представляют собой компактные дешевые установки со средними электрозвуковыми характеристиками.

В то время как классические конденсаторные относятся к категории дорогостоящего профессионального оборудования с завышенными эксплуатационными параметрами и фильтром нижних частот. Их даже зачастую применяют при проведении акустических измерений. Параметры чувствительности конденсаторного оборудования гораздо ниже, нежели электретного, потому им непременно нужен дополнительный звукоусилитель со сложным механизмом подачи напряжения.

Если вы планируете использовать микрофон в профессиональной сфере, допустим, для записи песни или звучания музыкальных инструментов, то предпочтение лучше отдавать классическим емкостным изделиям. В то время как для любительского применения в кругу друзей и близких будет вполне достаточно электретных установок вместо динамических – они идеально работают в качестве конференц-микрофона и компьютерного микрофона, при этом могут быть поверхностными либо галстучными.

Принцип работы

Для того чтобы понять, что представляет собой устройство и механизм работы электретного микрофона, сперва нужно узнать, что представляет собой электрет.

Электрет – это особый материал, который обладает свойством долгое время находиться в поляризованном состоянии.

Электретный микрофон включает несколько конденсаторов, у них определённая часть плоскости выполняется из плёнки с электродом, эту плёнку натягивают на кольцо, после чего она подвергается действию заряженных частиц. Электрические частицы проникают внутрь плёнки на незначительную глубину – как следствие, в зоне возле него формируется заряд, который может работать довольно долгое время.

Пленка покрывается тонким слоем металла. Кстати, именно он используется как электрод.

На незначительном удалении размещается ещё один электрод, который представляет собой миниатюрный металлический цилиндр, плоской частью он поворачивается к пленке. Полиэтиленовый мембранный материал создает определенные звуковые колебания, которые дальше передаются на электроды – и в результате образуется ток. Его сила ничтожно мала, поскольку выходное сопротивление имеет повышенное значение. В связи с этим и передача акустического сигнала осуществляется с трудом. Для того чтобы слабый по силе ток и повышенное сопротивление были согласованы друг с другом, в устройство монтируется специальный каскад, он имеет форму униполярного транзистора и располагается в небольшом капсюле в корпусе микрофона.

Функционирование электретного микрофона основано на способности разных типов материалов под действием звуковой волны менять свой поверхностный заряд, при этом все используемые материалы должны иметь повышенную диэлектрическую проницаемость.

Правила подключения

Так как электретные микрофоны отличаются довольно высоким выходным сопротивлением, то их без каких-либо проблем можно будет подводить к ресиверам, а также усилителям с входящим повышенным сопротивлением. Чтобы проверить усилитель на работоспособность, нужно просто подключить к нему мультиметр, а затем посмотреть на получившееся значение. Если в результате всех измерений рабочий параметр оборудования будет соответствовать 2-3 единицам, то усилитель смело можно использовать с электретной техникой. В конструкцию почти всех моделей электретных микрофонов обычно входит предусилитель, которые называют «преобразователь сопротивления» либо «согласователь импеданса». Его подключают к импортному трансиверу и мини-радиолампам, имеющим входное сопротивление около 1 Ом со значительным выходным сопротивлением.

Именно поэтому даже невзирая на отсутствие постоянной необходимости в поддержании поляризующего напряжения, подобные микрофоны в любом случае нуждаются во внешнем источнике электрического питания.

В целом схема включения выглядит следующим образом.

Для поддержания нормальной работы устройства важно подать на него питание с соблюдением полярности. Для трехвходного устройства типично соединение минуса с корпусом, в этом случае питание производится через плюсовой вход. Затем через разделяющий конденсатор, откуда и производится параллельное подключение ко входу усилителя мощности.

Двухвыходная модель питается через ограничительный резистор, также на положительный вход. Тут же снимается и выходной сигнал. Далее принцип тот же – сигнал идет на разделительный конденсатор, а затем на усилитель мощности.

Как подключить электретный микрофон, смотрите далее.

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

Подключение электретного микрофона к трансиверам KENWOOD | RUQRZ.COM

Так уж сложилось, компания KENWOOD (в отличие от ICOM), соблюдая давнюю традицию, комплектует свои коротковолновые трансиверы динамическими микрофонами. Вследствие чего и микрофонный вход, прежде всего, рассчитан на их подключение. Переход на электретный микрофон требует проведения небольшой модернизации, и для этого понадобится источник постоянного напряжения, а сама доработка повлечет за собой добавление нескольких элементов. Хорошо еще, что KENWOOD предусмотрел наличие низковольтного источника постоянного напряжения, т.н. фантомное питание, и вывел его на 5-й контакт микрофонного разъема (круглого, 8-ми контактного).

Кто-то скажет — «тоже мне проблема…». Однако, довольно часто натыкаюсь на эфирные разговоры по этой тематике, и вопрос — «А как подключить?» до сих пор актуален. Кто-то где-то что- то читал, с кем-то говорил, что-то кому-то рассказывал, и разговоры про «ЭТО» ведутся постоянно.

Мне же хочется акцентироваться на следующем. Подключить- то, как вы понимаете, совсем не сложно, существуют несколько вариантов. Воспользуемся самой простой и типовой схемой подключения. Она достаточно хорошо известна, и содержит всего несколько деталей. И тем не менее…

Многие из тех с кем довелось разговаривать, сетовали — мол, источник +8В, который «сидит» на 5-ом контакте микрофонного разъема в трансиверах KENWOOD давно выгорел, и они не могут воспользоваться таким способом.

Действительно, этот источник очень слабенький, в пользовательской инструкции про него написано, что его нагрузочная способность не более ЮмА. Ко всему прочему он без защиты — малейшее замыкание и … спасибо за компанию. Сам долгое время избегал включения электретного микрофона таким способом. До сих пор, чаще всего, пользуюсь внешним питанием, причем … батарейным. Но это не значит, что следует отказываться от подобного способа подключения.

Как-то понадобилось подключить тайваньскую телефонную гарнитуру к TS-570. Не долго думая, на махонькой платочке спаял схемку на SMD элементах, — заняла она очень мало места. А чтобы исключить короткого замыкания шины +8В, включил последовательно крохотный светодиодик, из тех, что ярко светятся при слабом прямом токе, что-нибудь около 1мА. Попробуйте замкнуть микрофонный вход пинцетом, и он сразу же засветится.

Разнообразие электретных микрофонов огромно, но недорогие модели мультимедийных гарнитур содержат, как правило, низковольтные микрофоны с питанием 1,5..,5В. Профессиональные запитываются от источника фантомного питания напряжении +48В.

В данном случае выбор ограничительного резистора большого принципиального значения не имеет. Я пользуюсь таким правилом: выбираю резистор, отталкиваясь от питающего напряжения. На каждый вольт питания от 7500м до 1кОм. При напряжении питания 8В суммарный резистор будет в пределах 6,2…7,5кОм (с учетом падения напряжения на светодиоде).

Выходное напряжение (пиковое) некоторых электретных микрофонов даже на относительно низкоомной нагрузке может достигать нескольких вольт, особенно, при близком расположении к говорящему. Поставив маленький переменный резистор, можно подобрать необходимый уровень. А, если он совмещен с выкючателем, еще лучше. Включить его желательно именно так, как указано на схеме, после конденсатора постоянной емкости, а не до него. Смысл в том, что к микрофонному входу трансивера подключается катушка динамического микрофона, замыкая постоянную составляющую на экран (AGND).
В своем большинстве микрофонный разъем дешевых телефонных гарнитур (мультимедийных) разных производителей — миниджек (3,5″). И существует вполне определенный способ их распайки. В свою очередь распайка ответного разъема может делаться «под себя». Я именно на это и напоролся при первом же включении своей гарнитуры. Распаяв, ответный разъем под самодельный микрофон, все, как и полагается, работало. Собственно, даже и не предполагал, что когда-нибудь увижу свечение ограничительного светодиода. Ан, нет, воткнул гарнитуру- загорелся светодиод. Я, мягко говоря, аж «прибалдел».
Оказалось, что заводская распайка данной гарнитуры сделана таким образом, на который я и не рассчитывал. Светящийся светодиод подсказал мне, что микрофонный вход сел «на землю» и рассчитывать на сигнал нечего — предстоит разбираться в чем дело!. Оказалось, что средний контакт разъема этой гарнитуры замкнулся с экраном соединительного провода, а у меня в ответном разъеме он был запараллелен с центральным контактом (по всей видимости, заводской брак). Пришлось привести в соответствие — все восстановилось и заработало. Казалось бы, ничего особенного, а повозиться пришлось.
И еще. Вы подключили неизвестный микрофон. Распайка разъема правильная, а светодиод горит. Значит этот микрофон или неисправный (КЗ), или динамический, катушка которого и замкнула цепь фантомного питания на «землю» (по постоянному току она имеет незначительное сопротивление).

