驻极体话筒原理知识

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驻极体话筒原理知识
1、概述
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点,广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高,所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器,为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
2、构造与原理
驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。
声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片,在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后,两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外,与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样,蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时,引起电容两端的电场发生变化,从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小,一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc=1/2~tfc),约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅
极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样,驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S,一般用蓝塑线,漏极D,一般用红塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。
3、驻极体话筒与电路的接法有两种:
源极输出与漏极输出。源极输出类似晶体三极管的射极输出。需用三根引出线。漏极D 接电源正极。源极S与地之间接一电阻Rs来提供源极电压,信号由源极经电容C输出。编织线接地起屏蔽作用。源极输出的输出阻抗小于2k,电路比较稳定,动态范围大。但输出信号比漏极输出小。漏极输出类似晶体三极管的共发射极放入。只需两根引出线。漏极D与电源正极间接一漏极电阻RD,信号由漏极D经电容C输出。源极S与编织线一起接地。漏极输出有电压增益,因而话筒灵敏度比源极输出时要高,但电路动态范围略小。
Rs和RD的大小要根据电源电压大小来决定。一般可在2.2~5.1k间选用。例如电源电压为6V时,Rs为4.7k,RD为2。2k。图3输出电路中,若电源为正极接地时,只须将D、S对换一下,仍可成为源、漏极输出。一声控电路前置放大级中驻极体话筒的源极输出和漏极输出的两种不同的接法,最后要说明一点,不管是源极输出或漏极输出,驻极体话筒必须提供直流电压才能工作,因为它内部装有场效应管。
4、驻极体话筒极性的判别
关于驻极体电容式话筒的检测方法是:首先检查引脚有无断线情况,然后检测驻极体电容式话筒。驻极体话筒体积小,结构简单,电声性能好,价格低廉,应用非常广泛。驻极体话筒的内部结构如图所示。由声电转换系统和场效应管两部分组成。它的电路的接法有两种:源极输出和漏极输出。源极输出有三根引出线,漏极D接电源正极,源极S经电阻接地,再经一电容作信号输出;漏极输出有两根引出线,漏极D经一电阻接至电源正极,再经一电容作信号输出,源极S直接接地。所以,在使用驻极体话筒之前首先要对其进行极性的判别。
在场效应管的栅极与源极之间接有一只二极管,因而可利用二极管的正反向电阻特性来判别驻极体话筒的漏极D和源极S。
将万用表拨至R×1kΩ档,黑表笔接任一极,红表笔接另一极。再对调两表笔,比较两次测量结果,阻值较小时,黑表笔接的是源极,红表笔接的是漏极。
驻极体话筒灵敏度检测
在收录机、电话机等电器中广泛应用的驻极体话筒,其灵敏度直接影响送话和录放效果。这类话筒灵敏度的高低可用万用表进行简单测试。
