驻极体话筒的结构与工作原理

驻极体话筒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，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色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。

驻极体话筒1. 简介驻极体话筒（Electret Microphone），也称为电容式话筒，是一种常见的音频传感器。

它利用了驻极体元件的特性，将声音转化为电信号，然后经过放大和处理后输出给音频设备。

驻极体话筒具有体积小、重量轻、价格低廉等优点，广泛应用于通信、音频采集、语音识别等领域。

在本文中，我们将介绍驻极体话筒的原理、结构和工作原理，并介绍一些常见的应用场景。

2. 原理驻极体话筒的原理基于电容器的原理。

它由驻极体电容器和放大电路组成。

2.1 驻极体电容器驻极体电容器是驻极体话筒的核心组件，它由两个金属片组成，中间被一层电介质隔开。

其中一个金属片固定不动，称为固定极板；另一个金属片可以振动，称为振动极板。

当振动极板受到声波震动时，驻极体电容器的电容值也会随之发生变化。

驻极体电容器内部有一个永久的静电荷，在生产过程中被注入进去，这就是所谓的驻极体。

这个静电荷会在电容器的两个极板之间形成电场，并与外界的电荷相互作用。

由于驻极体电容器的驻极体是永久性的，所以驻极体电容器不需要外界电源来维持电荷。

驻极体电容器的输出信号非常微弱，需要经过放大电路进行放大。

放大电路一般由一个FET（场效应晶体管）和其他电子组件构成。

当声波作用在驻极体电容器上时，驻极体电容器的电容值发生变化，改变了与其连接的FET的栅极电势，从而使FET的通道电阻也发生变化。

这个变化通过放大电路进行放大，最终输出一个可以被音频设备接受并处理的电信号。

3. 结构驻极体话筒的结构相对简单，一般由以下几个主要组件组成：3.1 振动极板振动极板是驻极体话筒中可以振动的部分，它的振动受到外界声波的影响。

当声波作用于振动极板时，振动极板会产生微小的位移。

3.2 固定极板固定极板是驻极体话筒中的固定部分，它不会移动。

固定极板与振动极板之间的距离决定了驻极体电容器的电容值。

3.3 驻极体电容器驻极体电容器由振动极板和固定极板组成，它们之间的空气间隙形成一个电容器。

声音传感器的应用
2、工作原理
耳机麦克风里面有一个对声音敏感的驻极体。

声波使驻极体薄膜振动，导致电容发生变化，而产生与之对应变化的微小电压。

这个电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换再被数据采集器接收，最后传送给计算机。

工作原理如下图所示：
3、工作过程
驻极体式耳机麦克风的主要元件是驻极体振动膜，它的作用相当于一个电容。

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。

由于交变电压的值太小，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，变成了相对较大的电信号。

最后经过A/D 转换被数据采集器接收，形成可传输的数字，并传送给计算机。

4、驻极体式耳机麦克风的简单展示
视频链接: /v_show/id_XMTM2NTc2NTc2.html
给话筒串联4.7k欧姆的电阻，并接上电源。

这是对着话筒讲话时，示波器接收到的输出波形。

驻极体话筒原理简介
驻极体话筒(又称电容式微音器）是由驻极体和场效应管组成的一种具有自偏压的电声换能器，它具有频带宽（20～100Hz）、音质好、噪声低、耗电少、灵敏度高等特点，而且体积小、重量轻、价格低廉，现在盒式录音机的录音用内接，外接话筒几乎都采用驻极体话筒。

驻极体话筒的内部结构如图3-6-2所示，其中两个由驻极体材料构成的极板组成了一个电容器，一个极板的作用是承受声压信号，作为振膜。

当振膜振动时，两极板间因距离变化而使电容量发生变化，即产生出与声信号对应的交变信号。

由于此电容量很小，在声频段，其阻抗高达几兆欧。

为了降低其输出阻抗，在驻极体的另一极板上通过弹簧连接了一个场效应管，以此来匹配阻抗，放大信号。

图3-6-2 驻极体话筒结构
场效应管阻抗变换电路通常有两种形式，即源极输出式——两端话筒和漏极输出式——三端活筒，如图3-6-3所示。

（a）源极输出式（b）漏极输出式
图3-6-3 两种阻抗变换电路
为了保证驻极体活筒的质量，通常将场效应管连同相应的电阻等一起装在话筒的外壳内，整个话筒只有三个输出接点（电源端、输出端和接地端）或两个输出接点（输出端和接地端），对应不同的需要，在使用时又可有几种电源接线方式（见图3-6-4）。