Конденсатор 1000пФ нужно припаять непосредственно на контакты микрофонного разъема. Постарайтесь собрать схему наиболее компактно без длинных соединительных проводов.

Что еще почитать по теме:

Что такое микрофон, основные типы микрофонов, параметры, включение в схемах

Микрофоны (электродинамические, электромагнитные, электретные, угольные) — основные параметры, маркировка и включение в электронных схемах.

В радиоэлектронике находит широкое применение микрофон — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические. Под микрофоном обычно понимают электрический прибор, служащий для обнаружения и усиления слабых звуков.

Основные параметры микрофонов

Качество работы микрофона характеризуется несколькими стандартными техническими параметрами:

• чувствительностью,
• номинальным диапазоном частот,
• частотной характеристикой,
• направленностью,
• динамическим диапазоном,
• модулем полного электрического сопротивления,
• номинальным сопротивлением нагрузки
• и др.

Маркировка

Марка микрофона обычно наносится на его корпусе и состоит из букв и цифр. Буквы указывают тип микрофона:

• МД — катушечный (или «динамический»),
• МДМ — динамический малогабаритный,
• ММ — миниатюрный электродинамический,
• MЛ — ленточный,
• МК — конденсаторный,
• МКЭ — электретный,
• МПЭ — пьезоэлектрический.

Цифры обозначают порядковый номер разработки. После цифр стоят буквы А, Т и Б, обозначающие, что микрофон изготовлен в экспортном исполнении — А, Т — тропическом, а Б — предназначен для бытовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Маркировка микрофона ММ-5 отражает его конструктивные особенности и состоит из шести символов:

• первый и второй …………… ММ — микрофон миниатюрный;
• третий ………………………….. 5 — пятое конструктивное исполнение;
• четвертый и пятый ……….. две цифры, обозначающие типоразмер;
• шестой …………………………. буква, которая характеризует форму акустического входа (О — круглое отверстие, С — патрубок, Б — комбинированное).

В практике радиолюбителей используется несколько основных типов микрофонов: угольные, электродинамические, электромагнитные, конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические.

Электродинамические микрофоны

Название микрофонов этого типа считается устаревшим и сейчас эти микрофоны называют катушечными.

Микрофоны этого типа очень часто используют любители звукозаписи, благодаря их сравнительно высокой чувствительности и практической нечувствительности к атмосферному влиянию, в частности, действию ветра.

Они также не боятся толчков, просты в использовании и обладают способностью выдерживать без повреждений большие уровни сигналов. Положительные качества этих микрофонов преобладают над их недостатком: средним качеством записи звука.

В настоящее время для радиолюбителей большой интерес представляют выпускаемые отечественной промышленностью малогабаритные динамические микрофоны, которые используются для звукозаписи, звукопередачи, звукоусиления и различных систем связи.

Изготавливаются микрофоны четырех групп сложности — 0, 1, 2 и 3. Микрофоны малогабаритные групп сложности 0, 1 и 2 используются для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления музыки и речи, а группы 3 — для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления речи.

Условное обозначение микрофона состоит из трех букв и цифр. Например, МДМ-1, микрофон динамический малогабаритный первого конструктивного исполнения.

Особый интерес представляют электродинамические миниатюрные микрофоны серии ММ-5, которые можно впаивать прямо в плату усилителя или использовать в качестве встроенного элемента радиоэлектронной аппаратуры.

Микрофоны относятся к четвертому поколению компонентов, которые разработаны для РЭА на транзисторах и интегральных микросхемах.

Микрофон ММ-5 выпускается одного типа в двух вариантах: высокоомном (600 Ом) и низкоомном (300 Ом), а также тридцати восьми типоразмеров, которые отличаются только сопротивлением обмотки постоянному току, расположением акустического входа и его вида.

Основные электроакустические параметры и технические характеристики микрофонов серии ММ-5 приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Тип микрофона	ММ-5
Вариант исполнения	низкоомный	высокоомный
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц	500…5000
Модуль полного электрического сопротивления обмотки, Ом	135115	900±100
Чувствительность на частоте 1000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)	300 (600 Ом)	600 (300 Ом)
Средняя чувствительность в диапазоне 500…5000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)	600 (600 Ом)	1200 (3000 Ом)
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне частот, дБ, не более	24
Масса, г, не более	900 ± 100
Срок службы, год, не менее	5
Размеры, мм	9,6×9,6×4

 

Рис. 1. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ гро

Нормальный микрофон из ☭ МКЭ-3

Имеем: советский микрофон МКЭ-3 диаметром 12 мм с тремя проводками снаружи; непонятно как и к чему его подключать.

Фото 1. Микрофон МКЭ-3 1991 года, производитель «Октава»

Любопытно, что на микрофоне выбита цена 15 руб, т. е. этот экземпляр произведён в тот редкий период времени, когда цены на товары уже устремились вверх (интересно, а сколько он стоил ранее?), но производители всё ещё продолжали писать розничные цены на товарах.

Что внутри

Фото 2. МКЭ-3 в разборке

Резистор 7.5 КΩ. Фигня с позолоченными контактами и маркировкой АА0 (волшебным образом расшифровывается как К513УЕ1А) в современном мире называется JFET (junction gate field-effect transistor) полевым транзистором, а в советские времена это называли «микросхема» (потому, что там внутри ещё есть  диод от истока к затвору и резистор) и другое ещё название — «истоковый усилитель-повторитель».

Питание у этого микрофона кошмарное:

Фото 3. Устройство МКЭ-3

К чему это можно подключить сейчас — неведомо. Но большая мембрана как бы намекает, что у этого микрофона есть потенциал… в плане повышенной чувствительности.

Переделка

Резко начинаем думать, как переделать этот микрофон на современный лад. Вот схема «электрическая принципиальная» МКЭ-3 и современного электретных микрофонов:

Схема 1. Микрофон курильщика (слева), микрофон нормального человека (справа)

Тут видно, что для переделки нужно удалить резистор и поменять исток и сток транзистора местами:

Фото 4. Перекоммутация подключения транзистора, резистор выбросить

Если так сделать (как на Фото 4), то микрофон действительно начинает работать при простом подключении в микрофонный вход компьютера, но гораздо тише любого современного. Наверное, потому что его 9-ю вольтами питать надо, а тут всего 2.1-2.5В; плюс внутри транзистора возможно мешающие делу диод и резистор есть. Звук будто старый (советский) телевизор бухтит. Т. е. даже мужской голос делает бухтяще-бубнящим, будто ящик резонирует.

Поэтому, выкидываем все внутренние детали и ставим нормальный современный N-JFET (n-канальный, junction) полевой транзистор, в даташите которого написано «for audio frequency applications», «for microphone amplifiers» и «low noise». Вот, например, попался некий 2SK301 [даташит]:

Фото 5. Установка одного JFET полевого транзистора 2SK301 вместо всего того, что было

Лёгким движением паяльника пристыковываем… готово:

Фото 6. Сборка модернизированного микрофона

Звук записи отличный, идентичен натуральному почти полностью совпадает с исходным (только немного на басах гулко, но это типично для всех электретных микрофонов), очень громко-чувствительно (в сравнении с более мелкими современными капсюлями, см. ниже). Но выявились две проблемы:

1. На уровне собственного шума (при записи тишины) слышно лёгкое журчание.
2. Сопротивление микрофона (точнее транзистора на выходе исток-сток) оказалось 500 Ом, из-за чего он не работает при подключении в разъём гарнитуры смартфона (начинаются глюки), это потому что микрофон в гарнитуре должен иметь сопротивление порядка 1 кОм (не менее 800 Ом).

В общем, возникла идея поставить другой транзистор, вытащив его из более мелкого (1-см-метрового) и плохого по звуку. В первом раскуроченном капсюле оказался 2SK596:

Фото 7. Другой транзистор: 2SK596

Имеем: звук на записи хоть и громче, чем того маленького-современного-китайского, в котором был это полевой транзистор но точь-в-точь такой же на слух по качеству, что был и в мелком микрофоне. Т. е. хреновый (повышенная высокачастотность: цыканье, сипение). Вскрываем другой микрофон, с другим «звучанием» (звук на записи с него глуховат и тиховат), там 2SK596S:

Фото 8. Другой транзистор: 2SK596S

Припаиваем и опять: звук точь-в-точь такой же, что и у микрофона, из которого этот транзистор вытащен, только с капсюля МКЭ-3 он получается громче (за счёт большей площади мембраны).

