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.
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.
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.
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.
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.
Электретные микрофоны. Подключение и регулировка уровня сигнала
электретный микрофон подключение электретного микрофона петличный микрофон микрофон-петличка адаптер для подключение микрофона микрофон для видеокамеры питание электретного микрофона.
Для съемки материала для своего блога о путешествиях я часто использую экшн камеру Sony HDR-AS300. Что касается качества записи звука на встроенный микрофон, экшн камеры от SONY наверно самые лучшие на рынке. Кроме того камеры Sony FDR-X3000 и Sony HDR-AS300 оборудованы стандартным 3.5мм гнездом для подключения внешнего микрофона, что не так часто встречается у экшн камер вообще.
Посмотреть ролик про изготовлении адаптера для улучшения звука
Однако, при подключении внешнего микрофона — петлички к моей AS300 возникла проблема пере-усиления сигнала, его ограничения и клипинга. Такой эффект в большей или меньшей степени наблюдается при подключении к камере практически любого универсального недорогого внешнего электретного микрофона.
Выходной уровень сигнала такого микрофона оказывается слишком высоким, и схема автоматической регулировки уровня записи видеокамеры перестает справляться. Звук оказывается переусиленным и не качественным.
К сожалению в настройках указанных видеокамер отсутствует параметр регулировки микрофона, и простыми средствами с этим недостатком ничего сделать невозможно.
В этой статье я расскажу как уменьшить уровень сигнала электретного микрофона, чтобы камера могла с ним корректно работать. Для этого придется сделать простой адаптер, который включается между камерой и микрофоном.
Я предлагаю две схемы таких адаптеров. Один очень простой, не требует источника питания и при использовании SMD компонентов его можно разместить в корпусе микрофона или его штеккера.
Однако встраивание такой схемы в микрофон сделает его менее универсальным.
Вторая схема чуть более сложная и содержит дополнительный аккумулятор для питания капсюля микрофона.
Она позволяет плавно регулировать уровень выходного сигнала микрофона и подключать электретный капсюль к любому устройству, усилителю или микшерному пульту, даже к тому, который не рассчитан на подключение электретного микрофона, например к входу, рассчитанному на подключение динамического микрофона.
В любом случае, обе приставки могут быть собраны в виде небольшого дополнительного адаптера-переходника, который мы подключаем между микрофоном и камерой.
Простая схема регулировки без дополнительного источника питания
Первая схема крайне проста и содержит всего несколько дополнительных компонентов.
Принципиальная схема первого адаптера
Для работы электретному микрофону требуется внешний источник питания.
Устройства, рассчитанные на подключение таких микрофонов (звуковые карты компьютеров, диктофоны, видеокамеры) подают на микрофон такое питание через 3.5 мм разъем, к которому подключается микрофон.
Микрофон передает звуковой сигнал и получает питание по одному и тому же проводу. Обычно это небольшое постоянное напряжение не более 2 вольт.
Наша задача состоит в том, чтобы уменьшить уровень переменного напряжения звукового сигнала и при этом не сильно уменьшить напряжение питания микрофона.
В нашей схеме напряжение питания на капсюль подается через резистор R1 сопротивлением 3к. Электретный капсюль потребляет очень небольшой ток, порядка 200 мкА. Поэтому падение напряжения на резисторе R1 будет незначительным и он не сильно повлияет на режим работы капсюля.
Уровень звукового сигнала на выходе X2 зависит от сопротивления подстроечного резистора R2, так как часть переменного напряжения замыкается на общий провод через этот резистор и электролитический конденсатор С1.
Поскольку этот конденсатор не пропускает постоянный ток, то сопротивление R2 никак не влияет на напряжение питания микрофона. Чем выше (по схеме) движок подстроечного резистора, тем меньше звуковой сигнал на выходе.
То есть цепь R1 — C1 — R2 представляет собой делитель переменного напряжения. Подстроечный резистор можно заменить на постоянный, подобрав его сопротивление по требуемому напряжению на выходе. В качестве C1 хорошо использовать миниатюрный SMD чип-конденсатор.
теоретически, чем больше емкость этого конденсатора тем лучше. Можно использовать конденсаторы с емкостью от 10 мкФ.
Схема адаптера с дополнительным источником питания
Вторая схема содержит больше деталей и дополнительную батарею питания.