智能仓储立体仓库设计将万用表拨至R×100档,两表笔分别接话筒两电极(注意不能错接到话筒的接地极),待万用表显示一定读数后,用嘴对准话筒轻轻吹气(吹气速度慢而均匀),边吹气边观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大,话筒灵敏度就越高,送话、录音效果就越好。若摆动幅度不大(微动)或根本不摆动,说明此话筒性能差,不宜应用。对于三根引脚驻极体电容式话筒检测方法同上,只是黑表棒接输出引脚2脚,红表棒接引脚3脚。
5、驻极体话筒原理(图)
驻极体话筒体积小,结构简单,电声性能好,价格低廉,应用非常广泛。
原理图(图1) 结构图(图2)
高分子极化膜上生产时就注入了一定的永久电荷(Q),由于没有放电回路,这个电荷量是不变的,在声波的作用下,极化膜随着声音震动,因此和背极的距离也跟着变化,也就是锁极化膜和背极间的电容是随声波变化。
我们知道电容上电荷的公式是Q=C×V,反之V=Q/C也是成立的。驻极体总的电荷量是不变,当极板
在声波压力下后退时,电容量减小,电容两极间的电压就会成反比的升高,反之电容量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。最后再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来,同时进行放大,我们就可以得到和声音对应的电压了。由于场效应管时有源器件,需要一定的偏置和电流才可以工作在放大状态,因此,驻极体话筒都要加一个
直流偏置才能工作。
高压消谐装置
6、驻极体话筒选配
驻极体话筒价格很低,损坏后做更换处理,关于驻极体话筒选配要注意以下几点: (1)、两根和三根引脚的驻极体话筒之间不能直接替代,一般情况下也不做改动电路的代替。(2)、这种话筒没有型号之分,相同引脚数的话筒可以代替,只是存在性能上的差别。
驻极体话筒的四种连接方式
动圈式麦克风与电容式麦克风音头的简要比较
比较项目动圈式麦克风电容式麦克风
设计原理利用电磁发电原理,将音圈搭载于振
动膜上,再置于磁铁的磁场间,将振
动膜感应的声音,经由音圈间接转换
识别腕带
为电能讯号。
利用电容器充放电原理,由超轻薄的
振动膜感应的音压,直接改变极间电
压,转换成电能讯号。
振动膜因振动膜必须负载比本身重达百倍以甲基化分析
上的音圈,不能用得太轻薄,所以振
动膜的总重量比电容式大千倍以上。
采用厚度约动圈式的十分之一以下,
总重量约千分之一以下的超轻薄振动
膜直接感应音压,展现极优越的物理
特性。
音圈使用音圈负载于振动膜上,将感应的
音压转换成电能讯号。
完全不需要音圈。
讯号输出由音圈直接输出或经由耦合变压器输
出。
由场强晶体管(FET)或真空管耦合输
出。
频率响应因厚重的振动膜及音圈,高音域无法因超轻薄的振动膜,直接感应音压转
延伸;因音圈的阻抗及磁场的转换效率随频率的下降而衰减,低音域响应亦随之劣化。 换电能讯号,所以频率响应可以由超低频延伸到超音波。
灵敏度由于振动膜的厚重及音圈的极限,对
微弱的声音感应迟钝,转换电能的灵
敏度低。
电暖手套
振动膜极为轻薄,又没有音圈的负载,
对极微弱的声音感应非常灵敏,转换
电能的灵敏度高。
触摸杂音因厚重的振动膜及音圈,对触摸杂音
难以克服,严重影响正常音质。
振动膜极为轻薄,对触摸杂音的消除
具有绝佳的特性。
坚固耐摔音头体积大、重量重,不慎碰撞或掉
落地面的故障率高。
音头的材质轻巧,重量约只有动圈式
的数十分之一,掉落地面的故障率极
低。
体积重量体积大、重量重的缺点。 具有体积超小型、重量轻巧的优点。
偏压不需要 需要极间电压及耦合电路的电源
瞬时响应特性振动膜及负载的音圈,总重量比电容
式大千倍以上,对音压的反应迟钝,
有如满载的货车,起跑及煞车的动作陶瓷滤波器
迟钝,瞬时响应时间较长。
因振动膜极为轻薄,对音压的反应快
速,就像空载的跑车,起跑及煞车的
动作展现灵活,瞬时响应时间快速。
音因瞬时响应特性较慢,音展现比较
柔润、朦胧,会让演唱的歌声,好像
在一层薄雾之下的朦胧景一般,展
现原音的分辨率比较柔化的音。
因瞬时响应特性较快,音展现极为
清晰、亮丽,有实力的演唱者选用电
容式麦克风,可以展现天生优美的声
喉,让演唱的歌声,好像在阳光普照
之下的景一般,展露清晰明媚,令
人陶醉在那高分辨率、犀利优美的音
应用较适合在摇滚乐人声歌唱之类及背景
杂音较大而音响较剧烈之室外环境使
用。
除了适合各种场合的人声演唱外,在
语音扩音的应用,更能达到最清晰强
劲及没有『箱音』的语音效果;特别
在收录敲击乐器或频率较高的管弦乐
器及在背景杂音较低的音乐厅、剧院、
录音室或需要最佳音质的场所,电容
式麦克风是最能发挥特点。

本文发布于:2023-06-02 00:57:15,感谢您对本站的认可!

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