Мораль: качество звукозаписи с электретного микрофона катастрофически зависит от транзистора.

Надо искать нормальный JFET. Вроде 2SK170 в Сети считается лучшим. Будем искать. (На Али их не покупайте, там у всех продавцов фейки этого транзистора — читайте отзывы под лотами).

Тестирование-сравнение микрофонов

Вообще, для сравнительного тестирования (субъективного, на слух) микрофонов я сделал такую штуку:

Фото 9. Массовое тестирование электретных микрофонов

Т. е. для простоты смены микрофонов припаиваем к ним простые разъёмы и приклеиваем номера. Потом для каждого микрофона проигрываем один и тот же кусок какой-нибудь музыкальной композиции (с басами, голосом, всякими высокочастотными инструментами одновременно) через двухполосные динамики или наушники; записываем в порядке номеров. Потом прослушиваем и сравниваем, пишем рецензии.

В частности выяснилось, что все микрофоны на Фото 9 «звучат» по разному. № 1, 2, 3 примерно вдвое тише, чем № 5, 6, 7 (и это понятно: они мельче, мембрана по площади как раз примерно вдвое меньше). Все они (электретные, включая МКЭ-3 с любым транзистором) гудят, бу́хают, как бы воют на низких частотах (басах). У всех уровень шума (при записи тишины) вдвое выше, чем у простейшего динамического за 2 бакса.

Основные результаты и выводы:

1. Электретные конденсаторные микрофоны — самые плохие по качеству звуко-восприятия (хуже конденсаторных, динамических). В частности тихие (в смысле слабочувствительные), шумные (в тишине). Нет бы просто не «слышали» низких частот, а то ведь пишут их достаточно громко, но в сильно искажённом виде.
2. Чем больше диаметр такого микрофона, тем «громче»-чувствительнее он. Очевидно, по причине большести площади мембраны.
3. Качество звукопередачи на 99% зависит от полевого транзистора внутри капсюля. (В отличие от динамического микрофона, у которого электронная часть влияет только на громкость-чувствительность микрофона в зависимости от коэффициента усиления транзистора или усилителя).

---

Самодельный компьютерный микрофон из радиохлама

Мой компьютер – это рабочий инструмент плюс толика развлечений. Музыка, кино и фото. Обычный круг задач совершенно не предполагает оцифровки голоса. Наш интернет использует канал связи через GSM сеть и имеет относительно невысокую скорость и немалые задержки между передачей-приемом. Голосовая и видео связь в реальном времени в таких условиях затруднительна. Словом, компьютерным микрофоном никогда не пользовались.

Ребенок любит снимать и монтировать простенькие фильмы со своими куклами и недавно озадачила – нужен микрофон для слов автора и вообще вдумчивого озвучивания своих творений. Пришлось расстараться. Порывшись в коробках с электрическим хламом, нашел целый клубок вышедших из строя разнокалиберных наушников. Они сейчас очень распространены и есть недорогие варианты – пользователи, особенно подростки (основная масса потребителей носимых электронных штучек) редко отличаются аккуратностью и терпением. Наушники у такой публики – расходная статья, а чинить недорогие приборы такого типа довольно муторно. Словом, стекаются и скапливаются в коробке. Среди мелких, втыкаемых чуть не прямо в мозг затычек нашлись и несколько вариантов покрупнее, в том числе и с микрофоном как у авиадиспетчера. Для того же компьютера. Подобрал микрофончик посимпатичнее, на гибком металлическом усике и с поролоновой шапочкой от заплевывания и задувания, отвинтил. Сигнальный разъем (розового цвета) с коротеньким хвостиком тоже взял от этих же наушников. Это исходные части.

Что еще понадобилось для работы

Набор инструментов для электромонтажа, оборудование для деревообработки и покраски. Кусок деревяшки, ЛКМ, мелочи.

Разъем проверил мультиметром, провода соединил на живую нитку и проверил микрофон пробным включением. Ничего, живой, можно применять.

В качестве удлинительного провода подобрал старый экранированный сигнальный шнур. Довольно мягкий. С хвостиком, выходящим из разъема соединил его тщательно – скрепил два конца шнуров за внешнюю изоляцию бандажом из ниток с клеем. Кончики проводов залудил, спаял, заизолировал. Место соединения заизолировал термотрубкой. Проверил готовый кабель мультиметром.

К свободному концу кабеля подключил микрофон (снова на живую нитку) и попробовал вдумчиво оценить его работу. Практика показала, что чувствительность микрофона не слишком велика – он хорошо работает, только находясь у самых губ как в исходной конструкции, здесь же, виделся вариант настольный.

Диаграмма направленности микрофона практически круговая – его чувствительность примерно одинакова как спереди, так и сбоку.

Все говорит о том, что несколько повысив чувствительность микрофона, можно надеяться на удобную работу с ним в настольном варианте.

Микрофонный усилитель

Тип используемого микрофона – электретный. В сущности – это прибор конструктивно похожий на конденсатор. Для согласования высокого сопротивления микрофона со сравнительно низким входным сопротивлением усилителя, используется согласующий каскад, выполненный на полевом транзисторе, который располагается в корпусе микрофонного капсюля. В целом, включение электретного микрофона к звуковой карте компьютера выглядит так.

Особенностью схемы является фантомное питание – постоянный ток для работы транзистора и переменный сигнала, текут по одному и тому же проводу.

Этот источник питания вполне можно использовать и для работы дополнительного усилительного каскада. Каскад разумно разместить, возможно, более близко к микрофону – это уменьшит уровень шумов. Схема электрическая принципиальная однокаскадного усилителя электретного микрофона для подключения к компьютеру выглядит так.

Сигнал с капсюля выделяется на резисторе R1 и подается на базу транзистора VT1 для усиления. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером с нагрузкой на резисторы R2 и резистор в звуковой карте. Отрицательная обратная связь по постоянному току через R1, R2 обеспечивает относительное постоянство тока через транзистор. По сравнению с микрофоном без усилителя сигнал увеличился примерно в 10 раз (22дБ). Схема нуждается в экранировании.

Транзистор КТ3102 желательно в металлическом корпусе, но будет работать и в ТО-92. Допустимо заменить на BC547, S9014, можно попробовать и КТ315, КТ312 и т.д.

Мой усилитель предназначался для узкого и длинного отсека в подставке микрофона. Удобным оказалось встречный монтаж самых крупных элементов – транзистора и оксидного конденсатора. Резисторы нашлись не особенно мелкие – МЛТ-0,25, конденсатор С1 в SMD исполнении. Корпус типоразмера 0805 удобно распаивается прямо на проволочных выводах транзистора (показан стрелочкой). Единственный момент – нельзя нажимать на середину сборки – получается длинный рычаг и от SMD конденсатора отрывается одна из контактных площадок.

Усилительный каскад включен сразу же после микрофона на ножке. Пробным включением убедился в работоспособности схемы и ее преимуществе перед простым включением электретного микрофона.

Подошва

Подошва микрофона сделана из куска подвернувшейся под руку толстой березовой доски при помощи торцовочной (маятниковой) пилы. После нескольких итераций удалось подобрать симпатичные углы скосов для такой толщины основания. Работать следует очень аккуратно – заготовка маленькая и штатными средствами фиксировать ее сложно. При каждом резе, деревяшку обязательно нужно хорошо упереть о вертикальный упор иначе ее может вырвать из рук с непредсказуемыми последствиями.

Паз – отсек для укладки и фиксации кабеля и усилителя сделан в толще деревянной подошвы. Высверлил для этого ряд глухих отверстий с некоторым перехлестом. Сверлил на станке, спиральным сверлом по дереву ø10 мм. 3000 об/мин. В твердой древесине получается вполне аккуратно.

Готовую подошву пошкурил двумя номерами шлифовальной бумаги и отделал. Собственно, в это самое время занимался отделкой других деревяшек, получилось за компанию. Кроме прочего, попробовал на подошве новую морилку и лак. Красил и крыл лаком из маленького пневматического распылителя – простого аэрографа, с самодельным компрессором.

Сборка

К задней вертикальной стенке подошвы, над выходным отверстием отсека привинтил ножку микрофона. Длинным тонким саморезом, плюхнув предварительно термоклея.

Вывод микрофона укоротил, разделал конец, концы проводков залудил. Оба кабеля сформовал в одну сторону и распаял к выводам усилителя. К общему выводу усилителя припаял отрезок луженной проволочки (стрелка на фото). Проверил пробным включением, изолировал усилитель термотрубкой.