Однако она обеспечивает лучший режим работы капсюля электретного микрофона, подходит для использования с любым микрофоном и позволяет подключать микрофон к устройствам, которые не подают питание на микрофонный вход, или это питание не подходит для электретных микрофонов (например микрофонные входы микшерных пультов).
В этой схеме капсюль микрофона питается от отдельного источника питания. Я использовал обычный Li-Ion аккумулятор емкостью около 450 mAh и небольшую плату контроллера заряда, которую я заказал на Алиэкспресс.
Плата контроллера заряда Li-Ion с Алиэкспресс
Можно использовать другой подходящий источник питания, например литиевую «таблетку» типа 2032 или например два элемента типа AAA.
Я использовал старый Li-Io аккумулятор, который плохо держит ток нагрузки, но в этой схеме проработает еще долго. Капсюль потребляет всего около 200 мкА.
Если микрофон не подключен в гнездо X1, то устройство вообще не потребляет ток от источника питания. Поэтому выключатель питания SA1 можно исключить из схемы.
Конденсатор С2 емкостью 100 пикофарад служит для отсечки возможных высокочастотных помех. Этот конденсатор тоже можно исключить из схемы. Все конденсаторы — малогабаритные керамические.
Печатная плата адаптера
Печатная плата адаптера была разведена в бесплатной версии программы DipTrace 4.1.0.1. Проект печатной платы можно скачать по ссылке.
Печатную плату я сделал методом гравировки на станке с ЧПУ CNC3018 Pro
Дешевый станок с ЧПУ с Алиэкспресс
Для регулировки уровня сигнала микрофона я использовал обычный подстроечный резистор. Регулировка производится отверткой через отверстие в корпусе адаптера. При желании вы можете использовать потенциометр с ручкой, но поскольку регулировать уровень приходится не часто, я решил установить подстроечник.
Корпус устройства я напечатал на 3D принтере из ABS пластика.
Светодиод на корпусе адаптера показывает режим заряда аккумулятора. Я выпаял SMD светодиод на китайской плате контроллера заряда, припаял вместо него 2 провода и соединил их с 3мм светодиодом на боковой стеке адаптера.
Скачать проект печатной платы можно по этой ссылке
Что такое электретный микрофон — Всё о микрофонах
Электретный микрофон в основном устанавливается в современных смартфонах, ноутбуках и домофонах из-за их компактности. Однако устройство также используется в звукозаписывающих студиях и в качестве измерителей уровня шума.
Исторические сведения
Первое электретное устройство сделал японский изобретатель Егути в начале XX в. По принципу работы и схеме конструкции он похож на менее распространенный сейчас конденсаторный микрофон, но вместо неподвижной обкладки и источника электрического тока стоит пластина из электрета.
Несколько лет после создания они не пользовались спросом из-за высокой стоимости и большого выходного сопротивления.
Что такое электретный микрофон
Электрет – это особый материал, который может долго оставаться поляризованным. Кроме того, у него есть свойство образовывать электромагнитное поле. Чтобы данный микрофон заработал, его нужно подсоединить к усилителю, обладающему повышенным сопротивлением, и электросети.
Устройство и параметры
Микрофон производится из:
- Электретного капсюля.
- Штекера Jack 3,5 для подключения к компьютеру.
- Корпуса, который защищает провода.
- Зажимов для фиксации и соединения деталей.
- Тонкого провода длиной 1-1,5 м.
- Источника питания.
Микрофоны характеризуются следующими параметрами:
- Чувствительностью.
- Частотным диапазоном
- Разницей между наибольшей и наименьшей частотой.
- Величиной электрического сопротивления.
- Характеристикой направленности.
Принцип действия электретного микрофона
Прибор сделан из деталей, состоящих из жесткой части и мягкой – пленки. Электроны попадают в нее, но не могут свободно пройти. Из-за этого вокруг материала образуется электрический заряд, который сохраняется достаточно долго. Сверху пленка специально покрыта сталью, выступающей в качестве электрода. А рядом расположен железный цилиндр, повернутый плоской стороной к кольцу.
Мембрана передает акустические волны, после чего создается ток. Сила образованного тока слишком мала, а сопротивление для него большое. Это затрудняет передачу аудиосигнала.
Чтобы согласовать все параметры устройства и заставить его работать, устанавливается специальный каскад. Он состоит из униполярных транзисторов.
Работа микрофона основывается на способности некоторых материалов подстраивать электрический заряд.
Поскольку подобные микрофоны производятся с большим сопротивлением, их можно дополнительно подсоединить к ресиверам.
