После тщательного анализа возникшей проблемы, мы пришли к заключению, что данная ситуация обусловлена чрезмерным упрощением конструкции, произведённой производителем. При покупке устройства за сумму от 100 до 500 рублей клиент, по сути, получает лишь основную часть — электретный микрофонный блок (или капсюль), но без необходимой электронной «обертки», которая отвечает за обработку и усиление сигнала.
Что такое электретный микрофон
Электретный микрофон представляет собой устройство, в котором используется тонкая пленка из гомоэлектрина. Эта пленка либо помещается в зазоры конденсаторного микрофона, либо наносится на одну из его обкладок. Главная функция такой пленки заключается в создании постоянного электрического заряда, который необходим для работы устройства. Когда диафрагма микрофона смещается под воздействием звука, это вызывает изменения емкости конденсатора, что в свою очередь приводит к изменению напряжения, соответствующего акустическому сигналу.
Поскольку большинство современных микрофонов оснащено предварительными усилителями, крайне важно соблюдать полярность подключения и обеспечивать питание для транзисторов, входящих в состав этих усилителей. Это часто достигается путем применения фантомного питания, которое подается на микрофон. Например, некоторые звуковые карты могут предоставлять фантомное питание на своих микрофонных входах. Кроме того, есть модели электретных микрофонов, которые обладают автономным источником питания в виде батареи или аккумулятора, что делает их портативными и удобными в использовании.
Схема микрофонного усилителя на микросхеме
Существует множество схем микрофонных усилителей, реализованных на кристалле. В большинстве случаев используются функциональные усилители, однако также существуют интегрированные компоненты, в которых предусмотрены полноценные каналы для работы микрофонов. Ярким примером такой конструкции можно считать микросхему MAX9814, являющуюся малошумящим усилителем, специально разработанным для микрофонов.
- Программируемый коэффициент усиления: 40, 50 и 60 дБ
- Гармоническая деформация: 0,04%.
- Разрешенное питание встроенного электретного микрофона: 2 В
- Температурный диапазон от +80 до -40°C
- Функция автоматического управления усилением.
Встроенная схема операционного устройства подходит не только для монтажа, но и для самостоятельного использования в различных проектах.
Схема может быть основана на бытовом усилителе 157UD2. Эта микросхема отличается очень низким уровнем шума, что делает ее незаметной даже при низком напряжении питания.
Высококачественные каналы усилителей предназначены для работы с разнообразными электретными микрофонами. Примером могут служить операционные усилители Opus BA4558 или JRS4558. Конденсаторы C1 и C4 имеют одинаковую ёмкость в 0,22 мкФ, что обеспечивает высокую чувствительность схемы. Настройка устройства не требуется — оно начинает функционировать сразу после подключения к источнику питания. В качестве упрощённого решения можно использовать схему на микросхеме K538UN3B.
Эта схема очень проста; в её состав входят только сама микросхема и четыре конденсатора. Напряжение питания для неё может быть понижено до 3 вольт без значительной потери уровня усиления. При создании подобного микрофонного усилителя важно использовать экранированный кабель для соединения, при этом экран должен соединяться с корпусом устройства для обеспечения электромагнитной защиты.
Штекеры микрофонов
Для подключения микрофонов используются различные типы гнезд, которые представляют собой стандартные соединения для передачи аналогового аудиосигнала. Рассмотрим три основные модификации:
TRS 3,5 мм.
Штекеры типа TRS часто применяются в мультимедийных микрофонах низкого класса, и они совместимы с ноутбуками, которые оборудованы стандартными разъёмами.
TRRS 3,5 мм.
Штекеры TRRS имеют большую площадь контакта по сравнению с TRS, и чаще всего используются в мобильных телефонах и игровых гарнитурах. Адаптированные для комбинированного разъёма, такие штекеры требуют переходники, если, например, ноутбук использует TRRS, а микрофонный кабель TRS (или наоборот). Многие производители игровых гарнитур, как, например, Razer с моделью Kraken Pro, предлагают устройства, оснащенные кабелями обоих типов, что позволяет без труда подключать их к различным устройствам.
TS 6,3 мм.