Завернул усилитель тонкой медной лентой с липким слоем, мы такую применяем для витражного дела, хотя она именно для экранирования. Загнул на экран вывод общего провода, припаял. Проверил работу пробным включением.

Плюхнул немного термоклея на дно усилительного отсека и аккуратненько вдавил в него сам усилитель. Проверил работоспособность, уложил провода и залил отсек термоклеем полностью. После застывания, острым ножом срезал выступы. Предполагались три резиновые ножки-пятачки, но хорошо стоит и так.

Выводы

Микрофон работает хорошо, дочь очень довольна.

Из моментов отрицательных, стоит отметить экспериментальную отделку – оказалось, что красивейший финский лак Яло, дающий на голых деревяшках покрытие очень похожее на вощение, плохо работает с морилками. На спиртовой и на водной основе. Даже высохшую краску он растворяет и затягивает в поры торцевых срезов древесины. Вплоть до полного обесцвечивания. И даже предварительная грунтовка не помогает.

Babay Mazay, декабрь, 2019 г.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Микрофоны (дополнение)

   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:

1. 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.
2. Номинальный диапазон рабочих частот—диапазон частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в котором нормируются его параметры .
3. Неравномерность частотной характеристики—разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.
4. Модуль полного электрического сопротивления—нормированное значение выходного или внутреннего электрического сопротивления на частоте 1 кГц.
5. Характеристика направленности—зависимость чувствительности микрофона (в свободном поле на определённой частоте) от угла между осью микрофона и направлением на источник звука.
6. 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.

   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.

Рис 1.
Схема включения конденсаторного микрофона.

   На рис. 1 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 истоко-вый повторитель на полевом n-канальном транзисторе с р-п 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 рис. 2 приведена внутренняя схема электретного микрофона с тремя выводами МКЭ-3.

Рис. 2
Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-3.

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

Рис. 3.
Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-389-1.

Рис. 4.
Схема подключения электретных микрофонов с двумя выводами.

   На рис. 3 приведена внутренняя схема электретного микрофона с двумя выводами
МКЭ-389-1. Схема подключения такого микрофона приведена на рис. 4. По этой схеме можно подключать практически все электретные микрофоны с двумя выводами, и отечественные и импортные.

В таблице приведены их технические характеристики.

Параметры микрофонов

Наименование марка	Чувстви- тельность мВПа	Диапазон частот Гц	Уровень шума дБ	Напр. пит. В	Потреб. ток мА	Коэфф. гарм. %	Неравно- мерность ЧХ дБ
М1-А2 «СОСНА»	515	1507000	28	-1,2	0,007	—	2
М1-Б2 «СОСНА»	1020
М4-В «СОСНА»	>20
М7 «СОСНА»	>5		26
МЭК-1А	620	3004000	30	2,34,7	0,2		2
МЭК-1В
МКЭ-3	420	5015000	30	-4,5	—		12
МКЭ-84	620	3003400	30	1,34,5			—
МКЭ-377-1А	612	15015000	33	2,36	0,35	4
МКЭ-377-1Б	1020
МКЭ-377-1В	1836
МКЭ-378А	612	3018000		2,36	0,35	1
МКЭ-378Б	1020
МКЭ-389-1	612	3004000		26	—	4	2
МКЭ-332А	35	5012500	30	29		—	—
МКЭ-332Б	612
МКЭ-332В	1224
МКЭ-332Г	2448
МКЭ-333А	35	5012500	30	29
МКЭ-333Б	612
МКЭ-333В	1224
МКЭ-333Г	2448
PANASONIC						РАЗМЕР
WM-034 CY	60	2016000	—	4,510	0,8	9,7х6,7
WM-034 BY	60	2016000
WM-034 CY 195
WM-52 BM				1,510	0,3	9,7х4,5
WM-54 BT		2012000		2,510	0,6
WM-60 AY	58	2016000		210	0,5	6х5
WM-60 AT
WM-60 A 103	55	10012000
WM-62 A	58	2016000				6х2,5
WM-66 D 103	50	1010000				6х2,7
WM 55 A 103	60	2016000		1,510	0,5	9,7х5
WM 56 A 103	58
WM 55 D 103		10010000
китай, стоящий во всех ширпотребовских телефонах и АОНах
SZN-15 E	58	8015000	—	310	—	9,7х9

   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.

Рис. 5.
Допусковая область частотной характеристики микрофона МКЭ-377-1.

Рис. 6.
Допусковая область частотной характеристики микрофона МКЭ-378.

Питание микрофонов

Авторские права Томи Энгдал 1997-2012 гг.

Этот документ представляет собой сборник информации и схем для питания капсюли электретные микрофонные. Этот документ написан для людей, которые понимать основы схем микрофона.

Индекс

Для работы многих типов микрофонов требуется питание, как правило, такие микрофоны называются конденсаторными. Питание используется для внутренних предусилителей и капсюлей поляризационных микрофонов.Если нужно избегать использования внутренних батарей, единственное решение — подавать питание через сигнальный кабель микрофона.

В некоторых случаях микрофоны могут быть объявлены «мертвыми», не осознавая, что им требуется батарея, а в других случаях фантомное питание.

Электретный микрофон — это всенаправленный микрофон с лучшим соотношением цены и качества. могу купить. Электретный микрофон может быть очень чувствительным, очень прочным, чрезвычайно компактный по размеру и имеет низкое энергопотребление. Электретные микрофоны используются во многих приложениях, где небольшие и используются недорогие микрофоны с хорошими эксплуатационными характеристиками.Электретный микрофон занимает (по приблизительным оценкам) нижние 90% приложений, качество мудрое. Петличный микрофон (зажим для галстука), бытовая видеокамера микрофоны и микрофоны, используемые со звуковыми картами компьютера, электретные микрофоны.

Электрет — это модифицированная версия классического конденсаторного (или конденсаторного) микрофона, который использует изменения емкости из-за механических колебаний для создания колебаний напряжения, пропорциональных звуковым волнам. В то время как конденсаторный микрофон требует приложенного (фантомного) напряжения, электрет имеет встроенный заряд, а несколько вольт необходимы для питания встроенного буфера полевого транзистора, а не для создания электрического поля.

Типичный капсюль электретного конденсаторного микрофона представляет собой 2-контактное устройство (есть также 3-контактные капсулы), которое приближается к источнику тока при смещении примерно 1-9 вольт и обычно потребляет менее половины миллиампера. Эта мощность потребляется очень маленьким предусилителем, встроенным в капсюль микрофона, который преобразует источник с очень высоким импедансом из самого электретного элемента и кабеля, который необходимо подключить. Имейте в виду, что на частотах сигнала это полное сопротивление подавляется емкостью кабеля, так что на частоте 1 кГц сборка будет демонстрировать импеданс в несколько десятков К.

Нагрузочный резистор определяет полное сопротивление и может быть согласован с предполагаемым малошумящим усилителем. Обычно это 1-10кОм. Нижний предел определяется шумом напряжения усилителя, а верхний предел — наводкой помех (и шумом тока усилителя). Подходящие значения сопротивления обычно находятся в диапазоне 1-10 кОм. Во многих случаях микрофон питается от источника питания 1,5-5 В через резистор с сопротивлением несколько кОм.

Поскольку сам электрет содержит небольшой буферный усилитель, который добавляет шум, обычно указывается отношение сигнал / шум (обычно 94 дБ SPL) или коэффициент собственного шума, который является эквивалентным уровнем акустического шума, обычно около 20-30 дБ SPL.

Электреты нуждаются в смещении из-за встроенного усилителя на полевых транзисторах. капсюль микрофона. Напряжения смещения должны быть чистыми, потому что шум в этом случае попадет на выход микрофона.

Базовая схема

 + ---------------------------- аккумулятор + ve (от 3 до 12 В)
        |
       2к2 R1
        |
        o ---------- 10 мкФ ------ o ----- выход
        | + |
     КАПСУЛА 10k R2
        | - |
        + ---------------------- o ----- GND и аккумулятор -ve
 

Это основная схема питания электретного микрофона, которую вы может использоваться в качестве общей ссылки при приеме цепей, которые используют электретные микрофоны.Входной импеданс определяется R1 и R2. Если вы не укажете R2, выходное сопротивление будет примерно сопротивление R2.