Чтобы проверить, возможно ли комбинировать устройства, достаточно сравнить значения, полученные с помощью мультиметра. Если после измерений величина составила 2-3 Вт, то они смогут работать вместе.
Достоинства и недостатки
Преимущества электретных микрофонов:
- Низкая цена комплектующих и производства. Если сравнивать с другими моделями, то электретные дешевле на 20-30%.
- Широкий спектр применения. Они устанавливаются в смартфоны, персональные компьютеры, гаджеты для прослушки.
- Высокое качество звука. Устройства используют для измерения звука.
- Возможность использовать разные типы подключения. Они поддерживают XLR, 3,5 мм и т.д.
- Хорошая чувствительность и долговечность мембраны.
- Устойчивость к повреждениям и воздействию воды.
Недостатки:
- Необходимость установки усилителей.
- Потребность в дополнительном источнике питания.
Особенного подключения электретного микрофона
Электретный микрофон можно легко подсоединить к усилителю низкой частотности. Для этого к корпусу гаджета необходимо подключить элемент с отрицательным зарядом источника питания.
А положительный ставится в другой вывод через резистор с сопротивлением 1к-4к, а вывод звука с помощью электролитического конденсатора подсоединяется к УНЧ.
В чем разница между электретным микрофоном и конденсаторным
В электретной модели поляризующее напряжение создается с помощью такой процедуры, как электризация материала электрода. Подобный электрод покрывается сталью. Поляризация быстро снижается и через 2-3 года постоянного использования микрофона его придется заменить или провести еще 1 процедуру.
Электретный микрофон, если сравнивать с конденсаторным, не требует источника электричества. По механическим и акустическим характеристикам, как и по схеме конструкции, они почти не отличаются.
Что еще нужно учесть при покупке
Перед покупкой нужно учесть 4 параметра:
- Уровень давления акустических волн.
- Тип включения.
- Частотный диапазон.
- Направление.
Первый пункт отражает, звук какой силы будет записан. Чем он больше, тем меньше искажений произойдет во время записи. Сильный шум, подходящий для микрофона на 90 дБ, создает водопад, крупный концерт. Поэтому нужно заранее понять, для какой цели покупается устройство. Для общения с друзьями лучше выбрать со средней характеристикой (40 дБ).
Частотный диапазон указывает на качество захвата и обработки звуковых волн. Для стандартного разговора хватит гаджета с охватом до 10 тыс. Гц. А для микрофонов, использующихся на концертах, телевидении, для записи вокала охват должен быть больше.
Современные модели бывают 2 видов:
Последний вариант предпочтительнее покупать для караоке, чтобы человек не запутался в кабелях во время пения. Но может разрядиться аккумулятор или испортится качество звука из-за удаленности от подключенного компьютера. А первый лучше подойдет для случаев, где важна чистота звучания. Поэтому стоит обратить внимание на устройства, которые могут работать как от аккумулятора, так и от сети.
По направленности действия устройства подразделяются на:
- Круговые. Они улавливают акустические колебания с любой стороны, поэтому их используют на концертах, в телефонах, а также в караоке. Однако их недостатком является то, что кроме нужных звуков записывается нежелательный шум.
- Однонаправленные. Они обрабатывают звуки только с 1 стороны. Из-за этого их используют в съемках кино, записи вокала, где необходимо высокое качество. Человеку нужно говорить, не убирая микрофон далеко ото рта, но при этом посторонний шум не запишется.
Также при выборе нужно ориентироваться на стоимость, качественные комплектующие стоят дорого. Из-за этого микрофоны для караоке в магазинах не могут продаваться меньше чем за 5-10 тыс. руб., а приспособления для студийной записи – за 15-20 тыс. руб. Однако для общения в “Скайпе”, “Дискорде” и т.д. можно приобрести модель за 700-1500 руб.
Частично, информация поверхностная Вообще не нашел то, что искал
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.
Микрофонный усилитель на одном транзисторе: схема подключения, как настроить
Электретные микрофоны широко применяются в современной бытовой и специальной аппаратуре. Они отличаются компактными размерами и высоким качеством передачи звукового сигнала. Основным недостатком конструкции является очень слабый выходной сигнал и обязательная подача на капсюль поляризующего напряжения. Предварительный усилитель для микрофона может быть сделан на любой элементной базе. В самодельных конструкциях применяются как транзисторы, так и интегральные микросхемы. Схемы устройств отличаются количеством каскадов, наличием автоматической регулировки усиления и другими техническими решениями.
