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

Схема подключения электретного микрофона. Качественный микрофон для компьютера

В этом документе собраны электрические схемы и информация о том, как построено питание электретных микрофонов. Документ написан для людей, способных читать простейшие электрические схемы.

1. Введение
2. Введение в электретные микрофоны
3. Основные схемы питания электретных микрофонов
4. Звуковые карты и электретные микрофоны
5. Plug-in power
6. Фантомное питание в профессиональной аудиотехнике
7. T-Powering
8. Другая полезная информация

1.

Введение

Микрофонам большинства видов для работы требуется электропитание, как правило это конденсаторное микрофоны, а так же микрофоны сходные с ними по принципу действия. Электропитание необходимо для работы внутреннего предусилителя и поляризации мембран микрофонного капсюля. В случае, если встроенного источника питания (батареи, аккумулятора) в микрофоне нет, напряжение к микрофону подается по тем же проводам что и сигнал от микрофона к предусилителю.

Бывают случаи, когда микрофон принимают за сломанный только потому, что не знают о необходимости подать на него фантомное питание или вставить батарейку.

2. Введение в электретные микрофоны

Электретные микрофоны обладают наилучшим соотношением цена/качество. Эти микрофоны могут быть очень чувствительными, достаточно прочными, предельно компактными, а так же обладать малым энергопотреблением. Электретные микрофоны находят широчайшее применение, в силу компактных размеров их часто встраивают в готовые изделия, сохраняя при этом высокие рабочие характеристики.

Согласно некоторым оценкам, электретный микрофон используется в 90% случаев, что, учитывая вышеизложенное, более чем оправданно. Большинство петличных микрофонов, микрофонов используемых в любительских видеокамерах и микрофонов применяемых совместно с компьютерными звуковыми картами, являются электретными микрофонами.

Электретные микрофоны схожи с конденсаторными по принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Конденсаторные микрофоны преобразуют механические колебания в изменение емкости конденсатора, получаемого при подаче напряжения на мембраны микрофонного капсюля. Изменение емкости, в свою очередь, ведет к изменению напряжения на обкладках пропорционально звуковым волнам. В то время как капсюль конденсаторного микрофона нуждается во внешнем (фантомном) питании, мембрана капсюля электретного микрофона имеет свой заряд в несколько вольт. Питание ему необходимо для встроенного буферного предусилителя , а не для поляризации мембран.

Типичный электретный микрофонный капсюль (Рис. 01) имеет два пина (бывает три) для подключения к источнику тока 1-9 вольт и, как правило, потребляет менее 0,5мА. Эта мощность расходуется на питание миниатюрного буферного предусилителя, встроенного в микрофонный капсюль, и служащего для согласования высокого сопротивления микрофона и подключенного кабеля. Следует помнить, что кабель обладает собственной емкостью, и на частотах более 1кГц его сопротивление может достигать несколько 10-ков кОм.

Нагрузочный резистор определяет сопротивление капсюля, и предназначен для согласования с малошумящим предусилителем. Это, как правило, 1-10кОм. Нижний предел определяется шумом усилителя по напряжению, в то время как верхний – шумом усилителя по току. В большинстве случаев напряжение 1,5-5В подается на микрофон через резистор в несколько кОм.

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

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

3. Основные схемы питания электретных микрофонов

3.1 Принципиальная схема

На рисунке Рис.02 представлена основная схема питания электретного микрофона, на нее следует ссылаться при рассмотрении подключения любого электретного микрофона. Выходное сопротивление определяется резисторами R1 и R2. Практически выходное сопротивление можно принять R2.

3.2 Питание электретного микрофона от батарейки (аккумулятора)

Эта схема (Рис.04) может быть использована совместно с бытовыми магнитофонами и звуковыми картами, изначально предназначенными для работы с динамическими микрофонами. Когда вы соберете эту схему внутри корпуса микрофона (или в небольшом внешнем боксе), ваш электретный микрофон найдет универсальное применение.

При построении данной схемы, будет полезно добавить выключатель, чтобы отключать батарейку в то время, когда микрофон не используется. Следует отметить, что уровень выходного сигнала этого микрофона значительно выше уровня, получаемого при использовании динамического микрофона, так что необходимо контролировать усиление на входе звуковой карты (усилителя/микшерного пульта/магнитофона и т.д.). Если этого не сделать, высокий уровень входного сигнала может привести к перемодуляции. Выходное сопротивление этой схемы в районе 2кОм, поэтому не рекомендуется использовать слишком длинный микрофонный кабель. В противном случае он может сработать как фильтр нижних частот (несколько метров не окажет сильного влияния).

3.3 Простейшая схема питания электретного микрофона

В большинстве случаев допустимо использовать одну/две батарейки 1,5В (в зависимости от используемого микрофона) для питания микрофона. Батарейка включается последовательно с микрофоном (Рис. 05).
Эта схема работает, если постоянный ток, поступающий от батарейки, не оказывает на предусилитель негативного влияния. Это случается, но далеко не всегда. Обычно предусилитель работает только как усилитель переменного тока, и постоянная компонента не оказывает на него никакого влияния.

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

4. Звуковые карты и электретные микрофоны

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

4.1 Вариант Sound Blaster

Звуковые карты Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) от Creative Labs используют 3,5мм stereo jack-и для подключения электретных микрофонов. Распиновка jack-а представлена на Рисунке 06.
Creative Labs на своем сайте приводит характеристики. которыми должен обладать микрофон, подключаемый к звуковым картам Sound Blaster:

1. Тип входа: небалансный (несимметричный), низкоомный
2. Чувствительность: около -20дБВ (100 мВ)
3. Входное сопротивление: 600-1500 Ом
4. Разъем: 3,5 мм stereo jack
5. Распиновка: Рисунок 07

Рис. 07 – Распиновка разъема с сайта Creative Labs

На рисунке ниже (Рис.08) показана примерная схема входной цепи при подключении микрофона к звуковой карте Sound Blaster.

Рис.08 – Микрофонный вход звуковой карты Sound Blaster

4.2 Другие варианты подключения микрофона к звуковой карте
Звуковые карты других моделей/производителей могут использовать метод рассмотренный выше, а могут иметь собственный вариант. Звуковые карты, которые используют 3,5мм разъем mono jack для подключения микрофонов, как правило имеют перемычку, позволяющую в случае необходимости подать питание на микрофон, либо его отключить. Если перемычка находится в положении при котором осуществляется подача напряжения к микрофону (обычно +5В через резистор 2-10кОм), то это напряжение подается по тому же проводу что и сигнал от микрофона к звуковой карте (Рис. 09).

Входы звуковой карты в этом случае имеют чувствительность около 10мВ.
Это подключение также используется в компьютерах Compaq, выпускаемых со звуковой картой Compaq Business Audio (микрофон Sound Blaster хорошо работает с Compaq Deskpro XE560). Напряжение смещения, измеренное на выходе Compaq, 2,43В. Ток короткого замыкания 0,34мА. Это говорит о том, что напряжение смещения подается через резистор около 7кОм. Кольцо 3,5мм jack-а не используется, и ни к чему не присоединяется. Руководство пользователя Compaq говорит, что этот микрофонный вход используется только для подключения электретного микрофона с фантомным питанием, например микрофона поставляемого самим Compaq. Если верить Compac, этот метод подачи питания называется фантомным питанием, однако не следует путать этот термин с тем, что используется в профессиональной аудио технике. Согласно заявленным техническим характеристикам входное сопротивление микрофона 1кОм, а максимально допустимый уровень входного сигнала 0,013В.

4.3 Подача напряжения смещения к трех- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты Эта схема (Рис.10) подходит для подключения трех- проводного капсюля электретного микрофона к звуковой карте Sound Blaster, которая поддерживает подачу напряжения смещения (НС) к электретному микрофону.

4.4 Подача напряжения смещения к двух- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты Эта схема (Рис.11) подходит для сопряжения двух- проводного электретного капсюля со звуковой картой (Sound Blaster), которая поддерживает подачу напряжения смещения.

Рис.12 – Простейшая схема, работающая с SB16

Эта схема (Рис.12) работает, потому что питание +5В подается через резистор 2,2кОм, встроенный в звуковую карту. Этот резистор хорошо работает как ограничитель тока и как сопротивление в 2,2кОм. Такое подключение используется в компьютерных микрофонах Fico CMP-202.

4.5 Питание электретных микрофонов с 3,5 мм mono jack-ом от SB16 Приведенная ниже схема питания (Рис.13) может применяться с микрофонами, напряжение смещение которым подается по тому же проводу, по которому передается аудио сигнал.

4.6 Подключение микрофона телефонной трубки к звуковой карте Согласно некоторым новостным статьям на портале comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech, этаже схема может использоваться для подключения к звуковой карте Sound Blaster электретного капсюля телефонной трубки. В первую очередь необходимо убедиться что микрофон в выбранной трубке электретный. Если это так, то необходимо отсоединить трубку, открыть ее и найти плюс микрофонного капсюля. После этого капсюль подключается как показано на рисунке выше (Рис.13). Если вы хотите использовать разъем RJ11 телефонной трубки, то микрофон подключен к проводам внешней пары. Различные трубки имеют разные уровни сигнала на выходе, и уровня некоторых может быть недостаточно для использования со звуковой картой Sound Blaster.

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

4.7 Питание мультимедийного микрофона от внешнего источника
Основная идея питания мультимедийного (ММ) микрофона приведена ниже (Рис.14).

Общая схема питания компьютерного микрофона, предназначенная для работы с Sound Blaster и другими подобными звуковыми картами приведена на рисунке ниже (Рис.15):

Рис.15 – Общая схема питания компьютерного микрофона

Примечание 1: на выход этой схемы поступает постоянный ток в несколько вольт. Если это создает проблемы, необходимо добавить конденсатор последовательно с выхода микрофона.

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

4.8 Подключение мультимедийного микрофона к обычному микрофонному входу

Напряжение +5В может быть получено из большего с помощью стабилизатора напряжения, такого как 7805. В качестве альтернативы можно использовать последовательное включение трех батареек 1,5В, а можно использовать и одну на 4,5В. Включать ее следует как показано на рисунке выше (Рис.16).

4.9 Plug-in power
Множество небольших видео камер и рекордеров используют 3,5мм микрофонный стерео штекер для подключения стерео микрофонов. Некоторые устройства предназначены для микрофонов с внешним источником питания, в то время как другие подают питание через тот же разъем, по которому передается аудио сигнал. В характеристиках устройств, которые обеспечивают питание капсюлей через микрофонный вход, этот вход называется “Plug-in power”.

Для устройств, которые используют подключение Plug-in power для электретных микрофонов, схема приведена ниже (Рис.17):
Технология подключения микрофонов Plug-in power с точки зрения схемотехники записывающего устройства (Рис.18):

Рис.18 – Схемотехника разъема Plug-in power

Номиналы элементов в схему могут меняться в зависимости от производителя оборудования. Однако очевидно что напряжение питания составляет несколько вольт, а номинал резистора в несколько кило-Ом.

Примечания
Буферный предусилитель электретного микрофона – это также просто предусилитель, преобразователь напряжения, повторитель, полевой транзистор, согласователь сопротивления.

Схема 1

Предлагаю схему подключения компьютерной гарнитуры к трансиверу FT-840. Все дискретные элементы (R) размещены в корпусе разъема гарнитуры, напаиваются непосредственно на выводы стандартного разъема для трансиверов FT (родной микрофонный разъем гарнитуры можно отрезать), а блочная часть микрофонного разъема, установленная в трансивере, доработана следующим образом: Освобождаем вывод 2 разъема (в трансивере он соединен с массой) для этого аккуратно подрезаем скальпелем печатный проводник и подаем на него напряжение 9 вольт, которое снимаются с вывода 2 разъема JP7201 (движок резистора VR7201-1 VR-B-UNIT).

Рис. 1 Схема подключения (вариант 1)

Резисторы R1 и R2 подбираются таким образом, что бы на выводе плюс электретного микрофона было напряжение примерно 1–1,5 в. Желательно, указанные резисторы выдержать одинаковыми по величине. Что бы трансивер мог после переделки работать и со штатным микрофоном, необходимо в разъеме штатного микрофона (мыльницы) проводник, идущей к контакту 2 перепаять на контакт 5 или 7. (масса) Указанный способ переделки подходит и для других аналогичных трансиверов, например FT-990.