Штекеры диаметром 6,3 мм используются в микрофонах для караоке. Для их подключения к стандартному 3,5-мм разъему потребуется переходник.
USB-микрофоны
USB-микрофоны представляют собой цифровые устройства, которые основываются на работе цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП). Их подключение к компьютерам с операционными системами Windows и macOS очень простое, поскольку система автоматически распознает их без необходимости перезагрузки. USB-устройства, как правило, предназначены для различных задач, включая аудиоконференции, запись подкастов и использование на улице. Среди полуспециализированных моделей можно отметить Samson G-Track Pro, который является универсальным микрофоном, адаптированным для записи речи и музыкальных инструментов. Этот микрофон поддерживает ЦАП с разрешением 24 бит/96 кГц и может питаться напрямую от USB. Он также оснащен входом для подключения инструментов и имеет переключатель регулировки чувствительности и направленности.
Соединения XLR или Cannon предназначены для использования в сценическом или студийном оборудовании. Такие устройства также могут использоваться совместно с ноутбуками при наличии соответствующих кабелей. Однако важно помнить, что в этих случаях должен использоваться динамический микрофон. Для подключения динамических моделей с XLR разъёмом требуется фантомное питание +48 В, которое можно получить через микшерный пульт или промежуточное устройство MicSound.
Существует множество схем для построения микрофонных усилителей на кристалле. В основном используются функциональные усилители, однако также существуют интегрированные комплекты, содержащие полноценные микрофонные каналы. Пример такой конструкции — чип MAX9814, именно это микросхема предназначена для работы с малошумящими микрофонами.
Что такое электретный микрофон
Принцип функционирования электретного микрофона во многом схож с принципом работы конденсаторного микрофона, но основные отличия заключаются в том, что электретные микрофоны не требуют источника внешнего питания. Во время своей работы диафрагма таких микрофонов получает электрическую зарядку, и для обеспечения питания достаточно небольшого напряжения порядка 1,5 вольт, создаваемого батареей, которая подключена к микрофону.
Электретный микрофон — это специфический тип конденсаторного микрофона. Он используется как в профессиональных, так и в любительских студиях, а также в устройствах для записи звука и других приборах. Эти микрофоны входят в состав множества радиоэлектронных устройств, как для профессионального, так и для повседневного использования, часто их применяют в системах коротковолновой связи. Преимущества электретных микрофонов заключаются в их высокой надежности, малом весе и равномерной частотной характеристике (АЧХ), что делает их очень удобными в различных приложениях.
Устройство электретных микрофонов
Электретные микрофоны состоят из конденсаторных элементов, которые работают с фиксированным числом пластин, сделанных из очень тонкой полиэтиленовой пленки и закрепленных на металлическом кольце. На эту пленку подается электрический заряд, который проникает на небольшую глубину и создает статическую нагрузку, способную сохраняться в течение длительного времени. Эти материалы, жёстко заряженные статическим электричеством, называют «электретами», что и дало название микрофону.
На поверхность пленки наносится очень тонкий металлический слой, который служит одним из электродов. Другим электродом является металлический цилиндр, расположенный в плоской поверхности, которая размещается сбоку от пленки. Вибрации, создаваемые звуковыми волнами, могут вызвать изменение электричества между этими электродами. Поскольку ток в этом случае является очень малым, а выходное сопротивление может достигать гигаомметров, сигнал, производимый микрофоном, становится сложно передать без дополнительного усиления.
Чтобы соединить высокое сопротивление микрофона с низким сопротивлением усилителя, обычно применяются специальные каскады на базе полевых транзисторов (монополярных). Такие схемы помещаются прямо в корпус капсюля микрофона, который подразумевает наличие соответствующего слоя, как у самого устройства. Корпус самих микрофонов обычно изготавливают из металла, что обеспечивает защиту от внешних электрических полей и механических повреждений.
Чтобы выяснить, подходит ли данный усилитель для подключения к микрофону, достаточно подключить его к измерительному прибору (мультиметру). Если при этом появится напряжение в диапазоне 2-3 вольта, это подтверждает совместимость усилителя с электретным микрофоном.
