Мікрофони класифікуються за ознакою перетворення акустичних коливань в електричні і підрозділяються на електродинамічні, електромагнітні, електростатичні (конденсаторні і електретних), вугільні та п'єзоелектричні.
Мікрофони характеризуються такими параметрами:
- Чутливість мікрофона це відношення напруги на виході мікрофона до впливу на нього звуковому тиску при заданій частоті (як правило 1000 Гц), виражене в мілівольтах на паскаль (мВ / Па). Чим більше це значення, тим вище чутливість мікрофона.
- Номінальний діапазон робочих частот -діапазон частот, в якому мікрофон сприймає акустичні коливання і в якому нормуються його параметри.
- Нерівномірність частотної характеристики -різницю між максимальним і мінімальним рівнем чутливості мікрофона в номінальному діапазоні частот.
- Модуль повного електричного опору -нормірованное значення вихідного або внутрішнього електричного опору на частоті 1 кГц.
- Характеристика спрямованості -залежність чутливості мікрофона (у порожній частині на певній частоті) від кута між віссю мікрофона і напрямком на джерело звуку.
- Рівень власного шуму мікрофона -виражена в децибелах відношення ефективного значення напруги, обумовленого флуктуаціями тиску в навколишньому середовищі і тепловими шумами різних опорів в електричній частині мікрофона, до напруги, що розвивається мікрофоном на навантаженні при тиску 1 Па при впливі на мікрофон корисного сигналу з ефективним тиском
0,1 Па.
- широкий частотний діапазон;
- малу нерівномірність частотної характеристики;
- низькі нелінійні і перехідні спотворення;
- високу чутливість;
- низький рівень власних шумів.
Рис 1.
Схема включення конденсаторного мікрофона.
На рис. 1 наведена схема, яка пояснює принцип роботи конденсаторного мікрофона. Виконані з електропровідного матеріалу мембрана (1) і електрод (2) розділені ізолюючим кільцем (3) і являють собою конденсатор. Жорстко натягнута мембрана під впливом звукового тиску здійснює коливальні рухи щодо нерухомого електрода. Конденсатор включений в електричний ланцюг послідовно з джерелом напруги постійного струму GB і активним опором навантаження R. При коливаннях мембрани ємність конденсатора змінюється з частотою впливає на мембрану звукового тиску. В електричному ланцюзі з'являється змінний струм тієї ж частоти і на опорі навантаження виникає змінна напруга, що є вихідним сигналом мікрофона.
Електретні мікрофони за принципом роботи є тими ж конденсаторними, але постійна напруга в них забезпечується зарядом Електрети, тонким шаром нанесеного на мембрану і зберігає цей заряд тривалий час (понад 30 років).
Оскільки електростатичні мікрофони володіють високим вихідним опором, то для його зменшення, як правило, в корпус мікрофона вбудовують витоків-вий повторювач на польовому n-канальному транзисторі з р-п переходом. Це дозволяє знизити вихідний опір до величини не більше 3 + 4 кОм і зменшити втрати сигналу при підключенні до входу підсилювача сигналу мікрофона. На рис. 2 приведена внутрішня схема електретного мікрофона з трьома висновками МСЕ-3.
Мал. 2
Внутрішня схема електретного мікрофона МКЕ-3.
У електретних мікрофонів з двома висновками вихід мікрофона виконаний за схемою підсилювача з відкритим стоком.
Мал. 3.
Внутрішня схема електретного мікрофона МКЕ-389-1.
Мал. 4.
Схема підключення електретних мікрофонів з двома висновками.
На рис. 3 приведена внутрішня схема електретного мікрофона з двома висновками
МСЕ-389-1. Схема підключення такого мікрофона приведена на рис. 4. За цією схемою можна підключати практично всі електретних мікрофони з двома висновками, і вітчизняні та імпортні.
У таблиці наведено їх технічні характеристики.
параметри мікрофонів
Струм споживання мікрофона МЕК-1 не більше 0,2 мА, МСЕ-377-1 і МСЕ-378 не більше 0,35 мА. Струм мікрофонів М1-А2, М1-Б2 і М-7 не більше 70 мкА.
Відмінність мікрофона МКЕ-332 від МСЕ-333 в тому, що МСЕ-332 односторонненаправленний, а МСЕ-333 ненаправленої.
Коефіцієнт гармонік на частоті 1000 Гц при звуковому тиску 3 Па для мікрофонів МСЕ-377-1 і МСЕ-389-1 не більше 4%, МСЕ-378 не більше 1%.
Нерівномірність частотної характеристики чутливості в номінальному діапазоні частот для мікрофона МКЕ-3 не більше 12 дБ, а для М1-А2, М1-Б2, МЕК-1 і МСЕ-389-1 не більше ± 2 дБ.
Мал. 5.
Допускового область частотної характеристики мікрофона МКЕ-377-1.
Мал. 6.
Допускового область частотної характеристики мікрофона МКЕ-378.
На малюнку 3 показана схема підключення конденсаторного мікрофона, за такою ж схемою я підключався вугільний мікрофон. Працює сильніше динамічного мікрофона.