По отзывам корреспондентов в эфире, сигнал с подавляющем большинством опробованных мной современных компьютерных гарнитур получал высокие оценки. В процессе эксплуатации, из стандартного разъема трансивера, мной был сконструирован переходник для микрофонного входа, после чего отпала необходимость отрезать стандартный разъем при смене гарнитуры. Для телефонного разъема переходник можно приобрести в радиомагазине.

Схема 2

Рис. 2 Схема подключения (вариант 2)

Часто при работе в эфире необходимо, чтобы руки были свободными. Например, использование компьютера. К тому же, при долгой работе в эфире рука устает держать стандартный микрофон-“мыльницу”. Поэтому предлагаю такую схему подключения гарнитуры, которая используется для компьютерных мультимедиа и продается в компьютерных салонах. Все дискретные элементы (R, C) размещены в корпусе разъема гарнитуры (старый разъем отрезан), а блочная часть микрофонного разъема доработана. Освободив вывод 2 (подрезав скальпелем печатный проводник) и подав на нее 9 вольт, которые снимаются с вывода 2 разъема JP7201 (движок резистора VR7201-1 VR-B-UNIT).

Практически все гарнитуры, которые предназначены для работы с ПК, имеют настолько «жалкие» характеристики, что попытайся вы использовать микрофон от такой гарнитуры для звукозаписи или того же караоке, ничего кроме разочарования не получите. Причина здесь одна – все подобные микрофоны предназначены для передачи речи и имеют очень узкий частотный диапазон. Это не только удешевляет саму конструкцию, но и способствует разборчивости речи, что является главным требованием гарнитуры.

Попытки же подключить обычный динамический или электретный микрофон обычно заканчиваются провалом – уровня с такого микрофона явно недостаточно для «раскачки» звуковой карты. Дополнительно сказывается незнание входной схемы звуковых карт и неправильное подключение динамического микрофона завршает дело. Собирать микрофонный усилитель и подключить «по уму»? Было бы неплохо, но гораздо проще использовать микрофон МЭК-3, который одно время широко использовался в носимой аппаратуре и до сих пор достаточно распространен. Но подключать «по уму», конечно, придется.

Микрофон этот электретный, обладает достаточно высокими характеристиками (частотный диапазон, к примеру, лежит в интервале 50 – 15 000 Гц) и, самое главное, в него встроен истоковый повторитель, собранный на полевом транзисторе, который не только согласует высокое сопротивление микрофона с усилителем, но и имеет более чем достаточный для любой звуковой карты уровень выходного сигнала. Единственный, пожалуй, недостаток – микрофону требуется питание. Но ток потребления его настолько мал, что двух пальчиковых батареек, соединенных последовательно, хватит на многие месяцы непрерывной работы. Взглянем на внутреннюю схему микрофона, которая расположена в алюминиевом стакане, и подумаем, как его подключить к компьютеру:

Серым цветом обозначен алюминиевый стакан, который является экраном и соединен с общим проводом схемы. Как я уже говорил, такой микрофон требует внешнего питания, причем минус 3-5 В нужно подать на резистор (красный провод), а плюс – на синий. С белого будем снимать полезный сигнал.

А теперь взглянем на схему микрофонного входа компьютера:

Оказывается сигнал должен подаваться только на самый кончик разъема, обозначенный зеленым, а на красный сама звуковая карта подает +5 В через резистор. Сделано это для питания предварительных усилителей гарнитур, если они используются. Мы этим напряжением не будем пользоваться по двум причинам: во-первых, нам нужна другая полярность, а если просто «перевернуть» провода, то микрофон будет сильно «фонить». Во-вторых, блок питания ПК импульсный и помеха на этих пяти вольтах будет приличная. Использование же гальванических элементов в плане помех идеально – чистая «постоянка» без малейших пульсаций. Итак, полная схема подключения нашего микрофона к компьютеру будет выглядеть следующим образом.

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.

В этом документе собраны электрические схемы и информация о том, как построено питание электретных микрофонов. Документ написан для людей, способных читать простейшие электрические схемы.

1. Введение
2. Введение в электретные микрофоны
3. Основные схемы питания электретных микрофонов
4. Звуковые карты и электретные микрофоны
5. Plug-in power
6. Фантомное питание в профессиональной аудиотехнике
7. T-Powering
8. Другая полезная информация

1. Введение

Микрофонам большинства видов для работы требуется электропитание, как правило это конденсаторное микрофоны, а так же микрофоны сходные с ними по принципу действия. Электропитание необходимо для работы внутреннего предусилителя и поляризации мембран микрофонного капсюля. В случае, если встроенного источника питания (батареи, аккумулятора) в микрофоне нет, напряжение к микрофону подается по тем же проводам что и сигнал от микрофона к предусилителю.

Бывают случаи, когда микрофон принимают за сломанный только потому, что не знают о необходимости подать на него фантомное питание или вставить батарейку.

2. Введение в электретные микрофоны

Электретные микрофоны обладают наилучшим соотношением цена/качество. Эти микрофоны могут быть очень чувствительными, достаточно прочными, предельно компактными, а так же обладать малым энергопотреблением. Электретные микрофоны находят широчайшее применение, в силу компактных размеров их часто встраивают в готовые изделия, сохраняя при этом высокие рабочие характеристики. Согласно некоторым оценкам, электретный микрофон используется в 90% случаев, что, учитывая вышеизложенное, более чем оправданно. Большинство петличных микрофонов, микрофонов используемых в любительских видеокамерах и микрофонов применяемых совместно с компьютерными звуковыми картами, являются электретными микрофонами.

Электретные микрофоны схожи с конденсаторными по принципу преобразования механических колебаний в электрический сигнал. Конденсаторные микрофоны преобразуют механические колебания в изменение емкости конденсатора, получаемого при подаче напряжения на мембраны микрофонного капсюля. Изменение емкости, в свою очередь, ведет к изменению напряжения на обкладках пропорционально звуковым волнам. В то время как капсюль конденсаторного микрофона нуждается во внешнем (фантомном) питании, мембрана капсюля электретного микрофона имеет свой заряд в несколько вольт. Питание ему необходимо для встроенного буферного предусилителя , а не для поляризации мембран.

Типичный электретный микрофонный капсюль (Рис.01) имеет два пина (бывает три) для подключения к источнику тока 1-9 вольт и, как правило, потребляет менее 0,5мА. Эта мощность расходуется на питание миниатюрного буферного предусилителя, встроенного в микрофонный капсюль, и служащего для согласования высокого сопротивления микрофона и подключенного кабеля. Следует помнить, что кабель обладает собственной емкостью, и на частотах более 1кГц его сопротивление может достигать несколько 10-ков кОм.
Нагрузочный резистор определяет сопротивление капсюля, и предназначен для согласования с малошумящим предусилителем. Это, как правило, 1-10кОм. Нижний предел определяется шумом усилителя по напряжению, в то время как верхний – шумом усилителя по току. В большинстве случаев напряжение 1,5-5В подается на микрофон через резистор в несколько кОм.

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

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

3. Основные схемы питания электретных микрофонов

3.1 Принципиальная схема

На рисунке Рис. 02 представлена основная схема питания электретного микрофона, на нее следует ссылаться при рассмотрении подключения любого электретного микрофона. Выходное сопротивление определяется резисторами R1 и R2. Практически выходное сопротивление можно принять R2.

3.2 Питание электретного микрофона от батарейки (аккумулятора)

Эта схема (Рис.04) может быть использована совместно с бытовыми магнитофонами и звуковыми картами, изначально предназначенными для работы с динамическими микрофонами. Когда вы соберете эту схему внутри корпуса микрофона (или в небольшом внешнем боксе), ваш электретный микрофон найдет универсальное применение.

При построении данной схемы, будет полезно добавить выключатель, чтобы отключать батарейку в то время, когда микрофон не используется. Следует отметить, что уровень выходного сигнала этого микрофона значительно выше уровня, получаемого при использовании динамического микрофона, так что необходимо контролировать усиление на входе звуковой карты (усилителя/микшерного пульта/магнитофона и т. д.). Если этого не сделать, высокий уровень входного сигнала может привести к перемодуляции. Выходное сопротивление этой схемы в районе 2кОм, поэтому не рекомендуется использовать слишком длинный микрофонный кабель. В противном случае он может сработать как фильтр нижних частот (несколько метров не окажет сильного влияния).

3.3 Простейшая схема питания электретного микрофона

В большинстве случаев допустимо использовать одну/две батарейки 1,5В (в зависимости от используемого микрофона) для питания микрофона. Батарейка включается последовательно с микрофоном (Рис.05).
Эта схема работает, если постоянный ток, поступающий от батарейки, не оказывает на предусилитель негативного влияния. Это случается, но далеко не всегда. Обычно предусилитель работает только как усилитель переменного тока, и постоянная компонента не оказывает на него никакого влияния.

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

4. Звуковые карты и электретные микрофоны

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

4.1 Вариант Sound Blaster

Звуковые карты Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) от Creative Labs используют 3,5мм stereo jack-и для подключения электретных микрофонов. Распиновка jack-а представлена на Рисунке 06.
Creative Labs на своем сайте приводит характеристики. которыми должен обладать микрофон, подключаемый к звуковым картам Sound Blaster:

1. Тип входа: небалансный (несимметричный), низкоомный
2. Чувствительность: около -20дБВ (100 мВ)
3. Входное сопротивление: 600-1500 Ом
4. Разъем: 3,5 мм stereo jack
5. Распиновка: Рисунок 07

Рис.07 – Распиновка разъема с сайта Creative Labs

На рисунке ниже (Рис.08) показана примерная схема входной цепи при подключении микрофона к звуковой карте Sound Blaster.

Рис.08 – Микрофонный вход звуковой карты Sound Blaster

4.2 Другие варианты подключения микрофона к звуковой карте
Звуковые карты других моделей/производителей могут использовать метод рассмотренный выше, а могут иметь собственный вариант. Звуковые карты, которые используют 3,5мм разъем mono jack для подключения микрофонов, как правило имеют перемычку, позволяющую в случае необходимости подать питание на микрофон, либо его отключить. Если перемычка находится в положении при котором осуществляется подача напряжения к микрофону (обычно +5В через резистор 2-10кОм), то это напряжение подается по тому же проводу что и сигнал от микрофона к звуковой карте (Рис.09).

Входы звуковой карты в этом случае имеют чувствительность около 10мВ.
Это подключение также используется в компьютерах Compaq, выпускаемых со звуковой картой Compaq Business Audio (микрофон Sound Blaster хорошо работает с Compaq Deskpro XE560). Напряжение смещения, измеренное на выходе Compaq, 2,43В. Ток короткого замыкания 0,34мА. Это говорит о том, что напряжение смещения подается через резистор около 7кОм. Кольцо 3,5мм jack-а не используется, и ни к чему не присоединяется. Руководство пользователя Compaq говорит, что этот микрофонный вход используется только для подключения электретного микрофона с фантомным питанием, например микрофона поставляемого самим Compaq. Если верить Compac, этот метод подачи питания называется фантомным питанием, однако не следует путать этот термин с тем, что используется в профессиональной аудио технике. Согласно заявленным техническим характеристикам входное сопротивление микрофона 1кОм, а максимально допустимый уровень входного сигнала 0,013В.

4.3 Подача напряжения смещения к трех- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты Эта схема (Рис.10) подходит для подключения трех- проводного капсюля электретного микрофона к звуковой карте Sound Blaster, которая поддерживает подачу напряжения смещения (НС) к электретному микрофону.

4.4 Подача напряжения смещения к двух- проводному капсюлю электретного микрофона от звуковой карты Эта схема (Рис.11) подходит для сопряжения двух- проводного электретного капсюля со звуковой картой (Sound Blaster), которая поддерживает подачу напряжения смещения.

