文章通过适当的图表和公式解释驻极体传声器装置的工作原理。
什么是麦克风
麦克风是一种设计用来将微弱的声音振动转化为微小的电脉冲的设备,然后可以通过扬声器上的功率放大器放大,以实现更响亮的声音再现。
在电子电路中使用的最常见和最通用的传声器装置形式是驻极体传声器。
这些麦克风是微型的,非常敏感,能够从所有角度捕捉或响应声音振动,也就是360度角。
驻极体麦克风如何工作
- 驻极体麦克风主要由一个膜片、一对电极和一个内置的JFET组成。
- 膜片由薄特氟龙材料制成,也被称为“驻极体”,因此被称为驻极体MIC。
- 该驻极体具有固定的电荷(C),并嵌入两个电极之间。
- 带有两个电极的驻极体采用敏感的可变电容器的形式,其外表面对声音振动作出反应,使两个电极之间的电容变化。
- 声波以气压的形式移动一个面向MIC开口一侧的电极,在电容板上造成有效的变化。
- MIC变化电容的瞬时值与该瞬间击中驻极体的声压成正比。
麦克风电容计算
如前所述,由于特氟龙材料上的电荷值是固定的,因此MIC电容器上的电位差等价于以下公式所示的值:
看过Q =的简历了
其中Q为电荷(驻极体的电荷是固定的)
C表示电容,V表示显示的电压水平或电极间的电位差。
上述讨论表明驻极体MIC的内部结构表现为交流耦合电压源。
大多数驻极体MICs具有内置JFET,其栅极与所述驻极体电容器连接,形成MIC的电容器的缓冲。
由于电容器的电荷是固定的,这个缓冲需要一个非常高的阻抗,这就是为什么JFET是使用的原因。
下图显示了典型驻极体麦克风的基本内部布线布局。
击打驻极体电容器的声音振动改变其电容,为JFET栅极产生调制电压,表示为Vg.
这种调制改变了通过JFET的漏极/源的电流流模式,表示为Imic.
稳定电阻RG也可以看到内部连接的门和JFET的源,这确保该电阻有一个极高的值,以避免分流的驻极体输出到JFET的门。
驻极体MIC内部结构剖视图
下图是一个例子驻极体MIC的截面切面图。
其中一个电极是通过在带电聚合物薄膜上的金属化层形成的。
该金属化层通过金属垫圈与MIC外壳连接。
MIC的外壳依次与内部JFET的源引线连接。
另一个电容器板或第二电极是通过使用背面金属板制成的,可以看到它被塑料垫圈从金属化层薄膜中分离出来。这个板然后连接到JFET的栅极端子
声波击中这块板产生应变水平,从而改变电容电极之间的距离,并在它们之间产生等效的电位差。
通过JFET漏极的变化电压被用作后续前置放大电路级的输出,该电路级进一步将其放大到可以通过扬声器再现的水平,放大后的声波可以被听到。
驻极体MIC的内部组成
下面的图片显示了典型驻极体MIC中实际使用的部分
如果你对驻极体麦克风的工作方式有更多的问题,请不要犹豫,在评论中提出。
Jukka Kahkonen说
有趣。这确实解释了很多。当读取驻极体麦克风胶囊数据表时,有“这是-58 dB模型”等。看起来所有的电话筒都很相似。差异只是维度和频率区域。但是这个“分贝值”是最重要的。这是什么意思呢?如。如果我做任何放大器,我如何使用这些信息,如果我想要精确和设计都使用“科学”?
Swagatam说
谢谢,在所有的eletret麦克风数据表中,分贝看起来几乎是一样的,所以我不确定它为什么会如此重要。我认为偏置电阻决定了MIC的灵敏度水平,可以很容易地调整。
特里说
伟大的文章。
你能详细谈谈全向麦克风和单向麦克风在结构上的不同吗?
谢谢,
特里
Swagatam说
谢谢你喜欢这篇文章。我还没有研究提到的主题,但我将尝试调查它和更新这里的信息,很快