Вот еще один рисунок той же схемы:

 vcc
        О
        |
        /
        \
        /
        \ РАВНО ТРЕБУЕМОМУ СОПРОТИВЛЕНИЕ
        / EX. = 1000 Ом
        \
        |
        | КОНДЕНСАТОР НАИБОЛЬШЕЕ ЗНАЧЕНИЕ 10uF 16v
| --- | | + | /
| | --- 0 ---- | | ------- АУДИОВЫХОД
| | | \
| | ---- O --------------
| --- | |
         |
       -----
        ---
         -
 

Электретный микрофон с батарейным питанием

Эта схема может использоваться с обычными магнитофонами и звуковыми картами. которые обычно предназначены для динамических микрофонов.Когда вы строите эта схема внутри корпуса микрофона (или в небольшую внешнюю коробку) можно сделать себе универсальный микрофон из электретного капсюля.

 10 мкФ
                                 + | |
    + --------------------- + -------- | | --------------> к усилителю
    | | | |
    | (положительный вывод) |
    | + ---------- / \ / \ / \ --------- +
   Микрофон 2.2 кОм |
    | | +
    | (заземляющий провод) (-) -------
    | (батарея 9В или около того) ---
    | |
    | |
    + ----------------------------------------------- + - ---> земля
 

Если вы строите эту схему, было бы неплохо добавить переключатель для отключения батареи, когда вы не используете микрофон.Следует отметить, что уровень выходного сигнала этого микрофона заметно выше, чем сигнал, доступный от типичных динамических микрофонов поэтому вам нужно уменьшить усиление на входе микрофона (если нет подходящих настроек, то этот более высокий уровень может вызвать искажение в микрофонном предусилителе легче). Выходное сопротивление этой схемы составляет около 2 кОм, поэтому я не рекомендую использовать очень длинные микрофонные кабели, иначе вы потеряете высокие частоты определение (несколько метров — проблема).

Супер-простая схема питания

Во многих случаях можно использовать одну или две батареи 1,5 В (в зависимости от на тип микрофона) в качестве источника питания для микрофона. Батарея находится последовательно с микрофоном.

 ----------- [Батарея] ----------------------
                                             я
                                     

.

Как пользоваться электретным микрофоном — BuildCircuit.COM

Просмотры сообщений: 467

Электрет — это постоянно заряженный диэлектрик. Его получают путем нагревания керамического материала, помещения его в магнитное поле и последующего охлаждения, пока он еще находится в магнитном поле. Это электростатический эквивалент постоянного магнита. В электретном микрофоне кусок этого материала используется как часть диэлектрика конденсатора, в котором диафрагма микрофона образует одну пластину.Звуковое давление перемещает одну из его пластин. Движение пластины изменяет емкость. Электретный конденсатор подключен к усилителю на полевом транзисторе. Эти микрофоны небольшие, имеют отличную чувствительность, широкий частотный диапазон и очень низкую стоимость.

КУПИТЬ_ЭЛЕКТРЕТ_МИКРОФОН

Терминалы:

Клемма с меткой припоя (подключение к корпусу) — отрицательная, а клемма без метки — положительная.

Обозначенная клемма отрицательная.

Проекты использования электретного микрофона:

1. FM-передатчик — контур 1: это комплект для самостоятельной сборки. Недорогой и отличный DIY-комплект для новичков, начинающих с FM-передатчика. В этом проекте используется электретный микрофон.

2. FM-передатчик — схема 2: Это однотранзисторный FM-передатчик. Это хорошая трасса для начинающих. Также используется электретный микрофон.

3. Переключатель хлопка: это простая схема переключателя хлопка.Это может стать хорошим началом для новичков в электронике.

4. Набор для сборки переключателя хлопка: это простой и недорогой набор для самостоятельного изготовления для начинающих электронщиков. Этот комплект доступен на buildcircuit.net

5. Переключатель хлопка с использованием 3 модулей: Это один из интересных проектов BuildCircuit. В этом проекте показано, как можно построить переключатель хлопка, используя три разных и независимых схемных модуля.

.

Электретные микрофоны

Электретные микрофоны

Продукты Elliott Sound

Электретные микрофоны

© 2015, Род Эллиотт (ESP)
Страница опубликована в январе 2017 г.

верхний

---

Указатель статей
Основной указатель

---

Содержание

---

Введение

Из всех когда-либо созданных микрофонов электретный занял позицию №1 со значительным отрывом и за удивительно короткое время.Впервые появившись в 1970-х годах, они используются в самых дешевых микрофонах для ПК, подавляющем большинстве всех новых телефонов, высококачественных записывающих приложениях и полностью сертифицированных системах измерения шума. Микрофоны MEMS (микро-электромеханические системы) сейчас начинают серьезно набирать обороты, но мы можем ожидать, что электретные микрофоны останутся доминирующими во многих областях в течение некоторого времени.

Ни один другой микрофон не охватывал такой широкий спектр приложений или имел такой же диапазон цен — возможно, от 1 доллара.00 или меньше, вплоть до 1000 долларов или больше. Когда-то считавшиеся «решением для бедняков», даже очень дешевые электретные капсулы могут дать более высокую производительность, чем очень дорогие динамические микрофоны. Конечно, есть ограничения, но они применимы ко всем типам микрофонов — ни один из них не подходит для всех приложений.

В этой статье рассматривается в основном бесчисленное количество используемых схем питания. Многие из них уже описаны на других страницах ESP, но цель этой коллекции — изучить различные схемы, чтобы дать пользователю лучшее представление о доступных вариантах.Мы также рассмотрим преимущества и недостатки некоторых схем.

Некоторые идеи очень хорошо продуманы, в то время как другие невероятно сложны и не дают ожидаемой выгоды. Также чрезвычайно сложно определить, где впервые возникли некоторые идеи и кто за них отвечал. Из-за этого трудно отдать должное, потому что в нескольких случаях мне не удавалось определить первоначального дизайнера.

---

1 — Характеристики электретной капсулы

Ранние электретные микрофоны использовали «предварительно поляризованную» диафрагму с металлическим покрытием, нанесенным в вакууме, чтобы сделать диафрагму проводящей.Эти микрофоны были ненадежными и часто теряли предполяризационный заряд. Это сделало микрофон бесполезным. Текущие микрофонные капсюли почти полностью выполнены из «заднего электрета» — опорная пластина диафрагмы является второй частью конденсатора и удерживает «заряд» электрета.

Эти микрофоны доступны в широком диапазоне размеров, и хотя наиболее распространенными являются всенаправленные (звук улавливается более или менее одинаково независимо от направления), также доступны направленные версии. Принцип обратного электрета защищает электретный материал от потенциальных загрязнений, а новейшие капсулы имеют долгий срок службы и стабильные условия эксплуатации.Они настолько хороши, что постепенно заменяют традиционные высоковольтные конденсаторные микрофоны с поляризацией постоянного тока даже в самых требовательных приложениях.

Главный недостаток электретных микрофонов — внутренний предусилитель. Лучшие измерительные микрофоны не используют внутренний предусилитель на полевых транзисторах, но ожидают, что микрофонный предусилитель будет иметь входное сопротивление не менее 1 гигаома, а часто и больше. Электретный капсюль подключается непосредственно к предусилителю с помощью стандартной резьбы и схемы подключения. Во многих отношениях предусилитель идентичен тому, который используется в настоящем конденсаторном микрофоне, за исключением того, что не требуется поляризующее напряжение (обычно около 200 В).

Внешний предусилитель может быть настроен для работы с высокими напряжениями сигнала — обычно до 4 В RMS. Большинство измерительных микрофонов имеют мощность около 50 мВ / Паскаль (т.е. выходное напряжение 50 мВ при 94 дБ SPL). Максимальный выходной уровень достигается при SPL (уровне звукового давления) 132 дБ.

Напротив, типичный электретный капсюль, который мы покупаем у местного поставщика электроники, имеет встроенный полевой транзистор и предназначен для работы от всего лишь 1,5 В от одного сухого элемента. Поскольку эти капсулы работают от низкого напряжения, их способность выдерживать высокие уровни звукового давления крайне ограничена.Даже если напряжение питания увеличивается, внутренний полевой транзистор ограничивает предельный уровень — обычно резко.

Новичку не поможет то, что у электретных капсюлей обычно указывается чувствительность (например) -35 дБ (± 4 дБ) относительно 0 дБВ на 1 Па. Это требует, чтобы пользователь рассчитал выходной уровень, чтобы получить что-то разумное. Вышеуказанная спецификация сокращается до …

V = 1 / antilog (db / 20)
V = 1 / antilog (35/20) = antilog (1,75)
V = 1/56 = 0.018 В = 18 мВ на 1 Паскаль

Следовательно, микрофон с чувствительностью -35 дБ относительно 1 В / Паскаль имеет выходное значение 18 мВ при 1 Паскале или 94 дБ SPL. Однако с дешевыми вставками он варьируется в широких пределах, а максимальный уровень звукового давления обычно довольно ограничен. Те, которые я тестировал, подходят примерно до 100 дБ SPL, но после этого их искажения быстро возрастают. Искажения на уровне 114 дБ SPL обычно слишком высоки, поэтому эти дешевые микрофоны следует использовать только со сравнительно низкими уровнями (например, певцы, близкие микрофоны на ударной установке или прямо перед гитарным усилителем будут сильно искажены).Тот же процесс используется для любой другой спецификации, где ссылка составляет 1 В / Паскаль.