Рис.12 – Простейшая схема, работающая с SB16

Эта схема (Рис.12) работает, потому что питание +5В подается через резистор 2,2кОм, встроенный в звуковую карту. Этот резистор хорошо работает как ограничитель тока и как сопротивление в 2,2кОм. Такое подключение используется в компьютерных микрофонах Fico CMP-202.

4.5 Питание электретных микрофонов с 3,5 мм mono jack-ом от SB16 Приведенная ниже схема питания (Рис.13) может применяться с микрофонами, напряжение смещение которым подается по тому же проводу, по которому передается аудио сигнал.

4.6 Подключение микрофона телефонной трубки к звуковой карте Согласно некоторым новостным статьям на портале comp. sys.ibm.pc.soundcard.tech, этаже схема может использоваться для подключения к звуковой карте Sound Blaster электретного капсюля телефонной трубки. В первую очередь необходимо убедиться что микрофон в выбранной трубке электретный. Если это так, то необходимо отсоединить трубку, открыть ее и найти плюс микрофонного капсюля. После этого капсюль подключается как показано на рисунке выше (Рис.13). Если вы хотите использовать разъем RJ11 телефонной трубки, то микрофон подключен к проводам внешней пары. Различные трубки имеют разные уровни сигнала на выходе, и уровня некоторых может быть недостаточно для использования со звуковой картой Sound Blaster.

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

4.7 Питание мультимедийного микрофона от внешнего источника
Основная идея питания мультимедийного (ММ) микрофона приведена ниже (Рис. 14).

Общая схема питания компьютерного микрофона, предназначенная для работы с Sound Blaster и другими подобными звуковыми картами приведена на рисунке ниже (Рис.15):

Рис.15 – Общая схема питания компьютерного микрофона

Примечание 1: на выход этой схемы поступает постоянный ток в несколько вольт. Если это создает проблемы, необходимо добавить конденсатор последовательно с выхода микрофона.

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

4.8 Подключение мультимедийного микрофона к обычному микрофонному входу

Напряжение +5В может быть получено из большего с помощью стабилизатора напряжения, такого как 7805. В качестве альтернативы можно использовать последовательное включение трех батареек 1,5В, а можно использовать и одну на 4,5В. Включать ее следует как показано на рисунке выше (Рис.16).

4.9 Plug-in power
Множество небольших видео камер и рекордеров используют 3,5мм микрофонный стерео штекер для подключения стерео микрофонов. Некоторые устройства предназначены для микрофонов с внешним источником питания, в то время как другие подают питание через тот же разъем, по которому передается аудио сигнал. В характеристиках устройств, которые обеспечивают питание капсюлей через микрофонный вход, этот вход называется “Plug-in power”.

Для устройств, которые используют подключение Plug-in power для электретных микрофонов, схема приведена ниже (Рис.17):
Технология подключения микрофонов Plug-in power с точки зрения схемотехники записывающего устройства (Рис.18):

Рис. 18 – Схемотехника разъема Plug-in power

Номиналы элементов в схему могут меняться в зависимости от производителя оборудования. Однако очевидно что напряжение питания составляет несколько вольт, а номинал резистора в несколько кило-Ом.

Примечания
Буферный предусилитель электретного микрофона – это также просто предусилитель, преобразователь напряжения, повторитель, полевой транзистор, согласователь сопротивления.

Читайте также…

УСИЛИТЕЛЬ ЭЛЕКТРЕТНОГО МИКРОФОНА

   Идея сборки усилителя для микрофона давно витала в голове. Собравшись с силами, приступил к поиску схем усилителей. Большинство схем, просмотренных мною, были на ОУ, что не нравилось. Хотелось собрать проще, лучше и меньше (для ноутбука, ибо встроенный делали, видимо, только для галочки – качество плохое). И вот после недолгого поиска, была найдена и протестирована схема усилителя микрофонного сигнала с фантомным питанием. Фантомное питание (это когда питание и передача информации осуществляется по одному проводу) – огромный плюс этой схемы, ведь оно избавляет нас от сторонних источников питания и проблем связанных с ними. Например: если мы будем питать усилитель от простой батарейки, то она рано или поздно сядет, что приведет к неработоспобности схемы в данный момент; если будем питать от аккумулятора, то его придется рано или поздно заряжать, что тоже приведет к некоторым трудностям и ненужным движениям; если будем питать от БП, то здесь есть два минуса, которые, по моему мнению, отбрасывают вариант его использования – это провода (для питания нашего УМ) и помехи. От помех можно избавится многими способами (поставить стабилизатор, всяческие фильтры и т.д.), то от проводов избавиться не так уж и просто (можно, правда, сделать передачу энергии на расстоянии, но зачем городить целый комплекс устройств, для питания какого-то микрофонного усилителя?) к тому же это снижает практичность устройства. Перейдем к схеме:

Схема усилителя для электретного микрофона

Вариант схемы усилителя для динамического микрофона

   Схема отличается своей супер-простотой и мега-повторяемостью, в схеме два резистора (R1, 2), два конденсатора (C2, 3), штекер 3,5 (J1), один электретный микрофон и транзистор. Конденсатор С3 работает в качестве фильтра микрофона. Емкостью С2 на пренебрегать, то есть не надо ставить ни больше, ни меньше от номинала, указанного в схеме, иначе это повлечет за собой кучу помех. Транзистор Т1 ставим отечественный кт3102. Для уменьшения размеров устройства, использовал SMD транзистор с маркировкой «1Ks». Если ты вообще незнаешь как паять – вперед на форум.

   При замене Т1 особых изменений в качестве не последовало. Все остальные детали тоже в SMD корпусах, в том числе и конденсатор С3. Вся плата получилась довольно-таки маленькая, правда можно сделать ее еще меньше, используя технологию изготовления печатных плат ЛУТ. Но обошелся и простым полумиллиметровым перманентным маркером. Вытравил плату в хлорном железе за 5 минут. Получилась вот такая плата усилителя микрофона, которая крепится к штекеру 3,5.

   Все это неплохо помещается внутрь кожуха от штекера. Если тоже будете так делать, то советую делать плату как можно меньше, так как у меня она деформировала кожух и поменяла его форму. Плату желательно промыть растворителем или ацетоном. В итоге получилось такое полезное устройство, с хорошей чувствительностью:

   Прежде чем подключать микрофон к компьютеру, проверь все контакты и есть ли на входе микрофона питание +5v (а оно должно быть), во избежание комментариев типа: «Я собрал точно как в схеме а оно не работает!». Это можно сделать так: подключаешь новый штекер к разъему микрофона и меряешь напряжение вольтметром между массой (большим отводом) и двумя короткими отводами для пайки. Постарайся на всякий случай не закоротить между собой выводы штекера, когда будешь измерять напряжение. Что тогда будет, не знаю и проверять не хочу. У меня микрофонный усилитель работает уже 3 месяца, качеством и чувствительностью полностью доволен. Собирайте и отписывайтесь на форуме о своих результатах, вопросах, и, может быть даже о доработках корпуса, схемы и методах их изготовления. С вами был BFG5000, удачи!

   Форум по микрофонным предусилителям

   Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ ЭЛЕКТРЕТНОГО МИКРОФОНА

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.

Советский электретный микрофон МКЭ-3. Подключение его к компьютеру: grodenski — LiveJournal

Нашелся в запасах советский электретный микрофон МКЭ-3. Их применяли в  некоторых магнитофонах для записи звуков на кассету. Из корпуса выходит 3 провода:синий — плюс питания (он же общий), белый — выход сигнала, красный — минус питания.

МКЭ-3 сбоку маркировка МКЭ-3 схема микрофона МКЭ-3

Внутри корпуса установлена микросхема усилитель-истоковый повторитель К513УЕ1А. Выполнена она на полевом транзистора с резистором в цепь истока, диодом между затвором и подложкой. Предназначена она для согласования высокого выходного сопротивления электретного микрофона с низким входным сопротивлением усилителя.

схема К513УЕ1А

В современных реалиях МКЭ-3 можно применять для записи звуков на компьютер или ноутбук. Качество записи будет более высоким, чем если использовать микрофон встроенный в гарнитуру.

Но подключить его не так просто из-за особенностей конструкции. На просторах Сети найдена вот такая схема с дополнительным источником питания. 

схема подключения МКЭ-3 из Интернета

Собрал ее и микрофон заработал. Но уровень сигнала с моего экземпляра получился очень слабым и его оказалось недостаточно для работы со звуковой картой.

собранная схема (батарейки не вставлены)

Поэтому решил применить схему предварительного усилителя на транзисторе КТ3102. Питается она от звуковой карты, а микрофон — от батареек.

схема предварительного усилителя на КТ3102

Звук получается относительно неплохого качества. Получше, чем у китайских капсюлей. Но до студийного ему еще далеко.

Собранная схема с предварительным усилителем (батарейки не вставлены) предварительный усилитель на транзисторе КТ3102

Спасибо за внимание!

Подключение электретного микрофона к трансиверам KENWOOD

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.

Мкэ 3 подключение. Качественный микрофон для компьютера

Практически все гарнитуры, которые предназначены для работы с ПК, имеют настолько «жалкие» характеристики, что попытайся вы использовать микрофон от такой гарнитуры для звукозаписи или того же караоке, ничего кроме разочарования не получите. Причина здесь одна – все подобные микрофоны предназначены для передачи речи и имеют очень узкий частотный диапазон. Это не только удешевляет саму конструкцию, но и способствует разборчивости речи, что является главным требованием гарнитуры.

Попытки же подключить обычный динамический или электретный микрофон обычно заканчиваются провалом – уровня с такого микрофона явно недостаточно для «раскачки» звуковой карты. Дополнительно сказывается незнание входной схемы звуковых карт и неправильное подключение динамического микрофона завршает дело. Собирать микрофонный усилитель и подключить «по уму»? Было бы неплохо, но гораздо проще использовать микрофон МЭК-3, который одно время широко использовался в носимой аппаратуре и до сих пор достаточно распространен. Но подключать «по уму», конечно, придется.

Микрофон этот электретный, обладает достаточно высокими характеристиками (частотный диапазон, к примеру, лежит в интервале 50 – 15 000 Гц) и, самое главное, в него встроен истоковый повторитель, собранный на полевом транзисторе, который не только согласует высокое сопротивление микрофона с усилителем, но и имеет более чем достаточный для любой звуковой карты уровень выходного сигнала. Единственный, пожалуй, недостаток – микрофону требуется питание. Но ток потребления его настолько мал, что двух пальчиковых батареек, соединенных последовательно, хватит на многие месяцы непрерывной работы. Взглянем на внутреннюю схему микрофона, которая расположена в алюминиевом стакане, и подумаем, как его подключить к компьютеру:

Серым цветом обозначен алюминиевый стакан, который является экраном и соединен с общим проводом схемы. Как я уже говорил, такой микрофон требует внешнего питания, причем минус 3-5 В нужно подать на резистор (красный провод), а плюс – на синий. С белого будем снимать полезный сигнал.

А теперь взглянем на схему микрофонного входа компьютера:

Оказывается сигнал должен подаваться только на самый кончик разъема, обозначенный зеленым, а на красный сама звуковая карта подает +5 В через резистор. Сделано это для питания предварительных усилителей гарнитур, если они используются. Мы этим напряжением не будем пользоваться по двум причинам: во-первых, нам нужна другая полярность, а если просто «перевернуть» провода, то микрофон будет сильно «фонить». Во-вторых, блок питания ПК импульсный и помеха на этих пяти вольтах будет приличная. Использование же гальванических элементов в плане помех идеально – чистая «постоянка» без малейших пульсаций. Итак, полная схема подключения нашего микрофона к компьютеру будет выглядеть следующим образом:

Развязывающий конденсатор, номинал которого может лежать в пределах 0. 1 …1 мкФ, — керамический.

