駐極體話筒由聲電轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分組成。駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn),廣泛用于盒式錄音機(jī)、無(wú)線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高,所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器,為此駐極體電容式話筒在工作時(shí)需要直流工作電壓。
駐極體話筒工作原理
駐極體話筒工作原理:當(dāng)駐極體膜片遇到聲波振動(dòng)時(shí),就會(huì)引起與金屬極板間距離的變化,也就是駐極體振動(dòng)膜片與金屬極板之間的電容隨著聲波變化,進(jìn)而引起電容兩端固有的電場(chǎng)發(fā)生變化(U=Q/C),從而產(chǎn)生隨聲波變化而變化的交變電壓。由于駐極體膜片與金屬極板之間所形成的“電容”容量比較小(一般為幾十波法),因而它的輸出阻抗值(XC=1/2πfC)很高,約在幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與一般音頻放大器的輸入端相匹配的,所以在話筒內(nèi)接入了一只結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體三極管來(lái)進(jìn)行阻抗變換。通過(guò)輸入阻抗非常高的場(chǎng)效應(yīng)管將“電容”兩端的電壓取出來(lái),并同時(shí)進(jìn)行放大,就得到了和聲波相對(duì)應(yīng)的輸出電壓信號(hào)。駐極體話筒內(nèi)部的場(chǎng)效應(yīng)管為低噪聲專用管,它的柵極G和源極S之間復(fù)合有二極管VD,參見(jiàn)圖1(b)所示,主要起“抗阻塞”作用。由于場(chǎng)效應(yīng)管必須工作在合適的外加直流電壓下,所以駐極體話筒屬于有源器件,即在使用時(shí)必須給駐極體話筒加上合適的直流偏置電壓,才能保證它正常工作,這是有別于一般普通動(dòng)圈式、壓電陶瓷式話筒之處。
外形和種類:常用駐極體話筒的外形分機(jī)裝型(即內(nèi)置式)和外置型兩種。機(jī)裝型駐極體話筒適合于在各種電子設(shè)備內(nèi)部安裝使用。常見(jiàn)的機(jī)裝型駐極體話筒形狀多為圓柱形,其直徑有φ6mm、φ9.7mm、φ10mm、φ10.5mm、φ11.5mm、φ12mm、φ13mm多種規(guī)格;引腳電極數(shù)分兩端式和三端式兩種,引腳形式有可直接在電路板上插焊的直插式、帶軟屏蔽電線的引線式和不帶引線的焊腳式3種。如按體積大小分類,有普通型和微型兩種。
工作電壓:Uds 1.5~12V,常用的有1.5V,3V,4.5V三種
工作電流:Ids 0.1~1mA之間
輸出阻抗: 一般小于2K(歐姆)
靈敏度: 單位:伏/帕,國(guó)產(chǎn)的分為4檔,紅點(diǎn)(靈敏度最高)黃點(diǎn),藍(lán)點(diǎn),白點(diǎn)(靈敏度最低)
頻率響應(yīng): 一般較為平坦
指向性: 全向
等效噪聲級(jí):小于35分貝
極性判別:
關(guān)于駐極體電容式話筒的檢測(cè)方法是:首先檢查引腳有無(wú)斷線情況,然后檢測(cè)駐極體電容式話筒。駐極體話筒體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,電聲性能好,價(jià)格低廉,應(yīng)用非常廣泛。駐極體話筒的內(nèi)部由聲電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和場(chǎng)效應(yīng)管兩部分組成。它的電路的接法有兩種:源極輸出和漏極輸出。源極輸出有三根引出線,漏極D接電源正極,源極S經(jīng)電阻接地,再經(jīng)一電容作信號(hào)輸出;漏極輸出有兩根引出線,漏極D經(jīng)一電阻接至電源正極,再經(jīng)一電容作信號(hào)輸出,源極S直接接地。所以,在使用駐極體話筒之前首先要對(duì)其進(jìn)行極性的判別。
在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與源極之間接有一只二極管,因而可利用二極管的正反向電阻特性來(lái)判別駐極體話筒的漏極D和源極S。將萬(wàn)用表撥至R×1kΩ檔,黑表筆接任一極,紅表筆接另一極。再對(duì)調(diào)兩表筆,比較兩次測(cè)量結(jié)果,阻值較小時(shí),黑表筆接的是源極,紅表筆接的是漏極。