Усилитель для электретного микрофона
Микрофонный усилитель для микрофона используется для усиления слабых сигналов, величиной 0,1-15 mV до уровня 200-400 mV. Схема предусилителя для микрофона проста и включает в себя один или два каскада усиления и, при необходимости, цепи коррекции амплитудно-частотной характеристики микро. Основными параметрами конструкций являются следующие величины:
- Частотный диапазон
- Коэффициент нелинейных искажений
- Отношение сигнал/шум
- Коэффициент усиления
Хороший усилок для микро должен обеспечивать частотный диапазон от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью АЧХ не более ±1,5 дБ. Необходимая частотная коррекция осуществляется в дальнейших каскадах низкой частоты.
Коэффициент гармоник во всём диапазоне частот не должен превышать 0,2%. Поскольку микрофонное устройство является первым каскадом, все внутренние шумы будут усиливаться низкочастотных трактом.
Поэтому в схемах микрофонных усилителей используются самые малошумящие транзисторы и интегральные операционные усилители.
Микрофонный усилитель для электретного микрофона
Электретный микро при громком звуке, выдаёт на выходе порядка 10-15 mV, поэтому для усиления сигнала до уровня 400-600 mV может использоваться схема с одним или двумя каскадами. Конструкция может быть собрана на обычном или полевом транзисторе и интегральной микросхеме. Усилитель микрофона на одном транзисторе выполнен на малошумящем приборе с обратной проводимостью. Схема подходит для применения в звуковых трактах персональных компьютеров. Достоинством устройства является низковольтное питание и его можно питать от пальчиковой батарейки на 1,5 вольта. Величину конденсатора С3 можно изменять в указанных пределах.
Микрофонный усилитель на одном транзисторе
Схема на полевом транзисторе обладает низким уровнем собственных шумов и обеспечивает коэффициент усиления порядка 20 дБ.Для этого потребовалось увеличить напряжение питания до 9 В, поэтому усилитель питается от батарейки типа «Крона» или от источника внешнего питания. При повторении данной схемы нужно помнить, что полевые полупроводниковые приборы боятся статического электричества, поэтому пайку транзистора нужно выполнять заземлённым паяльником и использовать антистатический браслет. Выводы транзистора перед пайкой нужно соединить между собой, обмотав их тонкой медной проволокой. Схемы микрофонных устройств на транзисторах имеют различные технические решения. Они бывают с несколькими каскадами, с автоматической регулировкой усиления и шумоподавлением.
В первом случае через резисторы R4 иR1 на электретный микрофон подаётся напряжение питания необходимое для его работы. Переменный сигнал в частоты с электродинамического прибора подаётся через конденсатор С3 на базу транзистора. Усилитель для динамического микрофона собирается на одном транзисторе обратной проводимости.
Транзистор ВС547 заменяется на КТ3102Е. Правильно собранная схема начинает работать сразу и не требует регулировки. Схема микрофонного усилителя на одном транзисторе не всегда может обеспечить требуемые параметры, поэтому на практике часто применяются схемы имеющие большее число каскадов.
К усилителю микрофона подключается электродинамический микрофон, но схема может быть доработана и для электретного устройства.
Для этого электролитический конденсатор С2 меняется на обычный ёмкостью 4,7 мкФ, а в точку его соединения с микро подаётся питающее напряжение через резистор 2-3 кОм. Коэффициент усиления устройства достигает 200 в полосе частот от 40 Гц до 20 кГц.
Применение транзисторов разной структуры позволило исключить переходной конденсатор между каскадами. Он обычно вносит заметные искажения в схемы усиления низкой частоты.
Схема микрофонного усилителя на микросхеме
Существует много конструкций микрофонного усилителя на микросхеме. Чаще всего в устройствах применяются операционные усилители, но имеются интегральные компоненты представляющие собой готовый микрофонный канал. Примером такой конструкции является специализированная малошумящая микросхема усилитель микрофонаMAX9814.Она имеет следующие параметры:
- Программируемый коэффициент усиления – 40, 50 и 60 дБ
- Гармонические искажения – 0,04%
- Встроенный источник питания для электретного микро – 2 В
- Температурный диапазон — +80- –400С
- Имеется автоматическая регулировка усиления
Для самостоятельного повторения подойдут схемы на интегральных операционниках.