3.8. МИКРОФОНЫ

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

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

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

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

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

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

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

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

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

Широкий частотный диапазон;

Малую неравномерность частотной характеристики;

Низкие нелинейные и переходные искажения;

Высокую чувствительность;

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

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

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

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

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

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

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

Табл. 3.15. Технические характеристики электретных микрофонов.
Микрофон			Уровень собственного шума,дБ, не более	Напряжение питания, В
М1-А2 “Сосна” М1-Б2 “Сосна” М7 “Сосна”	5-15 10 – 20 > 5	150 – 7000 150 – 7000 150 – 7000		1,2 ±0,12 -1,2 ± 0,12 -1,2 ±0,12
МЭК-1А МЭК-1В		300 -4000 300 -4000		2,3 -4,7 2,3 -4,7
МКЭ-377-1А МКЭ-377-1Б МКЭ-377-1В	6-12 10 – 20 18-36	150 – 15000 150 – 15000 150 -15000		2,3 -6,0 2,3 – 6,0 2,3 – 6,0
МКЭ-378А МКЭ-378В		30 -18000 30 – 18000		2,3 -6,0 2,3 – 6,0

Микрофон	Чувствительность, мВ/Па, не менее	Номинальный диапазон рабочих частот, Гц	Уровень собственного шума, дБ, не более	Напряжение литания,
МКЭ-332А		50 – 12500		2,0 – 9,0
МКЭ-332Б		50 – 12500		2,0 – 9,0
МКЭ-332В		50 – 12500		2,0 – 9,0
МКЭ-332Г		50 – 12500		2,0 – 9,0
МКЭ-ЗЗЗА		50 – 12500		2,0 – 9,0
МКЭ-ЗЗЗБ		50 – 12500		2,0 – 9,0
МКЭ-ЗЗЗВ		50 – 12500		2,0 – 9,0
МКЭ-ЗЗЗГ		50 – 12500		2,0 – 9,0

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

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

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

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

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

Виды микрофонов

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

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

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

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.

Неровность частотной характеристики – разность между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в номинальном диапазоне частот.

Рис 1. Схема включения конденсаторного микрофона.

На рис. 1 приведена схема, разъясняющая принцип работы конденсаторного микрофона. Выполненные из электропроводного материала мембрана (1) и электрод (2) разъединены изолирующим кольцом (3) и представляют собой конденсатор.

Крепко натянутая мембрана под влиянием звукового давления производит 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 возникает переменный ток такой же частоты и на нагрузочном сопротивлении появляется 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 сберегающим этот заряд продолжительное время (свыше 30 лет).

Так как электростатические микрофоны имеют высокое выходное сопротивление, то для его уменьшения, как правило, в корпус микрофона встраивают истоковый повторитель на полевом n-каналыюм транзисторе с р-п переходом.

Это позволяет уменьшить выходное сопротивление до значения не более 3 + 4 кОм и снизить потери сигнала при подключении к входу . 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 исполнен 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.

Наименование марка	Чувстви- тельность мВПа	Диапазон частот Гц	Уровень шума дБ	Напр. пит. В	Потреб. ток мА	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
МКЭ-377-1Б	1020
МКЭ-377-1В	1836
МКЭ-378А	612	3018000		2,36	0,35
МКЭ-378Б	1020
МКЭ-389-1	612	3004000		26	–	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

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 односторонне направленный, а МКЭ-333 ненаправленный.

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. 3.2.

Таблица 3.2

Тип микрофона
Вариант исполнения	низкоомный	высокоомный
Модуль полного электрического сопротивления обмотки, Ом
Чувствительность на частоте 1000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)
Средняя чувствительность в диапазоне 500…5000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)		1200 (3000 Ом)
чувствительности в номинальном диапазоне частот, дБ, не более
Масса, г, не более
Срок службы, год, не менее
Размеры, мм

Рис. 3.6. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ громкоговорителя в качестве м икрофона

При отсутствии динамического микрофона радиолюбители часто используют вместо него обычный электродинамический громкоговоритель (рис. 3.6).

Электромагнитные микрофоны

Для усилителей низкой частоты, собранных на транзисторах и имеющих низкое входное сопротивление, обычно используют электромагнитные микрофоны. Электромагнитным микрофонам свойственна обратимость, то есть они могут использоваться и как телефоны. Широкое распространение имеют так называемый дифференциальный микрофон типа ДЭМШ-1 и его модификация ДЭМШ-1А. Неплохие результаты получаются при использовании вместо электромагнитных микрофонов ДЭМШ-1 и ДЭМ-4М обычных электромагнитных наушников от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2, ТА-56 и др. (рис. 3.7…3.9).

Рис. 3.7. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ электромагнитного наушника в качестве микрофона

Рис. 3.8. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на транзисторах

Рис. 3.9. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителе.

Электретные микрофоны

В последнее время в бытовых магнитофонах используются электретные конденсаторные микрофоны. Электретные микрофоны имеют самый.широкий диапазон частот: 30…20000 Гц. Микрофоны этого типа дают электрический сигнал в два раза больший нежели обычные угольные.

Промышленность выпускает электретные микрофоны МКЭ-82 и МКЭ-01 по размерам аналогичные угольным МК-59 и им подобным, которые можно устанавливать в обычные телефонные трубки вместо угольных без всякой переделки телефонного аппарата. Этот тип микрофонов значительно дешевле обычных конденсаторных микрофонов, и поэтому более доступны радиолюбителям. Отечественная промышленность выпускает широкий ассортимент электретных микрофонов, среди них МКЭ-2 односторонней направленности для катушечных магнитофонов 1 класса и для встраивания в радиоэлектронную аппаратуру — МКЭ-3, МКЭ-332 и МКЭ-333. Для радиолюбителей наибольший интерес представляет конденсаторный электретный микрофон МКЭ-3, который имеет микроминиатюрное исполнение. Микрофон применяется в качестве встраиваемого устройства в отечественные магнитофоны, магниторадиолы и магнитолы, такие как, «Сигма-ВЭФ-260», «Томь-303», «Романтик-306» и др.

Микрофон МКЭ-3 изготовляется в пластмассовом корпусе с фланцем для крепления на лицевой панели радиоустройства с внутренней стороны. Микрофон является ненаправленным и имеет диаграмму круга. Микрофон не допускает ударов и сильной тряски. В табл. 3.3 приведены основные технические параметры некоторых марок миниатюрных конденсаторных электретных микрофонов. На рис. 3.10 приведена схема включения распространенного в радиолюбительских конструкциях электретного микрофона типа МКЭ-3.

Таблица 3.3

Тип микрофона
Номинальный диапазон рабочих частот, Гц
Чувствительность по свободному полю на частоте 1000 Гц, мкВ/Па	не более 3	не менее 3	не менее 3
Неравномерность частотной характеристики чувствительности в диапазоне 50… 16000 Гц, дБ, не менее
Модуль полного электрического сопротивления на 1000 Гц, Ом, не более
Уровень эквивалентного звукового давления, обусловленного собственными шумами микрофона, дБ, не более
Средний перепад уровней чувствительности «фронт — тыл», дБ		не, менее 12	не более 3
Условия эксплуатации: температура, ’С относительная влажность воздуха, не более		95±3 % при 25″С	95±3% при 25″С	93% при 25″С
Напряжения питания, В
Габаритные размеры (диаметр х длина), мм

Рис. 3.10. Принципиальная схема включения микрофона типа МКЭ-3 на входе транзисторного УЗЧ

Угольные микрофоны

Невзирая на то что угольные микрофоны постепенно вытесняются микрофонами других типов, но благодаря простоте конструкции и достаточно высокой чувствительности они все еще находят свое место в различных устройствах связи. Наибольшее распространение имеют угольные микрофоны, так называемые телефонные капсюли, в частности, МК-Ю, МК-16, МК-59 и др. Наиболее простая схема включения угольного микрофона приведена на рис. З.П. В этой схеме трансформатор должен быть повышающим и для угольного микрофона с сопротивлением R = 300…400 Ом его можно намотать на Ш-образном железном сердечнике с сечением 1…1,5 см2. Первичная обмотка (I) содержит 200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм, а вторичная (II) — 400 витков ПЭВ-1 диаметром 0,08…0,1 мм. Угольные микрофоны в зависимости от их динамического сопротивления делят на 3 группы:

1………низкоомные (около 50 Ом) с током питания до 80 мА;

2………среднеомные (70… 150 Ом) с током питания не более 50 мА;

3………высокоомные (150…300 Ом) с током питания не более 25 мА.

Из этого следует, что в цепи угольного микрофона необходимо устанавливать ток, соответствующий типу микрофона. В противном случае при большом токе угольный порошок начнет спекаться и микрофон испортится. При этом появляются нелинейные искажения. При очень малом токе резко снижается чувствительность микрофона. Угольные капсюли могут работать и при пониженном токе источника питания, в частности, в усилителях на лампах и транзисторах. Снижение чувствительности при пониженном питании микрофона компенсируется простым повышением коэффициента усиления усилителя звуковой частоты. В этом случае улучшается частотная характеристика, значительно снижается уровень шумов, повышается стабильность и надежность работы.

Рис. 3.11. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформатора

Вариант включения угольного микрофона в усилительный каскад на транзисторе дано на рис 3.12. Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой частоты по схеме рис. 3.13 позволяет получить большое усиление по напряжению.

Рис. 3.12. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного УЗЧ

Рис. 3.13. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе гибридного УЗЧ, собранного на транзисторе и электронной лампе

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

Рекомендуем также

Как работают электретные микрофоны – Полное руководство и схема

В этом сообщении с помощью соответствующих схем и формул объясняется, как работают электретные микрофоны.

Что такое микрофон

Микрофон – это устройство, предназначенное для преобразования слабых звуковых колебаний в крошечные электрические импульсы, которые затем можно усилить через усилитель мощности через громкоговоритель для достижения более громкого воспроизведения звука.

Наиболее распространенной и универсальной формой микрофонного устройства, используемого в электронных схемах, являются электретные микрофоны.

Эти микрофоны имеют миниатюрные размеры, чрезвычайно чувствительны и способны улавливать звуковые колебания или реагировать на них под любым углом, то есть под полным углом в 360 градусов.

Как работают электретные микрофоны

1. Электретный микрофон в основном состоит из диафрагмы, пары электродов и встроенного полевого транзистора.
2. Диафрагма изготовлена ​​из тонкого тефлонового материала и также называется «электретный», отсюда и название «электретный микрофон».
3. Этот электрет имеет фиксированный заряд (C) и вставлен между двумя электретами.
4. Электрет вместе с двумя электродами принимает форму чувствительного переменного конденсатора, внешняя поверхность которого реагирует на звуковые колебания, создавая переменную емкость на двух электродах.
5. Звуковые волны в виде давления воздуха перемещают один из электродов, обращенных к открытой стороне микрофона, вызывая эффективные колебания на емкостных пластинах.
6. Мгновенное значение переменной емкости микрофона становится прямо пропорциональным звуковому давлению на электрет в этот момент.

Расчет емкости MIC

Как упоминалось ранее, поскольку значение заряда на тефлоновом материале фиксировано, разность потенциалов, возникающая на конденсаторе MIC, становится эквивалентной значению, которое может быть выражено следующей формулой:

Q = CV

Где Q – заряд (который фиксирован для электрета)

C указывает емкость, а V означает развиваемый уровень напряжения или разность потенциалов на электродах.

Из приведенного выше обсуждения следует, что внутренняя конструкция электретного микрофона ведет себя как источник переменного напряжения.

Большинство электретных микрофонов имеют встроенный полевой транзистор, затвор которого соединен с электретным конденсатором, образующим буфер для конденсатора микрофона.

Поскольку заряд конденсатора постоянный, этот буфер должен иметь очень высокий импеданс, и именно поэтому используется полевой транзистор.

На следующей схеме показана основная внутренняя разводка типичного электретного микрофона.

Звуковые колебания, поражающие электретный конденсатор, изменяют его емкость, создавая модулирующее напряжение для затвора полевого транзистора, обозначенного как Vg .

Эта модуляция изменяет схему протекания тока через сток / исток полевого транзистора, представленного как Imic .

Стабилизирующий резистор RG также можно увидеть подключенным внутри между затвором и истоком JFET, это гарантирует, что этот резистор имеет чрезвычайно высокое значение, чтобы избежать шунтирования электретного выхода для затвора JFET.

Вид в разрезе внутренней структуры электретного микрофона

На следующем изображении показан вид в разрезе примерного электретного микрофона.

