极体话筒的结构和原理
驻极体麦克风由声电转换和阻抗转换组成。
声电转换的关键部件是驻极体振动膜。它是一个非常薄的塑料薄膜,在一侧蒸发一层纯金薄膜。然后,在高压电场停止后,异性电荷分别停留在两侧。薄膜的蒸金面向外,与金属外壳相连。薄膜的另一侧与金属极板之间用薄绝缘衬里环隔开。这样,蒸金膜和金属极板之间就形成了电容。当驻极体膜遇到声振动时,电容器两端的电场发生变化,从而产生随声变化而变化的交变电压。驻极体膜与金属极板之间的电容相对较小,一般为几十个pF。因此,其输出阻抗值很高(Xc=1/2~tfc),大约几十兆欧元。如此高的阻抗不能直接频放大器直接匹配。因此,在麦克风中连接结型场效应晶体三极管进行阻抗变换。场效应管具有输入阻抗高、噪声系数低的特点。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样,驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S,一般用蓝色塑线,漏极D,一般采用连接金属外壳的红色塑料线和编织屏蔽线。
驻极体麦克风和电路有两种连接方式:
源极输出和漏极输出。源极输出类似于晶体三极管的射极输出。需要三条导线。D连接电源正极S接地之间的电阻Rs从源极经电容器提供源极电压C输出。编织线接地起屏蔽作用。源极输出的输出阻抗小于2k,电路相对稳定,动态范围大。但输出信号小于泄漏极输出。泄漏极输出类似于晶体三极管的共发射极放入。只有两条导线。D与电源正极间接一次RD,信号由漏极D经电容C输出。源极S与编织线接地。漏极输出具有电压增益,因此麦克风的灵敏度高于源极输出,但电路动态范围略小。
Rs和RD根据电源电压确定尺寸。一般可以是2.2~5.1k例如,电源电压为6。V时,Rs为4.7k,RD为2。2k。在图3的输出电路中,如果电源是正极接地,则只需将电源接地D、S换句话说,它仍然可以成为源和漏极输出。两种不同的连接方法:一声控电路前放大级中驻极体麦克风的源极输出和漏极输出。最后,需要注意的是,无论是源极输出还是漏极输出,驻极体麦克风都必须提供直流电压才能工作,因为它配备了场效应管。
极体话筒极性判别
驻极体电容麦克风的检测方法是:首先检查引脚是否断开,然后检测驻极体电容麦克风。驻极体麦克风体积小,结构简单,电声性能好,价格低廉,应用广泛。驻极体麦克风的内部结构如图所示。它由声电转换系统和场效应管组成。它的电路有两种连接方式:源极输出和漏极输出。源极输出有三条导线D连接电源正极和源极S通过电阻接地,然后通过一个电容作为信号输出;漏极输出有两条导线D通过电阻连接到电源正极,然后通过电容输出信号S直接接地。因此,在使用驻极体麦克风之前,首先要判断其极性。
在场效应管的栅极和源极之间的栅极和源极之间,因此可以利用二极管的正反向电阻特性来判断驻极体麦克风的漏极D和源极S。
拨打万用表R×1kΩ等级,黑表笔接任一极,红表笔接任另一极。再对调两个表笔,对比两个测量结果,阻值小时,黑表笔接元极,红表笔接漏极。
极体麦筒灵敏度检测
在收录机、电话机等电器中广泛应用的驻极体话筒,其灵敏度直接影响送话和录放效果。这类话筒灵敏度的高低可用万用表进行简单测试。
拨打万用表R×在100档中,两个手表笔分别连接麦克风和两个电极(注意不要错接麦克风的接地极)。万用表显示一定读数后,用嘴对准麦克风轻轻吹气(吹气速度慢且均匀),吹气时观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大,麦克风灵敏度越高,发送和录音效果越好。如果摆动幅度不大(微动)或根本不摆动,则表明麦克风性能差,不适合使用。对于三个引脚驻极体电容麦克风的检测方法,只有黑色表杆连接输出引脚2脚,红色表杆连接引脚3脚。
驻极体麦筒的工作原理
驻极体麦筒体积小,结构简单,电声性能好,价格低廉,应用广泛。
在生产聚合物极化膜时,注入一定的永久电荷(Q),由于没有放电电路,电荷不变。在声波的作用下,极化膜随声波振动,因此与背极的距离也随声波变化,即锁定极化膜与背极之间的电容随声波变化。