话筒的工作电压范围一般为1．5～12V。

图3-6-4 几种电源接线图。

驻极体话筒的结构与工作原理-驻极体话筒具有体积小，频率范围宽，高保真和成本低的特点，目前，已在通讯设备，家用电器等电子产品中广泛应用。

一：驻极体话筒的结构与工作原理驻极体话筒的工作原理可以用图（1）来表示。

话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。

驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。

电容的两极之间有输出电极。

由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。

当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q =CU 所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声—电的变换。

实际上驻极体话筒的内部结构如图（2）。

由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。

因此，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。

通常用一个专用的场效应管和一个二极管复合组成阻抗变换器。

内部电气原理如图（3）电容器的两个电极接在栅源极之间，电容两端电压既为栅源极偏置电压Ucs，Ucs变化时，引起场效应管的源漏极之间Idc的电流变化，实现了阻抗变换。

一般话筒经变换后输出电阻小于2千欧。

二：驻极体话筒的正确使用机内型驻极体话筒有四种连接方式，如图（4）所示。

对应的话筒引出端分为两端式和三端式两种，图中R是场效应管的负载电阻，它的取值直接关系到话筒的直流偏置，对话筒的灵敏度等工作参数有较大的影响。

二端输出方式是将场效应管接成漏极输出电路，类似晶体三极管的共发射极放大电路。

只需两根引出线，漏极D与电源正极之间接一漏极电阻R，信号由漏极输出有一定的电压增益，因而话筒的灵敏度比较高，但动态范围比较小。

目前市售的驻极体话筒大多是这种方式连接。

（SONY用在MD上的话筒也是这类）三端输出方式是将场效应管接成源极输出方式，类似晶体三极管的射极输出电路，需要用三根引线。

驻极体话筒测量方法驻极体话筒测量方法导言：驻极体话筒测量方法是音频工程领域中一种常用的测量手段。

通过这种方法，我们可以评估话筒的性能，了解其频率响应、指向性特性以及其他关键参数。

本文将就驻极体话筒测量方法进行深入探讨，以帮助读者更全面、深入地理解这一话题。

1. 驻极体话筒的基本原理1.1 驻极体话筒的结构驻极体话筒是一种常见的话筒类型，其结构由一个薄膜和一个电容板组成。

当声波进入话筒时，薄膜会随着声波的压力变化而产生振动，从而改变电容板之间的电容值。

这个变化的电容值被转换为电压信号，最终被放大和记录。

1.2 驻极体话筒的工作原理驻极体话筒的工作原理基于电容的变化。

当声波到达话筒时，薄膜振动会导致电容板之间的电容值发生变化。

这一变化的电容值可以通过信号转换电路转换为电压信号。

由于驻极体话筒是一种压电传感器，其输出的电压信号与声波的压力变化成正比。

2. 驻极体话筒测量方法2.1 频率响应测量频率响应是评估话筒性能的重要指标之一。

通过测量驻极体话筒在不同频率下的响应能力，我们可以了解它在不同频率范围内的工作效果。

频率响应测量可以通过将话筒连接到信号发生器和频谱分析仪来进行。

选择适当的频率范围，并逐步改变信号频率，测量并记录话筒输出的电压信号。

将这些数据绘制成频率响应曲线，以便更直观地了解驻极体话筒在不同频率下的响应情况。

2.2 指向性特性测量驻极体话筒的指向性特性描述了话筒对声源位置的敏感度。

通过测量话筒在不同角度和声源位置下的响应能力，我们可以了解其指向性特性。

指向性特性测量可以通过将驻极体话筒放置在旋转平台上，并围绕话筒以不同角度旋转声源来进行。

测量过程中，记录话筒输出的电压信号，并绘制成指向性图案，以便更直观地了解驻极体话筒在不同角度和声源位置下的接收特性。

3. 个人观点与理解驻极体话筒测量方法对音频工程领域至关重要。

通过测量驻极体话筒的频率响应和指向性特性，我们可以选择合适的话筒来满足特定的录音需求。

∙驻极体话筒的主要参数驻极体话筒构造与原理∙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，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。

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。