Один из электродов образован металлизацией его слоя поверх заряженной полимерной пленки.

Этот металлизированный слой соединен с корпусом MIC с помощью металлической шайбы.

Корпус микрофона, в свою очередь, подключен к истоковому выводу внутреннего полевого транзистора.

Другая пластина конденсатора или второй электрод изготовлена ​​с использованием задней металлической пластины, которая, как видно, отделена от пленки металлизированного слоя пластиковой шайбой.Затем эта пластина соединяется с выводом затвора JFET

. Звуковые волны, ударяющиеся об эту пластину, создают на ней уровень деформации, тем самым изменяя расстояние между емкостными электродами и вызывая на них эквивалентную разность потенциалов.

Это изменяющееся напряжение на стоке JFET используется в качестве выхода для последующего каскада схемы предусилителя, который дополнительно усиливает его до уровня, который может воспроизводиться через громкоговоритель, и можно услышать усиленную версию звуковых волн.

Внутренний состав электретного микрофона

На следующих изображениях показаны фактические части, используемые в типичном электретном микрофоне

. Если у вас есть дополнительные вопросы о том, как работают электретные микрофоны, не стесняйтесь задавать их в комментариях.

Принципиальная схема принципа работы электретного микрофона – Производство печатных плат и сборка печатных плат

По форме обычный электретный микрофон делится на два типа: встроенный и внешний.

Электретные микрофоны, устанавливаемые на машину, подходят для установки в различные электронные устройства. Обычные электретные микрофоны, устанавливаемые на машину, в основном имеют цилиндрическую форму, а их диаметры составляют 6 мм, 9,7 мм, 10 мм, 10,5 мм, 11,5 мм, 12 мм, 13 мм, а штыревые электроды разделены на два конца.

Существует два типа трехконтактных выводов: вводный тип с мягким экранированным проводом и выводной тип без выводного провода, который может быть непосредственно припаян к печатной плате.Если классифицировать по объему, то есть два типа: нормальный тип и миниатюрный тип.

Рабочее напряжение: UDS1,5 ~ 12 В, обычно 1,5 В, 3 В, 4,5 В три

Рабочий ток: IDS от 0,1 до 1 мА

Выходное сопротивление: обычно менее 2 кОм

Чувствительность: Единицы: вольт / Па, внутри страны разделены на 4 файла, красная точка (самая высокая чувствительность), желтая точка, синяя точка, белая точка (самая низкая чувствительность)

Частотная характеристика: в целом ровная

Направленность: всенаправленная

Эквивалентный уровень шума: менее 35 децибел

На следующей схеме используется трехкаскадная лампа NPN 9014 для создания схемы усилителя для микрофона.

Материалы: Универсальная плата / сухая батарея 1,5 В / резистор 1 кОм * резистор 2/1 МОм * 1/9014 Трехступенчатая трубка NPN 1/10 мкФ электролитический конденсатор 2 / микрофонный микрофонный (ранее использовался в старом рекордере)

Анализ схем:

Резистор R1 отвечает за подачу рабочего напряжения на микрофон, R2 и R3 отвечают за подачу напряжения смещения на третичную лампу, а конденсатор C1 отвечает за передачу сигнала микрофона в третичную лампу 9014 для усиления. , и, наконец, усиленный сигнал проходит через конденсатор C2.Вернулся на положительный уровень микрофонной линии.

9014 имеет следующие уровни увеличения: A = 60-150 B = 100-300 C = 200-600

(здесь используется -9014 C 998) D = 400-1000

После теста QQ chat качество звука чистое, шума нет. А в комнате площадью 13 квадратных метров можно без проблем разговаривать в микрофон на расстоянии одного метра. Самое главное, что обычная седьмая батарея может работать непрерывно в течение нескольких месяцев. Схема проста, а количество деталей немного, что дает друзьям хороший способ получить слабый микрофонный звук.После того, как речь не так устала, собеседник может четко слышать.

Полное руководство по электретным конденсаторным микрофонам – Мой новый микрофон

Вы когда-нибудь использовали микрофон в электронном устройстве, в студии или в кино? Скорее всего, это был электретный конденсаторный микрофон. Эти микрофоны распространены в нашей повседневной жизни, и о них стоит знать.

Что такое электретный конденсаторный микрофон? ECM – это тип преобразователя конденсаторного микрофона, что означает, что он работает на электростатических принципах.Капсулы конденсаторных микрофонов, по сути, работают как конденсаторы и требуют квазипостоянного заряда, подаваемого электретным материалом (смесь электричества и магнита) в капсуле.

В этом полном руководстве мы дадим дальнейшее определение электретным конденсаторным микрофонам (ECM), рассмотрев их конструктивные характеристики, принцип работы, области применения и, конечно же, несколько примеров электретных микрофонов.

---

Содержание

---

Что такое электретный конденсаторный микрофон?

Электретный конденсаторный микрофон, как следует из названия, представляет собой тип конденсаторного микрофона.

Основное различие между ECM и «обычным» конденсаторным микрофоном – это метод, в котором конденсаторный капсюль микрофона поляризован (заряжен).

Как мы узнаем в следующем разделе, как работают электретные конденсаторные микрофоны? Капсулы конденсатора действуют как конденсаторы с параллельными пластинами, и для правильной работы требуется постоянный заряд на пластинах.

Поляризационное напряжение, которое вызывает постоянный заряд на пластинах, обычно подается внешними средствами (обычно через фантомное питание или внешний источник питания с полевыми транзисторами и ламповыми конденсаторами, соответственно).

Однако есть еще один способ снабжения пластин фиксированным зарядом, и это, как вы, наверное, догадались, добавление электретного материала в конструкцию капсулы.

Итак, в диафрагмах электретных конденсаторных микрофонов используется электретный материал для поддержания «квазипостоянного» заряда на пластинах. Это высвобождает ресурсы, так что методы питания могут использоваться более эффективно для питания преобразователей импеданса, печатных плат и других активных компонентов внутри микрофона.

---

Что такое электретный материал?

Так что же это за волшебный, постоянно заряженный электретный материал, который мы обсуждали?

Электретный материал – это любой диэлектрический материал, который имеет квазипостоянный электрический заряд или дипольную поляризацию. Эти материалы создают постоянные внутренние и внешние электрические поля и могут эффективно заряжать другие электрические компоненты, такие как конденсаторы.

Как уже упоминалось, термин «электрет» происходит от электростатического и магнитного.Электреты – это электростатический эквивалент постоянного магнита.

Электретные материалы обычно обладают высоким электрическим сопротивлением и химической стабильностью и сохраняют свой электрический заряд в течение длительных периодов времени (до сотен лет).

Электреты обычно получают путем плавления диэлектрического материала и его затвердевания в сильном электростатическом поле. Полярные молекулы естественным образом выстраиваются в этом электростатическом поле, пока материал плавится, и остаются в этом положении, пока материал затвердевает, создавая постоянное электростатическое смещение.

В микрофонах электретный материал обычно представляет собой политетрафторэтилен (ПТФЭ) в виде пленки или растворенного вещества.

---

Немного истории об электретных конденсаторах

Первые электретные конденсаторные микрофоны действительно были примитивными. Первый электретный микрофон был разработан в 1920 году (Йогучи из Японии), но только в 1961 году электретные микрофоны можно было эффективно использовать в готовой к продаже продукции.

В частности, это был электретный микрофон из фольги, изобретенный в 1961 году Джеймсом Уэстом и Герхардом Сесслером в Bell Laboratories.

Первый электретный микрофон был произведен в 1938 году компанией Bogen и был известен как велотрон без напряжения. К сожалению, в то время электретная технология была сырой (мягко говоря), и хотя эти микрофоны работали, вскоре электретный материал начал терять свой заряд и сделать микрофон неэффективным.

Первым удачным электретным конденсаторным микрофоном, появившимся на рынке, был Sony ECM-22P в 1968 году.

Sony ECM-22P

Sony представлена ​​в следующих статьях «Мой новый микрофон»:
• 11 лучших брендов AV-ресиверов в мире
• 14 лучших брендов наушников / вкладышей в мире
• 13 лучших брендов наушников в мире
• 9 лучших Лучшие в мире бренды автомобильных стереосистем
• 11 лучших брендов портативных аудиосистем / полевых аудиомикшеров / рекордеров
• 11 лучших брендов звуковых панелей на рынке
• 8 лучших брендов портативных Bluetooth-динамиков на рынке

Даже на заре появления коммерчески доступных электретных микрофонов технология была в лучшем случае нестандартной.Фактически, в те времена термин «истинный конденсаторный» появился для того, чтобы отличать превосходные конденсаторные микрофоны с внешней поляризацией от их электретных аналогов.

С тех пор электретная технология

прошла долгий путь, и сегодня она используется во многих студийных конденсаторных микрофонах профессионального уровня и даже в измерительных микрофонах.

Чтобы узнать больше об истории микрофонов, прочитайте мою статью История микрофонов: кто изобрел каждый тип микрофона и когда?

---

Типы электретных микрофонов

Существует 3 основных способа добавления электретного материала в ECM для обеспечения постоянного заряда.Эти 3 типа электретов:

1. Фольгированный электрет
2. Задний электретный
3. Фронтальный электретный

Что такое фольгированный электретный конденсаторный микрофон? В электретном конденсаторном микрофоне из фольги в качестве диафрагмы используется пленка из электретного материала, а не отдельная пластина диафрагмы, покрытая электретным материалом (как в переднем электрете). Фольговые электреты являются наиболее распространенными, но самого низкого качества электретными микрофонами, поскольку электретные пленки плохо работают как диафрагмы.

Что такое задний электретный конденсаторный микрофон? Задний электретный микрофон – это конденсаторный микрофон с постоянно заряженной капсулой из-за прикрепления электретного материала к его неподвижной задней пластине. Отсутствие электретного материала, закрепленного на передней пластине (диафрагме), увеличивает точность диафрагмы, а электрет более долговечен, поскольку он неподвижен.

Что такое передний электретный конденсаторный микрофон? Передний электретный конденсаторный микрофон – это электретный микрофон без задней панели.Скорее, конденсатор образован диафрагмой и внутренней поверхностью микрофонного капсюля. К внутренней передней крышке микрофона прикреплена электретная пленка, а диафрагма подключается к входу полевого транзистора.

Бытовая электроника и блоки управления электропитанием проектного уровня также поставляются с различными типами выходных разъемов. К ним относятся:

• Штыревой
• Тип клеммы
• Проводной

Штыревые блоки управления двигателем имеют контактные штыри для вывода несимметричного сигнала из микрофона.

Штыревой блок управления двигателем Модули ЭСУД

терминального типа немного более гибкие и имеют свои терминалы для подключения к различным цепям.

Клеммный блок управления двигателем Сигналы контроллеров ЭСУД

проводного типа передаются по проводам, и их можно расположить дальше от предназначенных для них печатных плат.

ECM проводного типа

---

Как работают электретные конденсаторные микрофоны?

Теперь, когда у нас есть понимание того, что такое электретные микрофоны, давайте глубже рассмотрим, как они работают.

Мы начнем с простой и базовой схемы капсюля заднего электретного конденсаторного микрофона и преобразователя импеданса для справки в этом разделе:

Как и все микрофоны, блоки управления двигателем имеют диафрагмы, которые реагируют на внешние звуковые волны (колебания звукового давления). Это движение диафрагмы преобразуется в совпадающий микрофонный сигнал, который затем выводится микрофоном.

Но нужно знать гораздо больше, чем эти основы!

Электростатические принципы, лежащие в основе преобразователя ECM

Во-первых, давайте обсудим электростатические принципы, лежащие в основе функциональности ECM.Обратите внимание, что эти принципы одинаковы для всех конденсаторных микрофонов.

Начнем с того, что капсюль конденсаторного микрофона представляет собой конденсатор с параллельными пластинами.

Этот конденсатор состоит из подвижной передней пластины (диафрагма / мембрана капсулы) и неподвижной задней пластины (известной как задняя пластина).

Этот конденсатор должен удерживать постоянный заряд между диафрагмой и задней пластиной для правильной работы. В модулях управления двигателем этот заряд обеспечивается электретным материалом (на диафрагме, задней пластине или где-либо еще в конструкции капсулы).