Принцип работы и конструкция
Электретные микрофоны действуют по принципу, который схож с работой конденсаторных, однако в отличие от последних, для них характерно использование постоянного напряжения, обеспечиваемого электрической нагрузкой, наложенной на мембрану в виде тонкого слоя. Этот заряд может сохраняться на протяжении длительного времени, иногда даже до 30 лет и более.
Работа электретных микрофонов возлагается на способность ряда материалов с высокой диэлектрической проницаемостью изменять свою поверхностную зарядку под воздействием звуковых волн. Такие устройства имеют очень высокое сопротивление и могут быть подключены к усилителям, обладающим высоким входным сопротивлением. Они могут различаться по конструктивным особенностям, в зависимости от материалов и принципов, применяемых в их производстве.
Электретные микрофоны используют разные материалы, которые способны изменять свою поверхность и нагрузку под влиянием звуковых волн. Все используемые в производстве материалы обладают высокой диэлектрической проницаемостью.
Особенности подключения
Для подключения микрофонов часто применяются типовые схемы предусилителей на базе транзисторов с полевым эффектом. Внешнее напряжение питания подводится к выходу, а конденсатор отделяет переменную составляющую сигнала, чтобы выходной сопротивление было корректно настроено через резистор, ответственный за работу транзистора.
В отличие от динамических микрофонов, имеющих сравнительно низкое электрическое сопротивление катушки (в пределах 50 Ом до 1 кОм), электретные микрофоны характеризуются чрезвычайно высоким импедансом (еще и с емкостным характером, порядка десятков пикофарад), что и обусловливает их обязательное подключение к усилителям с высоким входным сопротивлением. Практически во всех конструкциях электретных микрофонов установлен предусилитель (устройство для преобразования сопротивления или согласования импедансов) на основе полевых транзисторов, значительно реже — на миниатюрных радиолампах. Такой предусилитель имеет входное сопротивление на уровне примерно 1 ГОм и выходное сопротивление в сотни Ом, находясь в непосредственной близости от капсюля. Несмотря на отсутствие необходимости в поляризующем напряжении, такие микрофоны все равно требуют внешнего источника питания для своего функционирования.
Ссылки
Фонд Викимедиа. 2010.
Простота использования.
Смотреть что такое «электретный микрофон» в других словарях.
Электретный микрофон — это тип микрофона, в котором в качестве активного элемента используется пластиковый полимер, называемый «электрет», который может поляризоваться под воздействием напряжения питания. Чувствительность этих микрофонов при частоте до 1 кГц составляет 60 дБ.
Электретный микрофон — это устройство, которое активно применяется в области радиопередачи и звукозаписи. Он функционирует, изменяя электрическую емкость между электродами, которые разделены электродным материалом. Стандарты, такие как ГОСТ 19472 88, регулируют специфику применения таких микрофонов в телефонной сети.
Электретный микрофон может также классифицироваться как телефонный микрофон, основанный на изменениях электрической емкости между электродами, разделенными материалами, которые также могут быть определены в соответствующих стандартах.
Микрофон — это оборудование, предназначенное для преобразования звуковых волн в электрические сигналы. Микрофоны активно используются в телефонии, радиовещании, телевидении, в системах усиления и записи звука. Существует множество типов микрофонов, таких как угольные, динамические, пьезоэлектрические и, конечно же, электретные, каждый из которых применяется в зависимости от конкретных задач и характеристик.
В общем, микрофон играет ключевую роль в системах звукового воспроизведения и обработки, позволяя пользователям превращать звуковые волны в электрические сигналы. Работы, посвященные разнообразным типам микрофонов, активно изучаются как в научной, так и в технической литературе.
Электретный телефонный микрофон используется в системах, где необходимо изменять электрическую емкость между электродами, разделенные соответствующими электродными материалами, что регулируется через стандарты, такие как ГОСТ 19472 88.
Микрофон, представляющий собой звуковой рецептор, преобразует звуковые волны в электрические сигналы, предоставляя множество возможностей в различных сферах, включая телефонную связь, радиовещание, сценарии усиления звука и технологий записи звука.