駐極體話筒檢測(cè)極性判別:將萬(wàn)用表?yè)苤痢癛×100”或“R×1k”電阻擋,黑表筆接任意一極,紅表筆接另外一極,讀出電阻值數(shù);對(duì)調(diào)兩表筆后,再次讀出電阻值數(shù),并比較兩次測(cè)量結(jié)果,阻值較小的一次中,黑表筆所接應(yīng)為源極S,紅表筆所接應(yīng)為漏極D。同時(shí)阻值一大一小,也說(shuō)明駐極體話筒質(zhì)量是好的。若測(cè)得兩次電阻值均為∞、或等于0Ω、或電阻值接近,則說(shuō)明話筒已損壞或質(zhì)量不好。
靈敏度的判斷:
將萬(wàn)用表?yè)苤痢癛×100”或“R×1k”電阻擋,按照?qǐng)D(a)所示,黑表筆(萬(wàn)用表內(nèi)部接電池)接被測(cè)兩端式駐極體話筒的漏極D,紅表筆接接地端(或紅表筆接源極S,黑表筆接接地端),此時(shí)萬(wàn)用表指針指示在某一刻度上,再用嘴對(duì)著話筒的入聲孔吹氣,萬(wàn)用表指針應(yīng)有較大擺動(dòng)。指針擺動(dòng)范圍越大,說(shuō)明被測(cè)話筒的靈敏度越高。如果沒(méi)有反應(yīng)或反應(yīng)不明顯,則說(shuō)明被測(cè)話筒已經(jīng)損壞或性能下降。對(duì)于三端式駐極體話筒,按照?qǐng)D(b)所示,黑表筆仍接被測(cè)話筒的漏極D,紅表筆同時(shí)接通源極S和接地端(金屬外殼),然后按相同方法吹氣檢測(cè)即可。
將萬(wàn)用表?yè)苤罵×100檔,兩表筆分別接話筒兩電極(注意不能錯(cuò)接到話筒的接地極),待萬(wàn)用表顯示一定讀數(shù)后,用嘴對(duì)準(zhǔn)話筒輕輕吹氣(吹氣速度慢而均勻),邊吹氣邊觀察表針的擺動(dòng)幅度。吹氣瞬間表針擺動(dòng)幅度越大,話筒靈敏度就越高,送話錄音效果就越好。若擺動(dòng)幅度不大(微動(dòng))或根本不擺動(dòng),說(shuō)明此話筒性能差,不宜應(yīng)用。對(duì)于三根引腳駐極體電容式話筒檢測(cè)方法同上,只是黑表棒接輸出引腳2腳,紅表棒接引腳3腳。
簡(jiǎn)潔麥克風(fēng)放大器
R2,R3,這是一種電壓并聯(lián)型負(fù)反饋,同樣是穩(wěn)定的。這種偏置電路的優(yōu)點(diǎn)是少用電阻,電路簡(jiǎn)單,應(yīng)用廣泛。這種最簡(jiǎn)單的負(fù)反饋電路是很有意思的。不過(guò)這電路就算沒(méi)有負(fù)反饋也沒(méi)什么關(guān)系的。我就試驗(yàn)過(guò)。USB還得做線,用電池簡(jiǎn)單。耗電0.1MA不到,一節(jié)電池可以放幾個(gè)月。
前段時(shí)間淘了塊聲卡(YAMAHA)芯片,音質(zhì)是挺滿意的,就是只支持2.1聲道,美妙的音樂(lè)又可以伴我左右了。美中不足的是,這話筒的聲音實(shí)在是小的可憐,因?yàn)槲矣性谟?a href="http://m.xsypw.cn/v/tag/1722/" target="_blank">網(wǎng)絡(luò)電話,朋友都說(shuō)聲音非常小,可我已經(jīng)用盡力大聲在講了,真累。我自己也是電子愛(ài)好者,于是就用NPN的三級(jí)管9014給話筒做一個(gè)放大電路。
所需材料:萬(wàn)能板一塊 / 1.5V干電池一個(gè) / 1KΩ 電阻* 2 / 1MΩ電阻*1 / 9014 NPN三級(jí)管1只 / 10uF電解電容2只 / mic咪頭一個(gè)(早期廢舊錄音機(jī)里都有)
電路分析:
其中電阻R1負(fù)責(zé)給咪頭提供工作電壓,R2與R3負(fù)責(zé)給三級(jí)管提供偏值電壓,電容C1負(fù)責(zé)把咪頭的信號(hào)耦合給三級(jí)管9014以便放大,最終放大的信號(hào)通過(guò)電容C2耦合后送回到話筒線路的正級(jí)中。
9014有以下幾個(gè)放大倍數(shù)等級(jí):A=60-150 B=100-300 C=200-600
(筆者使用的-9014 C 998) D=400-1000
經(jīng)QQ聊天測(cè)試,音質(zhì)清楚,沒(méi)有雜音。而且在我這13平方米的房間,離話筒一米講話是不存在問(wèn)題的。最重要的是,一個(gè)一般的七號(hào)電池也可以連續(xù)供電好幾個(gè)月。電路簡(jiǎn)潔,零件少,給話筒聲小的朋友提供了一個(gè)很好方法。以后講話不用那么累了,對(duì)方聽(tīng)得清清楚楚。
筆者也做了塊很小個(gè)的,(10mm*10mm)用一個(gè)紐扣電池,裝在麥里了,(不過(guò)兩個(gè)電容是用4.7uF的) 實(shí)驗(yàn)成功。
自制電腦用高靈敏度麥克風(fēng)