---

2 — Технические характеристики

Выходной уровень микрофонов должен быть указан в милливольтах на паскаль (мВ / Па), хотя существует множество вариантов. Другие используемые условные обозначения включают в себя дБм или дБн (относится к 775 мВ) или дБВ (относится к 1 В) при 0,1 Па (это всегда будет отрицательным числом). Старые стандарты сохраняются в некоторых странах и у некоторых производителей. Кажется, что здесь нет какой-либо логической схемы, но постоянно пересчитывать единицы измерения очень неприятно.

1 Паскаль = 10 микробар = 94 дБ SPL
0,1 Паскаль = 1 микробар = 74 дБ SPL
1 дин / см2 = 0,1 Паскаль = 1 мкбар

Существуют также рейтинги шума (которые сильно различаются как по выходному шуму, так и по способу его определения), выходное сопротивление, рекомендуемый импеданс нагрузки, полярная характеристика, частотная характеристика и т. Д. Заявления о частотной характеристике бессмысленны без графика, показывающего фактический отклик , а для направленных микрофонов это также должно указывать расстояние от микрофона до источника звука.Дешевые микрофоны особенно плохи в этом отношении, и нередко можно увидеть частотную характеристику, указанную, например, как 50-20 000 Гц. Поскольку ограничения не указаны (например, ± 3 дБ), это бессмысленно — любой микрофон будет реагировать на этот частотный диапазон, но может быть -20 дБ на крайних частотах с большими колебаниями между ними.

Даже дешевые электретные капсулы обычно имеют очень хороший отклик, но только для всенаправленных типов. Дешевые направленные капсюли — это в лучшем случае лотерея и, как и все направленные микрофоны, обычно имеют плохую низкочастотную характеристику, если не используются очень близко к источнику звука.В этом случае бас часто сильно акцентируется (из-за эффекта близости).

---

3 — Питание микрофона

В этом разделе подробно рассказывается о микрофонах. Я не собираюсь покрывать капсулы, для которых требуется внешний предусилитель на полевых транзисторах, потому что они требуют, чтобы конструктор имел доступ к резисторам не менее 1 гигаома (1000 мегомов), а часто и больше. Также полезно иметь чистую комнату, потому что даже небольшое количество загрязнения может вызвать снижение импеданса, шум или даже отказ от работы.Микрофонные капсюли без встроенных предусилителей также, как правило, находятся на самом верху цены. Они также довольно хрупкие, и их легко повредить.

Следовательно, я рассмотрю более распространенные типы — имейте в виду, что некоторые из этих материалов дублируются в микрофонах или Project 93. Это в первую очередь рассматривает питание микрофона как полной системы, но есть схемы, которые, похоже, представлены полная микрофонная система, состоящая только из капсюля и нескольких других частей.

Рисунок 1 — Питание основной капсулы микрофона

На рис. 2 показаны две основные возможные схемы питания, которые нельзя рекомендовать для серьезного использования.Есть много вариантов, в некоторых из которых используется индуктор для увеличения доступной мощности. При напряжении 1,5 В (версия «A») доступный источник питания слишком мал, чтобы быть полезным, и его действительно необходимо существенно модернизировать, чтобы использовать его для чего-либо, кроме случайных любительских записей. Микрофоны звуковой карты ПК (версия «B») используют аналогичную схему, за исключением того, что напряжение питания составляет 5 В от источника питания ПК, и некоторые из них почти полезны для низкокачественной записи речи низкого уровня.

Как показано на рисунке 2, стандартный разъем микрофона ПК представляет собой стереофонический мини-разъем (3.Диаметром 5 мм). Земля и экран — это как всегда гильза, сигнал на наконечнике, а постоянный ток подается через кольцо. Предположительно, сигнал и постоянный ток были разделены, чтобы предотвратить возможные проблемы, вызванные постоянным током на входной цепи микрофона, но, IMO, вся идея с самого начала была несколько ошибочной.

Помимо нескольких упрощенных примеров, эта статья будет посвящена фантомному питанию (DIN 45595). Во всех случаях фантомное питание должно быть номинальным 48 В. Сейчас доступно множество единиц оборудования, которые полагаются на тот факт, что многие микрофоны с фантомным питанием будут нормально работать при (часто намного) менее 48 Вольт.Это крайне плохая практика, потому что существуют микрофоны с фантомным питанием, которые , а не , будут работать при напряжениях, которые намного меньше номинального значения. Совершенно нормально, когда напряжение P48 может быть от 43 В до 53 В, поскольку это находится в пределах допуска ~ 10%.

Обычно P48 подается на две сигнальные линии симметричного соединения через резисторы 6,8 кОм. Вы часто будете видеть, что они указаны как 6,81 кОм — дополнительные 10 Ом несущественны, но подразумевает , что резисторы должны иметь высокий допуск.Было заявлено (хотя я не помню, где именно), что резисторы должны иметь допуск не более 0,4%, но их легко выбрать, чтобы они были намного ближе, чем это. Я бы предположил, что 0,1% более подходящее — это означает, что они должны быть в пределах 13 Ом друг от друга. Более точное согласование означает лучшее подавление синфазного сигнала, но есть практический предел, налагаемый всем остальным в сигнальной цепи.

В некоторых микрофонах используется внутренний элемент или батарея, и фантомное питание не требуется. Большинство из них — микрофоны для любителей, они также несбалансированы и не подходят для профессионального использования.Для тех микрофонов, которые используют ячейку 1,5 В в качестве источника питания, как вы можете себе представить, максимальный выход чрезвычайно ограничен, и они легко искажаются даже при нормальной речи на близком расстоянии.

Рисунок 2 — Способы включения микрофона

На рис. 2 показаны два основных используемых метода питания микрофона. Фантомное питание (также известное как P48) является наиболее распространенным и рекомендуется для всех приложений. Следует избегать использования альтернативного T-Power, поскольку он несовместим с P48 (хотя адаптеры существуют, они могут работать, а могут и не работать), и слишком легко подключить микрофон неправильного типа и вызвать повреждение.Как вы, наверное, догадались по тикам и крестикам, я довольно твердо отношусь к двум схемам включения.

Фантомное питание использует одинаковое напряжение на контактах 2 и 3 относительно земли, но системы T-Power используют 12 В постоянного тока между контактами 2 и 3. В некоторых системах контакт 2 составляет +12 В по отношению к контакту 3, но всегда есть шанс, что полярность может измениться. Напряжение постоянного тока на этих контактах обычно относится к земле (земле), но не всегда! Существуют также системы, в которых источник постоянного тока является плавающим — он вообще не привязан к земле.

В общем, я бы рекомендовал избегать T-Power везде, где это возможно. Он способен обеспечить до 33 мА через звуковую катушку динамического микрофона (питание P48 не пропускает ток через плавающую звуковую катушку или трансформатор). Кроме того, T-Power может обеспечить до 66 мА между положительным выводом и землей, ограниченное резисторами 180 Ом на каждой сигнальной линии). Для сравнения, P48 ограничен током короткого замыкания 14 мА, который доступен только в том случае, если оба сигнальных провода замкнуты на землю.Каждый вывод ограничен током короткого замыкания 7 мА (48 В / 6,8 кОм).

Термин «T-Power» происходит от немецкого «Tonaderspeisung». Это также известно как AB Powering и покрывается спецификацией DIN 45595, но в некоторых кругах вы можете услышать, что это называется и другими именами (не все для вежливой компании, особенно если вы только что отключили микрофон, используя неправильное питание. схема). В отличие от фантомного питания, T-Power может повредить микрофоны с динамическим и фантомным питанием (а также, возможно, другие), не предназначенные для этого, и, к счастью, становится все реже и реже.Как и следовало ожидать, фантомное питание, скорее всего, повредит микрофон T-Powered.

Микрофоны T-Powered до сих пор широко используются с некоторым звуковым оборудованием для кино, а также для ‘ENG’ — Electronic News Gathering для радио или телевидения. Sennheiser по-прежнему выпускает ряд «конденсаторных» ВЧ-микрофонов, которые доступны как в T-Power, так и в P48. Системы T-Power — злейшие враги сами себе во многих отношениях. Мало того, что нет строгого соглашения о полярности (потенциально опасная ситуация сама по себе), но в некоторых случаях источник питания может быть полностью плавающим и вообще не использует соединение экрана (земля / земля / контакт 1), в то время как в для других источник питания заземлен.Электронике на самом деле все равно, но это другой уровень абстракции, который дает людям только повод для споров, но в любом случае не приносит пользы. Альтернативное соединение показано серым цветом на Рисунке 2 (соединение, показанное пунктиром, не используется с плавающим источником питания).