Когда капсула имеет фиксированный заряд, мы можем использовать следующую электрическую формулу, чтобы понять, как работает капсула:

В = Q • C

• В = напряжение на пластинах.
• Q = электрический заряд между пластинами.
• C = емкость конденсатора с параллельными пластинами.

Звуковой сигнал микрофона начинается с изменения напряжения на обкладках конденсатора капсулы.В конце концов, аналоговые аудиосигналы представляют собой переменное напряжение с частотой от 20 Гц до 20 000 Гц.

Напряжение переменного тока от конденсатора должно быть изменено до того, как оно может быть эффективно выведено из микрофона, но капсюльный преобразователь является началом микрофонного сигнала.

Итак, глядя на приведенную выше формулу, мы видим, что при фиксированном заряде любое изменение емкости вызывает обратно пропорциональное изменение напряжения. Это означает, что для создания микрофонного сигнала напряжения переменного тока нам необходимо, чтобы емкость конденсатора изменялась вверх и вниз (колебалась относительно своей уставки).

Как можно изменить емкость конденсаторного микрофонного капсюля? Давайте посмотрим на другую формулу емкости, чтобы узнать:

C = ε

₀ (А / д)

• C = емкость конденсатора с параллельными пластинами.
• A = площадь пластин.
• ε ₀ = диэлектрическая проницаемость.
• d = расстояние между пластинами.

В приведенной выше формуле мы имеем две константы: диэлектрическую проницаемость и площадь пластин (подвижной диафрагмы и неподвижной опорной пластины).Подвижная диафрагма, которая реагирует на изменения уровня звукового давления, позволяет изменять расстояние между пластинами (d в приведенном выше уравнении).

Итак, перемещая диафрагму, мы изменяем расстояние между пластинами конденсатора.

Согласно нашему второму уравнению, любое изменение расстояния между пластинами конденсатора вызывает пропорциональное изменение емкости конденсатора / капсулы.

Согласно нашему первому уравнению, любое изменение емкости вызывает обратно пропорциональное изменение напряжения на пластинах.

Как мы уже говорили, переменное напряжение на пластинах – это, по сути, наш микрофонный сигнал. Благодаря упомянутым выше принципам электростатики любые звуковые волны на диафрагме конденсаторного микрофона вызывают совпадающий микрофонный сигнал!

Электретный материал

Что действительно отличает ECM от обычных конденсаторных микрофонов, так это электретный материал. Как упоминалось ранее, электретный материал обеспечивает постоянный электрический заряд на конденсаторе с параллельными пластинами. Этот фиксированный заряд, опять же, необходим для правильного функционирования капсул ECM.

Транзистор преобразования импеданса

Преобразовательный элемент и принципы электростатики, которые им управляют, довольно умны. Однако есть одна большая проблема с капсюлями ECM (и капсюлями конденсаторных микрофонов в целом, если на то пошло).

Эта проблема заключается в чрезвычайно высоком импедансе на выходе капсулы.

Капсула конденсатора должна поддерживать очень высокий импеданс для предотвращения утечки накопленного заряда через пластины.

Точно так же важно иметь преобразователь импеданса сразу после капсулы, чтобы эффективно принимать аудиосигнал от капсулы ECM. В модулях управления двигателем этот преобразователь импеданса обычно имеет форму JFET (полевой транзистор с переходным затвором).

JFET – это активное электронное устройство с тремя выводами. Давайте посмотрим на простую диаграмму JFET со списком его клемм:

• S = исток
• D = сток
• G = затвор

Выходной сигнал с высоким импедансом капсулы отправляется на затвор JFET, где он создает цепь с выводами исток-затвор .

Затвор можно рассматривать как вход с высоким импедансом, способный принимать выходной сигнал капсулы без значительного ухудшения (что было бы в случае, если вход был с низким импедансом).

Для получения дополнительной информации об импедансе микрофона ознакомьтесь с моей статьей Импеданс микрофона: что это такое и почему это важно?

JFET получает питание от внешнего источника (обычно фантомное питание или смещение постоянного тока). Это эффективно настраивает контакты исток-сток так, чтобы через них протекал электрический ток.Этот ток имеет относительно низкое сопротивление и может проходить через остальную часть микрофона и через последний микрофонный выход.

Ток между истоком и стоком можно рассматривать как выход JFET (преобразователь импеданса). «Выходное» переменное напряжение, как мы могли догадаться, имеет гораздо более низкий импеданс, чем «входной сигнал».

«Входной сигнал» по существу модулирует ток «выходного сигнала». Следовательно, сигнал с высоким импедансом, поступающий на выводы затвор-исток полевого транзистора, может эффективно модулировать сигнал с низким импедансом на истоке-стоке.Здесь и появляется импеданс.

Обратите внимание, что полевые транзисторы JFET могут также обеспечивать своего рода псевдоусиление между входом и выходом.

Чтобы узнать больше о транзисторах в микрофонах, ознакомьтесь с моей статьей по теме «Все ли микрофоны имеют трансформаторы и транзисторы?» (+ Примеры микрофонов).

Другие схемы и выход микрофона

В зависимости от конкретного электретного конденсаторного микрофона могут существовать дополнительные схемы, по которым микрофонный сигнал должен проходить перед выходом из микрофона.

Эти схемы могут включать в себя (но не ограничиваются ими) следующие компоненты:

• Фильтры верхних частот
• Пассивные устройства ослабления (PAD)
• Усилители
• Аналого-цифровые преобразователи

Чтобы узнать больше о HPF и PAD, ознакомьтесь со следующим разделом My Новые статьи о микрофоне:
• Что такое микрофонный фильтр верхних частот и зачем он нужен?
• Аудио эквалайзер: что такое фильтр высоких частот и как работают фильтры высоких частот?
• Что такое аттенюатор микрофона и для чего он нужен?

Питание активных компонентов электретных конденсаторных микрофонов

Контроллеры

имеют [практически] постоянно заряженные капсулы и не требуют внешнего поляризующего напряжения для подачи фиксированного заряда на свои пластины.

При этом электретные конденсаторные микрофоны остаются активными микрофонами. Их преобразователи импеданса требуют питания (обеспечиваемого внешними средствами) для правильной работы, как и компоненты, упомянутые в разделе выше.

В студийных и измерительных модулях ECM предпочтительным методом питания является фантомное питание, при котором напряжение +48 В постоянного тока подается на контакты 2 и 3 (относительно контакта 1) симметричного аудиокабеля, подключенного к микрофону.

Для петличных и других миниатюрных блоков управления двигателем предпочтительным методом питания часто является смещение постоянного тока.Этот метод предполагает подачу +5 В постоянного тока по аудиопроводу несимметричной линии и обычно подается от переносного беспроводного передатчика, к которому подключается микрофон.

В потребительских устройствах, в которых обычно используются электретные микрофоны, микрофоны питаются от той же батареи, источника питания или от той же сети, что и остальная часть устройства.

Имея в виду всю эту информацию, следующая упрощенная схема ECM должна иметь смысл:

Чтобы узнать больше о включении микрофонов с фантомным питанием и другими методами, ознакомьтесь с моей подробной статьей Что такое фантомное питание и как оно работает с микрофонами?

---

Применение электретных конденсаторных микрофонов

В начале этой статьи я упомянул, что электретные конденсаторные микрофоны – это один, если не самый распространенный микрофон на Земле.

Итак, давайте взглянем на некоторые типичные ECM:

• Измерительные микрофоны
• Студийные конденсаторные микрофоны
• Пленочные микрофоны (микрофоны-дробовики, петличные микрофоны и т. Д.)
• Бытовая электроника (ноутбуки, мобильные телефоны и т. Д.)
• Профессиональные медицинские устройства (например, в качестве слуховых аппаратов)

Вышеупомянутые типы микрофонов могут применяться от телефонных звонков до аудио-блокбастеров; рекордсмены по оказанию помощи тем из нас, кто страдает нарушениями слуха.

---

Примеры электретных конденсаторных микрофонов

Чтобы по-настоящему узнать об электретных конденсаторных микрофонах, мы должны взглянуть на несколько примеров:

Земляные работы M50

Earthworks M50 (ссылка, чтобы узнать цену в sweetwater) – отличный измерительный микрофон с электретным конденсаторным капсюлем. Он имеет широкий частотный диапазон от 5 Гц до 50 000 Гц (диапазон человеческого слуха, который стремятся воспроизвести большинство ЭМС, составляет всего 20 Гц – 20 000 Гц).

Земляные работы M50

Этот микрофон говорит нам о том, что электретные микрофоны с правильным дизайном могут быть лучшими по качеству и невероятно точными преобразователями.

DPA 4006A

DPA 4006A (ссылка, чтобы узнать цену на Amazon) – это микрофон высшего класса в целом (не только по сравнению с другими электретными конденсаторными микрофонами).

DPA 4006A

DPA 4006 представлен в следующих статьях «Мой новый микрофон»:
• Топ 50 лучших микрофонов всех времен
• 11 лучших твердотельных / конденсаторных микрофонов на полевых транзисторах

DPA включен в список 11 лучших брендов микрофонов, которые вы должны знать и использовать.

Этот карандашный микрофон работает почти так же точно, как измерительный микрофон, но не продается таким образом. Скорее, 4006A создан как универсальный микрофон для точного и детального воспроизведения звука в студии.

Чтобы узнать больше о карандашных микрофонах, ознакомьтесь с моей статьей Что такое карандашные микрофоны и для чего они используются?

Роде NT1-A

Rode NT1-A (ссылка, чтобы узнать цену на Amazon) – один из моих любимых микрофонов.Я бы счел этот микрофон продуктом «полупотребительского», находящимся где-то между первоклассным профессиональным и полноценным потребительским. Я лично использовал этот микрофон во многих профессиональных проектах за свою карьеру звукорежиссера.

Роде NT1-A

Rode NT1-A представлен в следующих статьях «Мой новый микрофон»:
• 50 лучших микрофонов всех времен (с альтернативными версиями и клонами)
• 12 лучших конденсаторных микрофонов с большой диафрагмой до $ 500
• Топ 12 лучших микрофонов до 1000 долларов за запись вокала
• 10 лучших микрофонов до 500 долларов для записи вокала
• 20 лучших микрофонов для подкастинга (все бюджеты)

Rode также упоминается в следующих статьях «Мой новый микрофон»:
• 11 лучших брендов микрофонов, которые вы должны знать и использовать
• 11 лучших брендов микрофонных стоек на рынке

Санкен COS-11D

Sanken COS-11D (ссылка, чтобы узнать цену на Amazon) – это петличный микрофон промышленного стандарта для кино, телевидения и других средств массовой информации.

Санкен COS-11D

Этот микрофон имеет миниатюрный электретный конденсаторный капсюль и работает от напряжения смещения постоянного тока.

Чтобы узнать больше о миниатюрных петличных микрофонах, ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:
• Как и где прикрепить петличный / петличный микрофон
• Лучшие петличные микрофоны для интервью / новостей / презентаций
• Лучшие петличные микрофоны для актеров

Challenge Electronics CEM-C9745JAD462P2.54R

Challenge Electronics CEM-C9745JAD462P2.54R (ссылка, чтобы узнать цену на Amazon) – один из многих примеров недорогих ECM, представленных сегодня на рынке (это также довольно много). Эти небольшие проектные ЭБУ с выводами будут очень похожи на то, что мы ожидаем найти в бытовой электронике.

Challenge Electronics CEM-C9745JAD462P2.54R

iPhone (2008 год)

В оригинальном iPhone для записи и передачи звука использовался ЕСМ с непосредственным АЦП.последующие модели были разработаны с микрофонами MEMS.

iPhone

С ростом популярности и развитием микрофонов МЭМС многие производители потребительских устройств предпочитают микрофоны МЭМС ECM. Микрофоны MEMS намного меньше по размеру и становятся дешевле в сборке и в некоторых отношениях превосходят по своим характеристикам ECM (особенно в потребительских устройствах, таких как мобильные телефоны).