電腦用麥克風(fēng),通常由駐極體電容話筒組成。立體聲插座輸入,主要是為多聲道輸出提供接口,一般話筒不需要立體聲雙路輸入,所以在輸入插頭處將左右兩聲道合為一路,即單聲道的話筒把信號(hào)分成兩路輸入到機(jī)內(nèi)的左右聲道。
機(jī)箱的話筒輸入插座上提供話筒的供電電源。(駐極體話筒內(nèi)含一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管組成的阻抗匹配器,所以需要電源)所以,不需要另裝電池供電,從這一點(diǎn)講,電腦用麥克風(fēng)比擴(kuò)大機(jī)上用的麥克風(fēng)更簡(jiǎn)單。見(jiàn)下圖
可見(jiàn)要DIY一支電腦用話筒是十分簡(jiǎn)單的。材料:3.5MM立體聲插頭一支(0.5元),駐極體電容咪頭一支(0.5元),單芯屏蔽線2米左右(1元),找一個(gè)合適的外殼裝起來(lái)就成了,成本2元錢(qián)。
駐極體電容話筒的優(yōu)點(diǎn)是頻響寬、音質(zhì)好、靈敏度高、無(wú)方向性,用于語(yǔ)音通話是再好不過(guò)了。一般手機(jī)、會(huì)議用麥克風(fēng)等都是這類話筒。
電腦內(nèi)部還可以通過(guò)設(shè)置(高級(jí)先項(xiàng))將麥克風(fēng)的靈敏度提高20db,(10倍電壓增益)但隨之帶來(lái)底噪聲大增。猜測(cè)其原因,可能是通過(guò)改變麥克風(fēng)前置放大器的負(fù)反饋量來(lái)改變?cè)鲆娴模?fù)反饋量越小,增益越大,靈敏度就越高,同時(shí)使機(jī)內(nèi)的電磁干擾竄入話筒放大級(jí),引起各川噪聲大增。(電腦內(nèi)的電磁輻射干擾十分強(qiáng))所以,我們?cè)谑褂名溈孙L(fēng)時(shí),如果能夠不使用麥克風(fēng)的“加強(qiáng)”功能,就盡量不用。
當(dāng)夜深人靜的時(shí)候,你還在使用QQ語(yǔ)聊,那么我們總是希望麥克風(fēng)的靈敏度高些為好,我們可以輕聲地說(shuō)話,也可以讓對(duì)方聽(tīng)清。雖然電腦內(nèi)有麥克風(fēng)加強(qiáng),但使用中發(fā)現(xiàn),點(diǎn)了加強(qiáng)后,噪聲還是比較大的。不使用麥克風(fēng)加強(qiáng),怎么樣使麥克風(fēng)的靈敏度增大呢?我們可以在機(jī)外麥克風(fēng)內(nèi)加上一級(jí)前級(jí)放大,采用低噪聲三極管,金屬外殼,可以使噪聲大大降低。有一定動(dòng)手能力的朋友完全可以自己動(dòng)手來(lái)制作一個(gè)“高靈敏度低噪聲麥克風(fēng)”的。下面,介紹自制的方法。
電路原理見(jiàn)圖。巧妙利用機(jī)內(nèi)話筒插口上的電源,不另設(shè)電池給放大電路供電。采用一級(jí)共射放大,電壓負(fù)反饋,穩(wěn)定工作點(diǎn),所以,不用調(diào)試一裝即成。R1C1主要是為了提高S9014的發(fā)射極電壓,而使基極電壓高一些,以適應(yīng)駐極體電容話筒頭的工作電壓。(至少要有0.8V到1.5V左右的電壓,才能正常工作。)也可以用一支1N4148二極管代替。(利用其正向穩(wěn)壓特性)電路更簡(jiǎn)單。本級(jí)工作電流約為0.1MA左右。R2(15K)的作用,一是提供咪頭合適的工作電壓,又是咪頭輸出的負(fù)載電阻,同時(shí)又是S9014的電壓負(fù)反饋偏置電阻。這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的電路,可提供約5到10倍的電壓放大,完全可以代替機(jī)內(nèi)的“加強(qiáng)”功能。
【注:15K 的電阻可能要根據(jù)咪頭的情況作調(diào)整。發(fā)射極的RC電路可以用一只二極管代替,體積更小,9014的三個(gè)電極,大多應(yīng)該是有字面向自己,腳向下,從左到右分別為e-b-c。有朋友問(wèn),手機(jī)上用的咪頭可以不可以用?一般原理是一樣的,但靈敏度不一樣,需要調(diào)節(jié)那個(gè)15K的電阻值,使靈敏度最高。】
進(jìn)一步的改進(jìn),可以適合動(dòng)圈式話筒在電腦上用來(lái)K歌。動(dòng)圈式話筒靈敏度低,但動(dòng)態(tài)范圍大,方向性呈心形,有較強(qiáng)的指向性。您的電腦如果配置了獨(dú)立的聲卡,(如:創(chuàng)新的Audigy4之類,有EAX控制臺(tái)的)利用聲卡的數(shù)碼混響功能和家庭影院音響,就可以邀朋友在自己家中K歌了。其效果遠(yuǎn)比早期的數(shù)碼卡拉OK前級(jí)強(qiáng)。(如:天逸的AD580,是那時(shí)K歌機(jī)中的嬌嬌者)
評(píng)論