我们知道电容上的电荷公式是Q=C×V,反之V=Q/C它也是建立起来的。驻极体的总电荷保持不变。当电极板在声压下后退时,电容量降低,电容两极之间的电压成反比增加,电容量增加时,电容两极之间的电压成反比降低。最后,通过高阻抗场效应取出电容两端的电压,同时放大,我们可以获得与声音相对应的电压。由于场效应管有源设备需要一定的偏置和电流才能在放大状态下工作,因此驻极体麦克风必须添加直流偏置才能工作。
注意选择驻极体话筒
驻极体麦克风价格很低,损坏后更换。在选择驻极体麦克风时,应注意以下几点:
(1)两个和三个引脚的驻极体麦克风不能直接更换,一般不会更换电路。
(2)这种麦克风没有型号,引脚数相同的麦克风可以代替,但性能不同。
驻极体麦克风的类型和规格
常用驻极体麦克风的形状分为两种类型:机器类型(即内置类型)和外置类型。机器类型的驻极体麦克风适用于安装和使用各种电子设备。常用的驻极体麦克风形状多为圆柱形,直径为φ6mm、φ9.7mm、φ10mm、φ10.5mm、φ11.5mm、φ12mm、φ13mm……各种规格;引脚电极分为两端和三端。引脚形式有三种:可直接插入电路板、带软屏蔽电线的引线和无引线的焊脚。例如,根据体积大小,有普通型和微型。微型驻极体麦克风已广泛应用于各种微型录音机、微型数码相机、手机等电子产品。
除了机装型驻极体麦克风外,将机装型驻极体麦克风放入各种带座架或夹子的外壳中,并连接带2芯或3芯插头的屏蔽电线(有的还连接开关),使我们经常看到的各种外置驻极体麦克风易于移动。
驻极体麦克风的主要参数
表征驻极体麦克风各项性能指标的参数主要包括以下几项:
(1)工作电压(UDS)。这是指在极体麦克风正常工作时,麦克风两端必须施加的最小直流工作电压。参数因型号而异。即使是同一型号也有很大的离散性。制造商通常给出的典型值为1.5V、3V和4.5V这3种。
(2)工作电流(IDS)。这是指驻极体话筒静态时所通过的直流电流,它实际上就是内部场效应管的静态电流。和工作电压类似,工作电流的离散性也较大,通常在0.1~1mA。
(3)最大工作电压(UMDS)。这是指驻极体麦克风内部场效应管泄漏和源极两端能承受的最大直流电压。当超过极限电压时,场效应管将被击穿并损坏。
(4)灵敏度。这是指麦克风在一定的外部声压作用下产生的音频信号电压,通常用于单位mV/Pa(毫伏/帕)或dB(0dB=1000mV
/Pa)。一般驻极体麦克风的灵敏度为0.5~10mV/Pa或-66~-40dB范围内。麦克风的灵敏度越高,在相同大小的声音下输出的音频信号就越大。
(5)频率响应。又称频率特性,是指麦克风的灵敏度随声频的变化而变化的特性,通常用曲线表示。一般来说,当声频超过制造商给出的上下频率时,麦克风的灵敏度会显著降低。驻极体麦克风的频率响应一般相对平坦,其普通产品的频率响应较好(即灵敏度相对平衡)在100范围内Hz~10kHz,质量好的麦克风是
40Hz~15kHz,高品质的麦克风可达20Hz~20kHz。
(6)输出阻抗。这意味着麦克风在一定频率(1kHz)下输出端的交流阻抗。内部场效应管阻抗变换后,驻极体麦克风的输出阻抗一般小于3kΩ。
(7)固有噪声。这是指麦克风在没有外部声音的情况下输出的噪声信号电压。麦克风的固有噪声越大,输出信号中的混合噪声就越大。一般来说,驻极体麦克风的固有噪声很小,这是微伏级电压。
(8)方向性。又称方向性,是指麦克风灵敏度随声波入射方向的变化而变化的特性。麦克风的方向性分为三种:单向性、双向性和全向性。单向麦克风正面对声波的灵敏度明显高于其他方向,根据方向特征曲线形状可细分为心形、超心形和超方向形;前后双向麦克风的灵敏度高于其他方向;全向麦克风对来自四面八方的声波的灵敏度基本相同。绝大多数常用的极体麦克风都是全向麦克风。
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