Некоторые из старых «конденсаторных» (конденсаторных) микрофонов имели собственный специальный источник питания и использовали многополюсный разъем для различных напряжений. Это особенно верно для ламповых микрофонов, которые не могли использовать фантомное питание, потому что их текущие потребности были намного выше, чем можно было бы обеспечить.Эти источники питания используются вместе с микрофоном и обычно имеют стандартный выход XLR без напряжения. Многие используют трансформатор для обеспечения полной гальванической развязки и предотвращения образования контуров заземления.

Наконец, многие тестовые и измерительные микрофоны используют источник тока 4 мА. Этот подход полностью отличается от других методов, поскольку он несбалансирован. Несмотря на утверждения об обратном, несимметричная система может быть такой же тихой и подавлять столько же шума, как и сбалансированная система, хотя в некоторых крайних случаях высокочастотные помехи могут вызывать проблемы.Полная микрофонная система 4 мА, использующая электретный капсюль, описана в Проекте 134. Эта система обычно использует источник питания 24 В, а «кондиционер» микрофона обеспечивает постоянный ток 4 мА на каждый подключенный микрофон.

---

4 — Питание капсулы

Здесь мы фактически начинаем рассматривать множество различных схем, которые использовались. Помните, что эта статья посвящена электретным микрофонным капсюлям со встроенным предусилителем на полевых транзисторах, поэтому некоторые из более экзотических схем неприменимы.Большинство из них уже обсуждается в разделе «Микрофоны», где объясняются различные типы и содержится более общая информация.

Во многих опубликованных схемах питания электретных капсул с помощью фантомного питания очень старались обеспечить симметричность цепи. Хотя многие из этих схем могут показаться идеально сбалансированными, это может быть не так.

Рисунок 3 — Выбор цепей питания микрофона, которых следует избегать

Схемы, показанные выше, — это некоторые из тех, что вы можете встретить в сети.К сожалению, после того, как я нашел этот конкретный набор рисунков (который я перерисовал и немного изменил), я не смог найти его снова, чтобы отдать должное. Хотя «C» и «D» выглядят красиво и симметрично и, вероятно, будут работать достаточно хорошо, их импеданс слишком высок, чтобы можно было использовать достаточно длинный кабель. ‘A’ и ‘B’ (ИМО) непригодны для использования — хотя здесь показана удобная формула, нет ничего, что указывало бы на то, откуда взялось значение импеданса в 492 Ом, и очень сомнительно, что это реально.Мне не удалось проверить заявленное значение расчетом или моделированием, и оно будет варьироваться в зависимости от характеристик полевого транзистора. Хотя эти цепи кажутся сбалансированными по сопротивлению, на самом деле это не так, и следует избегать двух верхних цепей. Следует избегать и двух других цепей из-за их чрезмерно высокого выходного сопротивления.

Кроме того, не были приняты меры для защиты капсулы от высоких переходных напряжений, возникающих при включении фантомного питания.Это группа схем, которые никогда не следует использовать. Что еще хуже, корпус микрофонного капсюля не имеет потенциала земли и не может быть подключен напрямую к корпусу. Это увеличивает вероятность появления гула.

Как и ожидалось, если вам нужно использовать электретный капсюль с фантомным питанием, я предлагаю Project 93 не только потому, что это моя конструкция, но и потому, что это проверенная схема, она хорошо себя ведет и работает очень хорошо. Капсула заземлена, чтобы минимизировать гудение, и хотя в ней используется только балансировка импеданса (сигнал появляется только на одном проводе), ни у кого, кто ее построил, не было ни малейших проблем с конструкцией.

Нет никакой пользы от использования полностью сбалансированной схемы сигнала , и после включения необходимой защиты они могут стать довольно сложными. Для подавления шума важен не баланс сигналов, а баланс импеданса и баланса . Если полное сопротивление на двух сигнальных проводах точно равно, то подавление шума будет настолько хорошим, насколько это возможно для приемника.

---

5 — Сбалансированный Vs. Несбалансированный

Существует огромное количество информации о преимуществах сбалансированных систем, но во многих случаях это было неверно истолковано — часто до такой степени, что исходная причина была полностью потеряна.Всем, кто этого не сделал, я настоятельно рекомендую прочитать статью «Проектирование высокопроизводительных сбалансированных аудиоинтерфейсов», потому что правильное понимание важно.

Как отмечено в этой статье, нет никаких требований, чтобы симметричная схема была симметричной или даже чтобы сигнал присутствовал на каждом проводнике. Что является , так это то, что полное сопротивление двух проводников одинаково во всем частотном диапазоне. У меня было бесчисленное количество вопросов по электронной почте, которые демонстрируют, что этот пункт непонятен, и люди настаивают на том, что «безусловно, схема должна быть симметричной».Совершенно ненужные во всех отношениях — особенно из-за одного простого факта — симметричные цепи вообще не симметричны. Тот факт, что каждый NPN-транзистор имеет соответствующий PNP-транзистор, не является симметричным, потому что два устройства достаточно разные из-за производственных процессов, что невозможно создать идеально симметричную схему. В этом тоже нет необходимости — может радовать глаз, но по звуку все равно.

Как уже было кратко описано, в одном из наиболее важных приложений часто используются несбалансированные соединения.Это в области измерения шума, что важно не потому, что это действительно важно, а потому, что за этим стоит законодательство. Я не собираюсь вступать в обличительную речь об индустрии измерения шума, но важно понимать, что измерения могут быть выполнены с предельной точностью, а результаты могут использоваться в суде, однако несбалансированные кабели считаются совершенно нормальными. Конечно, это легко доказать, и , если бы было обнаружено, что симметричные соединения лучше, они бы использовали .

Несимметричные соединения считаются плохими большинством профессионалов, но они ничуть не хуже сбалансированных, если все сделано правильно. Сигнал проходит по внутреннему проводнику, который защищен от внешнего шума экраном. Доступен высококачественный коаксиальный кабель, который может иметь гораздо лучший экран, чем многие симметричные микрофонные кабели.

При низком импедансе и использовании высококачественного кабеля симметричное соединение почти не требуется.Сбалансированная линия действительно основана на соглашении, но она также добавляет дополнительные средства уменьшения внешнего шума. Поскольку микрофоны являются плавающим источником (не имеющим вторичного подключения к другому оборудованию), сбалансированное соединение является излишним. Конечно, это тоже абсолютно не вредит, и подавляющее большинство всего профессионального оборудования, естественно, использует сбалансированные интерфейсы. Для фантомного питания необходимы симметричные соединения, потому что напряжение постоянного тока является синфазным (присутствует одинаково на каждой сигнальной линии), и только для этого есть хороший случай для использования всех микрофонов в симметричном режиме.

Симметричные линии стали обычным явлением из-за телефонной системы (в которой используется неэкранированная витая пара (UTP)). В то время как стационарные телефоны в наши дни считаются довольно «старой шляпой», телефонная сеть предоставляет огромное количество технических средств, номенклатуры и условностей, большая часть которых сохранилась в аудио, даже если необходимость или причина могут больше не быть очевидными. Даже стандартное фантомное напряжение 48 В берется непосредственно из телефонной системы, которая использовала 48 В с тех пор, как телефоны были впервые реализованы в больших масштабах.

Совершенно не по делу, но интересно, почему телефонная система использует -48В. Отрицательная телефонная линия (относительно земли / земли) используется для предотвращения коррозия телефонных линий. Если бы линии были положительными по отношению к земле, электролитическое воздействие привело бы к образованию кислорода в телефонных линиях, что привело бы к преобразованию медные провода переходят в оксид меди, который является (плохим) полупроводником, и в конечном итоге провод полностью разъедается. Это было обнаружено в ходе исследования коррозии Сэр Хэмфри Дэви для британского флота в 1834 году.Применительно к трубопроводам, судам и т. Д. Это называется «катодной защитой».

На рис. 4 показан микрофонный капсюльный усилитель P93. Эта схема используется многими людьми во всем мире и имеет очень хорошие характеристики для такого простого усилителя. Транзисторы устроены как операционные усилители класса A, с микрофоном, подключенным к неинвертирующему входу. Коэффициент усиления в разомкнутом контуре превышает 60 дБ, а частотная характеристика разомкнутого контура находится в пределах 1 дБ от 2 Гц до чуть менее 30 кГц. Он легко превосходит большинство электретных микрофонных капсюлей.