Чтобы узнать больше о микрофонах МЭМС, ознакомьтесь с моей статьей Что такое микрофон МЭМС (микроэлектромеханические системы)?

---

Что такое микрофон на полевых транзисторах? Микрофон на полевых транзисторах – это твердотельный активный микрофон, в котором в качестве преобразователя импеданса используется полевой транзистор (полевой транзистор), в отличие от вакуумной лампы.Микрофоны на полевых транзисторах обычно представляют собой конденсаторные микрофоны, но также могут иметь динамические преобразователи.

Чтобы узнать больше о микрофонах на полевых транзисторах, ознакомьтесь с моими статьями Что такое полевые транзисторы и какова их роль в конструкции микрофона? и в чем разница между ламповыми и полевыми микрофонами?

Что такое активный микрофон? Активный микрофон – это микрофон, которому для правильной работы требуется питание. Все конденсаторные микрофоны активны, а некоторые ленточные динамики активны.Активные компоненты в конструкции микрофона включают преобразователи импеданса (ламповые или полевые транзисторы), капсулы с внешней поляризацией и некоторые компоненты внутри печатных плат микрофона.

Чтобы узнать больше об активных (и пассивных) микрофонах, ознакомьтесь с моей статьей «Требуется ли питание для микрофонов для правильной работы?»

---

Эта статья была одобрена в соответствии с редакционной политикой «Мой новый микрофон».

Распиновка электретного конденсаторного микрофона, характеристики, лист данных

Идентификация и конфигурация контактов:

Номер:	Имя контакта	Идентификационный номер	Описание
1	Выходной терминал	Окруженный черным слоем	Это выходной контакт микрофона.
2	Наземный терминал	Между клеммой и корпусом имеется небольшое соединение (серебряная полоса)	Это заземляющий контакт микрофона

Технические характеристики электретного микрофона:

• Рабочее напряжение: от 2 В до 10 В
• Потребление тока: 0.5 мА (макс.)
• Рекомендуемое рабочее напряжение: 2 В
• Рабочая частота: от 20 Гц до 16 000 Гц
• Сопротивление: <2,2 кОм

Примечание. Чтобы узнать, почему эти параметры полезны, читайте дальше. Кроме того, техническое описание электретного конденсаторного микрофона можно найти внизу страницы

.

Где использовать электретный микрофон:

Электретный конденсаторный микрофон (также известный как конденсаторный микрофон ) – наиболее распространенный тип преобразователя, который используется для обнаружения или измерения звуковых сигналов.Он работает точно так же, как обычный динамик, то есть при обнаружении звукового сигнала он производит электрические сигналы.

Итак, если вы ищете преобразователь для преобразования звуковых сигналов в окружающей среде в электрические сигналы для обнаружения звука или записи голоса, то этот микрофон может быть правильным выбором для вас.

Как использовать электретный микрофон:

Электретный микрофон имеет внутри две пластины, похожие на конденсатор; расстояние между пластинами прямо пропорционально звуку, присутствующему в окружающей среде.Ниже показана очень простая схема для начала работы с микрофоном. Рекомендуемое рабочее напряжение составляет 2 В, но оно может выдерживать до 10 В, так что вы даже можете использовать батарею на 9 В, в схеме ниже я использовал 5 В для работы моего микрофона.

Всегда помните, что микрофон имеет полярность, чтобы убедиться, что вы подключаете положительную (выходную) клемму к питанию через резистор, а клемму заземления к земле, как показано на схеме ниже.

Резистор R1 (10 кОм) используется для ограничения тока, протекающего через микрофон (максимум должен быть 0.5 мА), а конденсатор C1 (1 мкФ) используется для фильтрации шума постоянного тока, который может быть связан с аналоговыми электрическими сигналами (выходными). Также обратите внимание, что конденсатор также чувствителен к полярности, и положительный вывод должен быть подключен к выходному контакту микрофона. Этот конденсатор рассчитан на работу от 20 Гц до 16 000 Гц, поэтому любые звуковые волны в этом диапазоне будут улавливаться микрофоном.

Приложения:

• Детекторы шума
• Модули голосового управления
• Диктофон
• Мониторы активности

2D модель микрофона:

Схема электретного микрофона со сбалансированным предусилителем

Среди задач, решаемых с помощью электретных микрофонов, можно выделить звук больших помещений (например, конференц-залов, храмов и т. Д.)) с относительно большим удалением от источника звука, что требует высокой чувствительности и помехозащищенности. Промышленные микрофоны для таких целей довольно дороги и, кроме того, требуют автономного источника питания для предусилителя.

Целью этой разработки было снижение стоимости производства высокочувствительного и шумозащитного микрофона без значительной потери качества воспроизведения.

В основе лежит схема [1] балансного предусилителя, питающегося непосредственно от фантомного питания (+48 В) микшерного пульта:

Схема электретного микрофона симметричного предусилителя

Его главный недостаток – чрезмерное усиление, приводящее к ограничению микрофонных входов консоли.Кроме того, недостаточно рационально питание электретного микрофона [2], как и температурно-зависимое смещение баз транзисторов на шести диодах, включенных в качестве стабисторов. Наличие этих диодов, а также электролитических конденсаторов увеличивает размер платы и не способствует миниатюризации.

Попытка заменить диодную стабилизацию обратно смещенным переходом база-эмиттер планарного транзистора (КТ315) не увенчалась успехом из-за повышенного шума (шипения) в полезном сигнале.

Поэтому в последующей стабилизации был применен шунтирующий стабилизатор TL431, который продемонстрировал практическое отсутствие посторонних шумов и высокую термическую стабильность напряжения смещения.

Окончательная схема предусилителя электретного микрофона показана ниже.

Его особенностями были дополнительные коллекторные резисторы R7 и R9, примерно в 4,5 раза снижающие амплитуду сигнала на выводах разъема по сравнению с коллекторами транзисторов VT1 и VT2, а также установка базы смещения VT2 непосредственно с делителя, подключенного к управляющему электроду. шунта DA1 (+2.5 В). Электретный микрофон питается от катода DA1 через делитель R3R6, так что постоянное напряжение на нем составляет половину напряжения питания (т.е. +2,5 В от +5 В) и становится равным напряжению на управляющем электроде DA1. Такое подключение микрофона обеспечивает максимальную чувствительность. Он был протестирован в проекте [3] и продемонстрировал практическую применимость.

Схема выполнена на компонентах поверхностного монтажа (SMD) на печатной плате размером 37 х 15 мм (рисунок в *.Формат lay7 приведен во вложении):

Настройка сводится к выравниванию потенциалов между точками контакта (показаны стрелкой), которые отображаются на лицевой стороне платы при вращении ползунка подстроечного резистора.

Поиск по теме:

электретный микрофонный предусилитель
электретный микрофонный предусилитель
электретный конденсаторный микрофонный предусилитель
электретный конденсаторный микрофонный предусилитель
электретный микрофонный предусилитель ic
электретный микрофонный предусилитель
лучший электретный микрофонный предусилитель
электретный микрофонный предусилитель
diy электретный микрофонный предусилитель
предварительный усилитель для Электретный микрофон
Схема предусилителя электретного микрофона

Углубляясь в схему электретного микрофона

На данный момент в двух статьях (RW Engineering Extra, Aug.10 и 19 октября 2016 г.), мы проследили происхождение электретных конденсаторных микрофонов до их внешнеполяризованного предка, запатентованного в 1916 году. Сто лет спустя современные материалы и производство сделали электретные конденсаторные микрофоны дешевыми и многочисленными – и с Тщательно продуманный дизайн, электретные звуковые характеристики могут соперничать с лучшими из своих собратьев по мощности. В этой главе мы рассмотрим анатомию электрической схемы, следующей за электретами, и то, как они влияют на вывод звука.

Для нашего исследования я выбрал модель Neewer NW-700 «Профессиональный студийный радиовещательный и записывающий конденсаторный микрофон», стоимость которой на момент написания составляла всего 14 долларов.70 от производителя, включая перемычку и кабель, показанные на рис. 1. Нивер любезно разрешил нам поделиться некоторыми схемами NW-700, которые мы рассмотрим ниже.

Как обсуждалось ранее, все конденсаторные микрофоны генерируют небольшое напряжение, поскольку их диафрагма изменяет емкость в электрическом поле, когда перемещается волнами звукового давления. Микрофоны с внешней поляризацией заряжают конденсатор диафрагмы / задней пластины через резистор от источника напряжением от 40 до 200 вольт, как показано слева на рис.2. Поскольку емкость очень мала (около 50 пикофарад, ± 30 пФ), резистор образует цепь R / C, которая снижает низкие частоты. Сопротивление резистора должно составлять сотни мегаомов, чтобы избежать среза в диапазоне низких частот.

Одним из преимуществ электрета является его собственный заряд, который устраняет наличие зарядного резистора, как показано справа на рис. 2. В любом случае на конденсаторе поддерживается постоянный заряд.

Для заряда Q, выражение имеет следующий вид:

C o – емкость капсулы, а
E o – емкость капсулы.

Изменение выходного напряжения конденсаторного микрофона выражается как фиксированное напряжение, умноженное на относительное изменение емкости:

, где Ct – изменение емкости из-за звукового давления. номинальная выходная мощность –40 дБ относительно 1 вольт, измеренного при звуковом давлении 1 Паскаль (Па), что составляет 94 дБ SPL. Уровень сигнала, создаваемый электретным элементом в этих условиях, рассчитывается следующим образом:

Оркестр может производить звуковое давление более 105 дБ, но громкие музыкальные инструменты, такие как рожки и барабаны, могут легко производить локальный уровень звукового давления 115 дБ при близком расположении. микрофон.Это на 21 дБ выше эталонного 1 Паскаля, который умножает выходной сигнал на:

Это напряжение является средним значением огибающей сигнала, но пики формы сигнала больше. Если предположить, что отношение пиков сигнала к среднему составляет 10 дБ, пиковый уровень сигнала может достигнуть:

Это, возможно, большой сигнал для трансимпедансного усилителя!

Давайте посмотрим, что может произойти, начиная с электретного микрофона, как показано на правой диаграмме рис. 2. Почти все капсюли электретного микрофона имеют полевой транзистор переходного типа (JFET) внутри корпуса для преобразования чрезвычайно высоких полное сопротивление электретного элемента до полезного значения для следующей схемы.

Электрические заряды в полевых транзисторах JFET проходят через полупроводниковый канал между выводами истока и стока, который управляется исключительно напряжением. В отличие от биполярных транзисторов, полевые транзисторы JFET не требуют тока смещения (хотя, как мы увидим, они выигрывают от оптимального напряжения на клеммах). JFET также имеет потенциально более высокое усиление (крутизну), чем MOSFET, а также более низкий фликкер-шум, что делает их хорошо подходящими для слабого сигнала микрофонного элемента.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦЕПИ

Для оценки трансимпедансного усилителя микрофона и следующих каскадов я использовал программное обеспечение для моделирования цепей.Может показаться немного нетрадиционным проводить это исследование в программном обеспечении, а не с помощью тестового оборудования, но это произошло потому, что я вручную рисовал внутренние схемы нескольких микрофонов, и симулятор позволил мне проверить конфигурацию некоторых немаркированных частей. (В одном случае это помогло мне определить, что эмиттер и коллектор транзистора нужно поменять местами и изменить с NPN на PNP.)

Симулятор, который я выбрал, – это Qucs, «Довольно универсальный симулятор цепи», электронная схема с открытым исходным кодом. программное обеспечение симулятора доступно в Интернете по адресу http: // qucs.sourceforge.net под лицензией GPL. Qucs поддерживает большой список аналоговых и цифровых компонентов со значениями параметров, которые можно применять к схемам для изучения напряжений постоянного тока, характеристик переменного тока, включая анализ шума и переходных процессов, и многое другое.

Начиная с преобразователя импеданса, Qucs демонстрирует мощный анализ. На рис. 3 показана схема с источником переменного напряжения вместо электретного конденсатора. Обратите внимание, что конденсатор 100 пикофарад включен последовательно, чтобы представить реальную емкость элемента.Переменный ток настроен на синусоидальную волну 1 кГц при пиковом напряжении 0,25 В. Значок измерителя показывает последовательный ток 1,6 мА через резистор 2,2 кОм, подключенный к стоку 2N3685 JFET при питании 5 вольт.

