W poście wyjaśniono, jak działają elektretowe urządzenia mikrofonowe, poprzez odpowiednie schematy i wzory.
Co to jest mikrofon
Mikrofon to urządzenie zaprojektowane do przekształcania słabych wibracji dźwięku w drobne impulsy elektryczne, które mogą być następnie wzmacniane przez wzmacniacz mocy nad głośnikiem, aby uzyskać głośniejszą reprodukcję dźwięku.
Najpowszechniejszą i wszechstronną formą urządzeń mikrofonowych stosowanych w obwodach elektronicznych są mikrofony elektretowe.
Te mikrofony mają miniaturowe rozmiary, są niezwykle czułe i są w stanie wychwytywać wibracje dźwiękowe lub reagować na nie pod każdym kątem, to znaczy z pełnego kąta 360 stopni.
Jak działają mikrofony elektretowe
- Mikrofon elektretowy składa się głównie z membrany, kilku elektrod i wbudowanego JFET.
- Membrana jest wykonana z cienkiego materiału teflonowego i jest również określana jako „elektret”, stąd nazwa elektret MIC.
- Ten elektret ma stały ładunek (C) i jest osadzony między dwiema elektrodami.
- Elektret wraz z dwiema elektrodami ma postać wrażliwego kondensatora zmiennego, którego zewnętrzna powierzchnia reaguje na drgania dźwięku, powodując zmianę pojemności na obu elektrodach.
- Fale dźwiękowe w postaci ciśnienia powietrza poruszają jedną z elektrod skierowaną w stronę otwartej strony MIC, powodując efektywne zmiany na płytach pojemnościowych.
- Chwilowa wartość zmieniającej się pojemności MIC staje się wprost proporcjonalna do ciśnienia akustycznego uderzającego w elektret w tym momencie.
Obliczanie pojemności MIC
Jak wspomniano wcześniej, ponieważ wartość ładunku na materiale teflonowym jest stała, różnica potencjałów powstająca na kondensatorze MIC staje się równoważna wartości, którą można wyrazić za pomocą następującego wzoru:
Q = C.V
Gdzie Q to ładunek (który jest ustalony dla elektretu)
C oznacza pojemność, podczas gdy V oznacza rozwinięty poziom napięcia lub różnicę potencjałów na elektrodach.
Z powyższego omówienia wynika, że wewnętrzna konstrukcja elektretowego MIC zachowuje się jak źródło napięcia sprzężonego z prądem przemiennym.
Większość mikrofonów elektretowych ma wbudowany tranzystor JFET, którego bramka jest połączona z kondensatorem elektretowym, tworząc bufor dla kondensatora mikrofonu.
Ponieważ ładunek kondensatora jest stały, ten bufor musi mieć bardzo wysoką impedancję i właśnie dlatego używany jest JFET.
Poniższy schemat przedstawia podstawowy układ okablowania wewnętrznego typowego mikrofonu elektretowego.
Wibracje dźwiękowe uderzające w kondensator elektretowy zmieniają jego pojemność, wytwarzając napięcie modulujące dla bramki JFET, oznaczone jako Vg .
Ta modulacja zmienia bieżący wzór przepływu w dren / źródło JFET, reprezentowany jako Imic .
Rezystor stabilizujący RG można również zobaczyć połączone wewnętrznie przez bramkę i źródło JFET, zapewnia się, że ten rezystor ma niezwykle wysoką wartość, aby uniknąć bocznikowania wyjścia elektretowego dla bramki JFET.
Przekrój wewnętrznej struktury elektretowego MIC
Poniższy rysunek przedstawia przekrój przykładowego elektretowego MIC.
Jedna z elektrod jest formowana przez metalizację jej warstwy na naładowanej warstwie polimeru.
Ta metalizowana warstwa jest połączona z obudową MIC poprzez metalową podkładkę.
Obudowa MIC jest z kolei połączona z przewodem źródłowym wewnętrznego JFET-u.
Druga płyta kondensatora lub druga elektroda jest wykonana przy użyciu metalowej płytki tylnej, którą można zobaczyć oddzieloną od metalizowanej warstwy warstewki za pomocą podkładki z tworzywa sztucznego. Ta płytka jest następnie połączona z zaciskiem bramki JFET
Fale dźwiękowe uderzające w tę płytę generują na niej poziom naprężenia, zmieniając w ten sposób odległość między elektrodami pojemnościowymi i powodując równoważną różnicę potencjałów na nich.
To zmienne napięcie na drenach tranzystora JFET jest wykorzystywane jako wyjście dla kolejnego stopnia obwodu przedwzmacniacza, który dodatkowo wzmacnia je do poziomu, który może być odtwarzany przez głośnik, i można usłyszeć wzmocnioną wersję fal dźwiękowych.
Skład wewnętrzny elektretowego mikrofonu
Poniższe obrazy przedstawiają rzeczywiste części zastosowane wewnątrz typowego elektretowego mikrofonu
Jeśli masz więcej pytań dotyczących działania mikrofonów elektretowych, nie wahaj się ich zamieścić w komentarzach.
Poprzedni: Aktywowany laserowo obwód bezpieczeństwa alarmu połączenia GSM Dalej: Prosty obwód ochraniacza lodówki