Рисунок 4 — Цепь питания электретной капсулы ESP P93

Нормальное рабочее усиление, как показано, составляет около 10 дБ (в 3 раза), но получить единичное усиление легко. Просто уменьшите R8 до 1k (обратите внимание, что R1 может потребоваться увеличить, чтобы получить симметричное отсечение — попробуйте ~ 82k). Частотная характеристика простирается от менее 8 Гц до более 100 кГц в пределах менее 0,5 дБ, а выходное напряжение может достигать 2 В RMS с искажениями обычно менее 0,02%. Когда усиление больше единицы, перед клиппированием доступен немного больший выходной уровень.Выход является псевдобалансным, что в данном случае означает, что он сбалансирован по импедансу, но не по сигналу.

В сети циркулируют и другие схемы, которые также обладают высокой производительностью, но вам нужно быть осторожным, чтобы убедиться, что выбранная вами схема будет работать так, как заявлено. Многие профессиональные микрофоны используют сравнительно простые схемы, а есть несколько «готовых» электретных микрофонов с фантомным питанием. Некоторые принимают «фантомное» питание с напряжением около 15 В вместо обычных 48 В.Некоторые схемы требуют модификации микрофонного капсюля, чтобы сделать его 3-проводным. Хотя это, безусловно, работает с (подлинной) капсулой WM61A, менее уверенно с заменителями.

Рисунок 5 — Цепь питания полностью сбалансированной электретной капсулы

Схема выше опубликована в нескольких местах с различными изменениями — это моя версия, которая сильно отличается от большинства других. Он основан на схеме, которая, как утверждается, является схемой микрофона Behringer ECM8000.Я не могу комментировать это так или иначе, потому что очень похожие схемы используются несколькими производителями, причем некоторые из них имеют входной каскад JFET (а не показанный биполярный транзистор). Они часто используются с обычными конденсаторными капсюлями и смещают полевой транзистор и микрофонный капсюль через резисторы 1G.

Как показано, схема имеет коэффициент усиления два, потому что Q1 работает как «делитель фазы» с единичным коэффициентом усиления, аналогичный тем, которые используются в ламповых усилителях. В целом это неплохая схема (по крайней мере, на модели).Обратите внимание, что положения контактов 2 и 3 поменяны местами по сравнению с рисунком 4 из-за подключения Q1. Я его не строил и не могу прокомментировать его шумовые характеристики. Q1 должен быть малошумящим транзистором, но как он сравнивается со схемой P93, показанной выше, неизвестно. Во многих подобных схемах отрицательный конец C3 подключен к земле / земле, что снижает выходную мощность и увеличивает шум. Если кто-то построит схему, вы, по сути, сами по себе. Не стесняйтесь сообщить мне, насколько хорошо (или нет) это работает на практике.

---

Заключение

Хотя часто думают, что электретные микрофоны относятся к нижнему пределу, сейчас они очень распространены для измерительных микрофонов высочайшего качества, а также для записи природы и в других местах, где требуются высокая чувствительность, относительно низкий уровень шума и широкий отклик. «Истинный» конденсаторный микрофон (он же «конденсаторный») обычно превосходит большинство электретов, а при очень низком уровне шума почти невозможно превзойти микрофон с большой диафрагмой.

Однако по цене ничто другое не может сравниться с электретной капсулой.Там, где когда-то было обычным делом бороться с микрофоном с подвижной катушкой (например, в дешевых шумомерах), теперь используется электрет, который имеет большую мощность, более широкий отклик и обычно имеет более низкий уровень шума. Тот простой факт, что электреты теперь распространены в очень дорогом звуковом оборудовании для мониторинга и измерения, свидетельствует о том, что они больше не являются «дешевыми и веселыми» устройствами, которыми они когда-то были.

Это несколько прискорбно (мягко говоря), что электретный капсюль Panasonic WM61A больше не производится, поскольку это была одна из самых выгодных сделок всех времен за его производительность.В то время как бесчисленное количество онлайн-продавцов заявляют, что у них есть капсулы WM61A для продажи, к сожалению, большинство из них заменяют все, что могут получить, в том же форм-факторе (диаметр 6 мм) и заявляют, что это настоящие. У меня есть небольшое количество настоящих вещей и довольно много «подделок», и нет никакого сравнения — особенно на очень низких частотах. Для речи заменители подходят, но не для измерений, где требуется хороший НЧ-отклик.

Неизвестно, смогут ли MEMS-микрофоны когда-либо сравниться с хорошим электретом для измерения шума или записи.Они, безусловно, становятся все лучше и лучше, но получить частотную характеристику от 0,1 Гц до 20 кГц может оказаться непростой задачей — этого легко сделать менее чем за 100 долларов с электретным капсюлем. Большинство из того, что вы увидите, ограничены более низкой частотой около 100 Гц, но некоторые требуют 20 Гц (но обычно на 20 дБ ниже, что не совсем вдохновляет). Многие также имеют резонансный пик на частоте 4-6 кГц, и хотя это обычно нормально для голосовых приложений, оно бесполезно для точных записей или мониторинга шума.

Электроника постоянно меняется, поэтому на каком-то этапе в (возможно) не столь отдаленном будущем мы можем увидеть, что МЭМС-микрофоны займут большую долю рынка в более требовательных ролях. Между тем, электретные микрофоны по-прежнему представляют собой лучшее соотношение цены и качества из всех доступных в настоящее время.

---

Список литературы

1. Epanorama — Питание микрофонов
2. Микрофоны — предыдущая статья ESP по теме
3. Проект 93 — Микрофонный усилитель ESP P93

---

---

Указатель статей
Основной указатель

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2015. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и авторское право © 2015, опубликовано 18 января 2017 г.

.

Электретный микрофон »Электроника

Электретный микрофон — это форма конденсаторного микрофона, но в нем используется диэлектрик, который остается постоянно заряженным, что исключает необходимость во внешнем источнике питания.

---

Учебное пособие по микрофону Включает:
Основы работы с микрофоном Типы микрофонов Характеристики микрофона Направленность микрофона Динамический микрофон Конденсаторный микрофон Электретный микрофон Ленточный микрофон Кристаллический / керамический микрофон Граничный микрофон / PZM микрофон Угольный микрофон Как купить лучший микрофон Микрофоны для видео Микрофоны для вокала / пения

---

Электретный микрофон получил широкое распространение как дешевый, но эффективный микрофон для многих приложений.

Хотя доступны некоторые высококачественные версии, они находятся на нижнем уровне рынка, где они действительно получили свое основное применение.

Конструкция электретного микрофона

Ключ к электретному микрофону — это диэлектрик, который используется между двумя пластинами конденсатора, образующими микрофон. Этот диэлектрик сохраняет постоянный заряд, эквивалентный примерно 100 вольт.

Электретный диэлектрик микрофона обычно изготавливается путем нагревания пластмассы, находящейся в электрическом поле.В результате он берет на себя заряд, который сохраняет. Хотя есть некоторая утечка, для заметного падения может потребоваться еще сотня лет.

Электретный микрофон для работы

В электретном микрофоне диафрагма толще, чем в других микрофонах — это означает, что эти микрофоны обычно имеют плохую высокочастотную характеристику и резонанс на частоте 5 кГц или немного больше.

Этот пик в ответе обычно можно уменьшить, уменьшив высокие частоты, если требуется, и обычно этого можно достичь без чрезмерного воздействия на речевые частоты.

Также обнаружено, что большинство электретных микрофонов имеют падающий басовый отклик.

Использование электретного микрофона

Для электретных микрофонов

требуется буфер с высоким входным сопротивлением и предусилитель. Обычно он находится внутри электретного узла и часто питается от источника 1,5 В. Для портативных версий это обычно содержится в общем корпусе микрофона и не поставляется в виде фантомного питания, которое обычно используется для микрофонов более высокого качества.

Также стоит помнить, что электретные микрофоны не должны подвергаться воздействию влаги, которая может быть проблемой для вокала, который звучит близко к микрофону.

Эти недостатки могут быть преодолены относительно легко, и часто электретные микрофоны могут оказаться привлекательным предложением ввиду их низкой стоимости.

Они также используются во многих элементах электронного оборудования, где их характеристики вполне адекватны, а их низкая стоимость очень привлекательна.

Другие темы аудио и видео:
HDMI SCART Громкоговоритель Микрофоны УКВ FM радио Данные RDS Цифровое радио DVB телевидение
Вернуться в меню аудио / видео.. .

.