Две контрольные точки: «in» и «D_out» показаны на диаграмме Qucs справа. (Это нестационарное измерение с постоянным напряжением, поэтому моделирование переменного тока отключено.) Входной сигнал показан красным, создавая синусоиду 0,25 В. Выходной сигнал на стоке JFET показан синим цветом с некоторым усилением, но также с большим искажением формы сигнала.Форма волны инвертируется, а отрицательная половина искажается, потому что входное напряжение сигнала приводит к положительному положению затвора полевого транзистора, а N-канальный полевой транзистор является линейным только для диапазона напряжений сигнала, которые являются отрицательными по отношению к клемме истока.

Один из простейших способов исправить проблему напряжения сигнала – это самосмещение, то есть повышение напряжения источника через последовательный резистор на землю, как показано на рис. 4. R5 повышает напряжение на выводе источника до 0,86. V в этом примере, в то время как очень большой резистор 1 гигом удерживает напряжение затвора до 8.4 мВ. Обходной конденсатор C3 поддерживает постоянное напряжение на R5 во всем звуковом диапазоне. (Эти значения компонентов приведены для иллюстрации и не оптимизированы.)

Самосмещение снижает искажения полевого транзистора и примерно вдвое увеличивает коэффициент усиления в этом примере – но за счет большего количества компонентов. Принимая во внимание, что капсюли электретных микрофонов часто должны быть как можно меньше, а также иметь низкую стоимость, конструкторы часто отказываются от этих компонентов. Это иллюстрирует компромисс для дизайнеров, но, к счастью, высокие акустические уровни, вероятно, не являются проблемой для потребительских приложений, таких как телефоны, и их можно в некоторой степени избежать при студийных записях, разместив микрофон.

На рис. 5 показана часть микрофона Neewer NW-700 (как я его проследил, за исключением секции регулятора напряжения). Подобные схемы используются во многих недорогих «студийных» микрофонах, представленных на рынке. В этом случае полевой транзистор J1 электретной капсулы подтягивается к регулируемой линии постоянного тока (приблизительно 8,5 В) и подключается через R / C цепь верхних частот к транзисторному каскаду T1 с двухфазным выходом. Это обеспечивает сбалансированный дифференциальный выход для внешних студийных предусилителей.

Справа NW-700 обеспечивает сбалансированный выход через разъем XLR в основании микрофона.Для «питания» нашего примера предполагается, что батарея постоянного тока на 48 В подключена через резисторы к контактам 2 и 3 разъема XLR. Значение резистора 6,8 кОм является стандартным для 48-вольтовых «фантомных» систем, хотя многие предусилители обеспечивают более низкое напряжение и могут использовать более низкие значения резисторов.

Фантомное питание подключается через байпасную цепь R / C к паре транзисторов эмиттер-повторитель, T3 и T4, которые обеспечивают приблизительно единичное усиление и имеют низкое сопротивление источника к линиям.Общая точка двух транзисторов связана с регулятором напряжения, который обеспечивает регулируемый и фильтрованный постоянный ток для входных каскадов.

Qucs может обеспечить анализ различных систем переменного тока. На рис. 6 сигнал 0,1 В (100 мВ) подается через конденсатор емкостью 50 пФ (имитирующий предполагаемую емкость электретного элемента с малой диафрагмой) на преобразователь импеданса полевого транзистора. Выходные сигналы с контактов 2 и 3 XLR показаны в виде красных и синих осциллограмм. Вертикальная шкала в вольтах, а смещение напряжения из-за фантомного питания составляет примерно 24.6В. В этом моделировании выходной сигнал с вывода 2 немного меньше, чем с вывода 3. Однако это вряд ли повлияет на подавление шума, поскольку это зависит в первую очередь от подавления синфазного сигнала внешним предусилителем, а не от разницы в сигнале в нормальном режиме. между линиями.

ВПЕЧАТЛЯЮЩАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Qucs поддерживает прогнозируемую частотную характеристику системы, как показано на рис. 7. Как показывают данные «моделирования переменного тока» на рис. 5, симулятор был настроен для логарифмической развертки от 1 Гц до 20 кГц с шагом 2001 г.На рис. 7 показана развертка от 10 Гц до 20 кГц. Частотная характеристика отображается на линейной вертикальной шкале в вольтах, поэтому разница между 0,25 В и 0,5 В составляет ± 3 дБ.

Очевидно, что отклик фактически ровный от 100 Гц до верхней границы диапазона и снижается примерно на 3 дБ на 30 Гц. Конечно, это исключает частотную характеристику электретного микрофона, и мы знаем из предыдущей части этой серии [Oct. 18 выпуск], что направленные капсюли с небольшой диафрагмой имеют собственный частотный наклон, который обычно невозможно исправить ниже 100 Гц из-за ограничений в методах акустической фильтрации.Однако этот спад компенсируется эффектом близости на более близких расстояниях, поэтому прием голосов и инструментов на расстоянии около фута является достаточно хорошо сбалансированным в тональном плане.

Записи, сделанные с помощью NW-700, в целом неплохие. На симфонических записях, сделанных на высоких стойках, есть заметный спад низких частот, но это легко компенсировалось эквализацией во время монтажа после записи. Уровень шума NW-700 не так хорош, как у дорогих микрофонов (которые стоят в десять-сто раз дороже), но вполне приемлем даже для оркестровой записи.

Если вас интересует образец записи с помощью этого микрофона, перейдите по этой ссылке на SoundCloud: https://soundcloud.com/john-kean-314785812/20160213-rachmaninov-3m26s ​​

Эта 3,5-минутная запись была сделана с помощью Вашингтонский столичный филармонический оркестр в зале Масонского храма Джорджа Вашингтона в феврале 2016 года. Он был записан с использованием перекрестно-кардиоидной конфигурации с 24-битной дискретизацией 48 кГц и перекодирован в 16-битную 44,1 кГц в Audacity, только с выравниванием низких частот.Акустика не идеальна, поскольку микрофоны приходилось размещать на низкой подставке в передней части зоны отдыха, но запись дает вам представление о том, что может дать NW-700.

Джон Кин присоединился к Национальному общественному радио в 1980 году после того, как был главным инженером коммерческой FM-станции в Сан-Диего. В 1986 году он присоединился к Jules Cohen and Associates, а затем к Моффету, Ларсону и Джонсону. Он вернулся в NPR в 2004 году, чтобы помочь в создании NPR Labs, и ушел на пенсию в 2015 году. Сегодня он работает с Cavell Mertz and Associates и занимается аудиоконсультацией в частной практике под названием Kean Consultants LLC.

Подписаться

Чтобы получать больше подобных новостей и быть в курсе всех наших ведущих новостей, функций и аналитических материалов, подпишитесь на нашу рассылку здесь.

Электретный микрофон и компьютеры – Ham Radio San Antonio

Большинство микрофонных входов звуковой карты требуют минимального уровня сигнала не менее 10 милливольт, но некоторым более старым 8-битным картам требуется до 100 милливольт. Типичное сопротивление микрофонного входа звуковой карты ПК составляет от 1 до 20 кОм (может варьироваться от карты к карте).Тип микрофона, который лучше всего работает со звуковыми картами компьютера, – это электретный микрофон .

Звуковые карты Sound Blaster

(SB16, SB32, AWE32, AWE64 или Live) от Creative Labs оснащены розовым стереоразъемом 3,5 мм (1/8 дюйма) для входа микрофона со следующей распиновкой:

1. Вход сигнала (наконечник)
2. + 5В смещение (кольцо)
3. Земля (гильза)

Примечание : Большинство звуковых карт подключают к кольцу положительное напряжение смещения постоянного тока, но у небольшого количества нестандартных звуковых карт напряжение смещения может быть подключено к наконечнику.На некоторых картах есть перемычка, которая включает или отключает питание разъема для микрофона. Если перемычка установлена, напряжение смещения (+5 В через резистор в несколько кОм) подключается к наконечнику. Новые материнские платы с поддержкой стереомикрофона будут обеспечивать напряжение смещения как для наконечника, так и для кольца.

Примерная схема входной цепи микрофона Sound Blaster показывает, что напряжение +5 В на разъеме сильно ограничено по току. Напряжение карты может быть не совсем 5 В, но обычно оно составляет от 3 до 5 вольт, когда микрофон не подключен.

Электретные микрофоны

Электретный микрофон – самый дешевый всенаправленный микрофон, который вы можете купить. Очень чувствительные, прочные, чрезвычайно компактные электретные микрофоны используются во многих приложениях, где требуется небольшой и недорогой микрофон с достаточно хорошими характеристиками. Вы можете найти их почти в любом стереооборудовании, в бытовых видеокамерах, мобильных телефонах и так далее.

Электрет – это модифицированная версия классического конденсаторного микрофона , который использует изменения емкости из-за механических колебаний для создания небольшого напряжения, пропорционального звуковым волнам.Электрету не требуется приложенное (или фантомное) напряжение, как у конденсаторного микрофона, поскольку он имеет встроенный заряд, но для питания внутреннего буфера полевого транзистора (FET) все же требуется несколько вольт.

Смещение необходимо для небольшого встроенного повторителя FET , который преобразует очень высокий импеданс электретного элемента (десятки МОм) в приемлемый уровень (несколько кОм).

Схема выше показывает безопасный способ подключения капсюлей электретного микрофона к старым нестандартным звуковым картам.Создавайте эту схему, только если приведенная ниже простая схема не работает.

Значения компонентов не критичны; Вы можете использовать любой конденсатор от 1 мкФ до 22 мкФ и номинал резистора от 1 кОм до 22 кОм.

Ниже представлена ​​простая модификация , которая работает с большинством звуковых карт. Схема работает, потому что обычно питание подается на разъем микрофона через резистор в несколько кОм, а смещение постоянного тока на наконечнике снимается входным конденсатором внутри карты.

Используйте простой одножильный экранированный кабель: подключите экран к муфте разъема; подключить кольцо и наконечник к центральному проводнику.

Примечание : Несколько недавно произведенных ПК имеют настоящие стереомикрофонные входы . Высокопроизводительное распознавание речи и расширенные приложения шумоподавления – см. Стереомикрофон Andrea Superbeam Array – эффективно используют эту новую функцию, обеспечивая более точные и надежные сигналы в шумной среде.

Когда выбран режим входа стереомикрофона , напряжение смещения будет обеспечиваться как для наконечника, так и для кольца .Подключение стереомикрофона простое – см. Схему слева – подключите экран обоих микрофонов к муфте штекера, левый микрофон – к наконечнику, а правый микрофон – к кольцу. Для достижения наилучших результатов используйте однонаправленные электретные микрофоны .

Подключение динамических микрофонов

Качество Динамические микрофоны обычно обеспечивают достаточный сигнал для работы достаточно хорошей компьютерной звуковой карты. Все, что вам нужно сделать, это правильно подключить микрофон, а в некоторых случаях включить микрофонный предусилитель, встроенный в звуковую карту (на большинстве компьютеров это называется «усиление микрофона»).

Подключение максимально простое: подключите микрофон к наконечнику и муфте микрофонного входа звуковой карты. Кольцевой (косой) штифт оставьте открытым, ни к чему не подключайте.

Большинство профессиональных микрофонов оснащены стандартным разъемом XLR. Чтобы сделать простой адаптер, подключите микрофонный аудиоразъем (XLR контакт 2) к кончику входного разъема звуковой карты; подключите возврат микрофона (контакт 3 XLR) и экран (контакт 1 XLR) к муфте.

Примечание : Некоторые нестандартные звуковые карты имеют напряжение смещения, подключенное к наконечнику.Кроме того, новые ПК со стереомикрофонными входами будут подавать напряжение смещения как на кончик, так и на кольцо микрофонного входа, когда выбран режим входа стереомикрофона . В этой ситуации требуется особая осторожность – цепь смещения звуковой карты ограничена по току, поэтому ваш микрофон может выдержать это небольшое смещение постоянного тока, но это, вероятно, вызовет серьезные искажения.