Схема собрана на отечественном ОУ 157УД2. Это микросхема с очень маленьким уровнем собственных шумов не критичная к напряжению питания.
Высококачественный канал предназначен для работы с электретными микрофона всех типов. В нём используется ОУ BA4558 или JRS4558. Конденсаторы С1 и С4 по 0,22 мкФ. Схема отличается высокой чувствительностью. Не требует регулировки и начинает работать сразу после подачи напряжения питания. В следующем устройстве используется микросхема для микрофона К538УН3Б.
Она очень простая, так как в ней отсутствуют резисторы и для её сборки потребуется только микросхема и четыре конденсатора. Напряжение питания можно снизить до 3 вольт без больших потерь усиления. При повторении конструкций нужно выполнять подключение усилителя микрофона экранированным проводом и экран соединить с корпусом устройства.
Усилитель с микрофонным входом
Низкочастотные конструкции, предназначенные для усиления сигналов звуковой частоты, всегда оборудуются одним или несколькими микрофонными входами. Это самые чувствительные входы звукового канала.
При работе внешних звуковых устройств следует избегать подключения девайсов с большими уровнями выходного сигнала к микрофонным входам УНЧ. Это может вызвать отказ входных транзисторов или интегральных микросхем.
Профессиональные устройства оснащены разъёмами XLRкоторые позволяют подавать фантомное питание на конденсаторные микрофоны.
Читать
Пестриков В.М.
- «ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЯ»
- ОСНОВЫ СХЕМОТЕХНИКИ И СЕКРЕТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ
- издание 2-е, дополненное и переработанное
Уважаемые читатели!
Историки науки и техники наверняка назовут 20 век веком радиоэлектроники наряду с другими его особенностями. Действительно, основополагающие исследования русского ученого А. С. Попова в конце 19 века стали той благодатной почвой, на которой развилась радиоэлектроника нашего столетия.
Представить сегодняшнюю жизнь без радиоэлектроники довольно трудно. Она вошла в наш быт и стала его неотъемлемой составляющей. Проявить интерес к радиоэлектронике и сделать первые самостоятельные практические шаги в этой области поможет сделать эта книга.
Книга может быть полезна как школьникам, выбирающим свой путь в жизни, так и студентам, собирающихся работать в различных областях радиоэлектроники, а также всем желающим, независимо от возраста, проявляющим интерес к этой области знаний.
Она может быть полезна и бизнесменам, желающим получить полезные рекомендации в приобретении радиостанций Си-Би диапазона или пришедших к мысли, что для дальнейшего процветания собственного дела им необходимо обязательно открыть частную радиовещательную станцию.
Как создать коммерческую радиовещательную станцию рассказано в этой книге с берегов Невы, на которых еще до революции 1917 года было налажено производство самых мощных в мире радиостанций конструкции С. А. Айзенштейна.
Книга построена в виде отдельных шагов (глав). Каждый шаг представляет законченный раздел и может читаться независимо от других разделов. Включенные в книгу описания радиолюбительских конструкций расположены в порядке возрастания сложности их изготовления и уровня необходимых знаний.
Дается подробное описание, технология изготовления и методика налаживания конструкций. Рассказано, как проводить налаживание самодельных устройств в домашних условиях и какие несложные приборы для этих целей можно изготовить самому.
Для облегчения конструирования приведены необходимые справочные данные по радиокомпонентам и радиодеталям.
Помещенный в конце книги словарь терминов радиоэлектроники призван помочь при чтении этой книги.
В процессе чтения книги может встретиться слово из области радиоэлектроники, смысл которого вам непонятен и его нет в приведенном словаре, тогда следует обратиться в библиотеку и посмотреть специальный энциклопедический словарь по радиоэлектронике.
Если после прочтения книги вы обретете новое для себя увлечение (хобби), которое в результате станет вам большим подспорьем в жизни и к тому же будет еще приносить вам экономическую выгоду, то автор может считать выполненной свою миссию в сеянии доброго, разумного, вечного.
Предисловие ко второму изданию
Первое издание «Энциклопедия радиолюбителя» было благожелательно встречено читателями и быстро разошлося.
Во втором издании книги сделаны небольшие исправления замеченных опечаток, некоторые описания радиоэлектронных устройств дополнены монтажными схемами, а также добавлены описания новых конструкций и новая глава по DX-ing. В книге подробно отражены вопросы о порядке регистрации и эксплуатации любительской радиостанции.
Автор благодарен всем тем, кто прислал и высказал свои замечания и пожелания по книге, что способствовало ее улучшению. Особая моя признательность инженеру В.Ю.Карташову из Санкт-Петербурга и к.м.н. Вадиму Мельнику из Донецка за общее обсуждение книги и высказанные при этом полезные соображения, которые нашли отражение во втором издании.
Пестриков В. М., профессор, доктор технических наук,
г. Санкт-Петербург, Россия.
Предмет интереса. «Радио»? «Откуда»?
«Чудесная это штука — радио. Нажмешь кнопку, повернешь рукоятку и на-ка, все к твоим услугам: музыка, погода на завтра, последние новости».
А. Некрасов. Приключения капитана Врунгеля.
Минуло уже более 100 лет как радиосвязь благодаря усилиям многих ученых, заняла прочное место в жизни человечества. Изобретение, сделанное русским ученым А. С.
Поповым, оказалось настолько плодотворным, что породило новые научные направления и отрасли промышленности. Это привело к появлению новых словосочетаний со словом «радио».
Сейчас все, что связано с этим понятием, мы знаем достаточно полно. Это — радиосвязь, радиотехника, радиоэлектроника и многое другое.
Слово «радио» стали употреблять почти на 20 лет раньше появления самого изобретения, которое оно потом олицетворило. Термин «радио» (от латинского radius — луч, radio, radiare — излучать, испускать лучи) в современном понятии подразумевает способ передачи сообщений на расстояния с помощью радиоволн.
До этого этот термин использовался в физике в качестве приставки. Применил приставку «радио» впервые известный английский физик и химик Вильям Крукс (William Crooks). Будучи уже 9 лет членом Лондонского королевского общества, он в 1872 году начал исследования проблемы возникновения отталкивающих сил в нагретых телах.
Исследование затронуло широкий спектр вопросов, в том числе распространение электрического разряда в сильно разряженных газах. Все это позволило обнаружить доселе неизвестные световые и тепловые явления. Понимание открытых явлений основывалось В. Круксом на предположении существования четвертого, «лучистого» состояния.
Хотя такое объяснение и не нашло своего подтверждения, но оно способствовало появлению такого прибора, как радиометр (рис. 1).
Рис. 1. РАДИОметр
Радиометр представлял собой грушевидный сосуд, в котором находилась вертушка с четырьмя слюдяными лопастями. Вертушка вращалась на острие иглы, подобно стрелке компаса.
Слюдяные крылья были закопчены и вертушка начинала вращаться, когда на нее падали свет, катодные или рентгеновские лучи. Радиометр появился в 1874 году и, по всей видимости, это было первое слово, в котором использовалась приставка «радио». За проведенные исследования В.
Крукс удостоился премии французской академии наук в размере 3000 франков.
Английскому ученому немалую известность принесли не только проведенные исследования, но еще статьи и речи, как ни странно, в защиту реальности спиритических явлений, которые он пытался исследовать с помощью экспериментальных методов. Научная известность В. Крукса во многом способствовала распространению спиритизма.
Изобретатель современного телефона, американец Александр Белл (Alexander Graham Bell), оказался так же как и В. Крукс причастен к «радио». А.
Белл вместе со своим сотрудником Саммером Тайнером (Summer Tainter) проведя эксперименты обнаружил, что твердые, жидкие и газообразные тела могут издавать звуки, если на них направить прерывистые пучки световых или тепловых лучей. В 1880 году преподаватель политехнической школы телеграфного управления в Париже Е.
Меркадье (Ernest Mercadier) дал такого рода явлениям название «радиофония» и издал книгу «Заметки о радиофонии». Прибор для воспроизведения такого рода явлений получил название «радиофон» (рис. 2).
Рис. 2. Устройство РАДИОфона
Радиофон можно сделать и самому. Для этого в стеклянную пробирку необходимо вложить небольшой кусочек закопченной фольги, закрыть пробирку пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка, на наружный конец которой надета резиновая трубка длиной около 20 мм.
Если теперь на пробирку направить свет лампы, перед которой вращается диск с прорезями, то поднеся резиновую трубку к уху можно услышать тон. Высота тона будет зависеть от скорости вращения диска: чем больше скорость, тем выше тон. Как видим в экспериментах В. Крукса и А.
Белла использовались источники, испускающие световые, тепловые и другие лучи, то есть соответствующие определению слова «радио».
Загрузка...
