【经典】驻极体话筒结构原理及应用电路设计
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1.驻极体话筒驱动电路设计上图为一驻极体话筒驱动电路,当有声音时,LED会亮。
1)认识图中向关元器件。
2)分析其工作原理。
3)在万能板上搭建该电路。
4)用示波器观察测试有声音和无声音时该电路A,B,C,D,E五点的波形,记录下来。
5)比较一下电路的灵敏性,怎样提高电路的灵敏度?2.DC-DC电源模块1)认识图中相关元器件。
2)阅读芯片LM2576的文档,分析其工作原理。
3)在万能板上搭建该电路。
4)输入9V时,调整电位器R2,测量输出电压范围,并记录。
5)测试电压调整率:查阅模拟电路相关书籍和资料,了解电压调整率的概念输入电压设为9V,输出空载,调电位器,使输出为5V增大输入电压,测量输出电压,记录数据6)测试负载调整率:查阅模拟电路相关书籍和资料,了解负载调整率的概念输入电压设为9V,输出空载,调电位器,使输出为5V。
然后输出负载接一100W 0~300欧姆的功率电位器(先把阻值调至最大)。
调整功率电位器,减小负载电阻,测量输出电压,记录数据(注意,电阻值不可过小)7)测试纹波电压:查阅模拟电路相关书籍和资料,了解纹波电压的概念输入电压设为9V,输出空载,调电位器,使输出为5V。
然后输出负载接一100W 0~300欧姆的功率电位器(先把阻值调至2欧姆)。
用示波器AC/5mV测量输出电压,记录波形最大值,可以调节功率电位器,观察输出波形8)效率测试:查阅模拟电路相关书籍和资料,了解效率的概念输入电压设为9V,输出空载,调电位器,使输出为5V。
然后输出负载接一100W 0~300欧姆的功率电位器(先把阻值调至2欧姆)。
测量输如电压和电流。
计算效率。
3.线性电源模块D21)认识图中相关元器件。
2)阅读芯片LM317的文档,分析其工作原理。
3)在万能板上搭建该电路。
4)输入9V时,调整电位器R2,测量输出电压范围,并记录。
5)测试电压调整率:查阅模拟电路相关书籍和资料,了解电压调整率的概念输入电压设为9V,输出空载,调电位器,使输出为5V增大输入电压,测量输出电压,记录数据6)测试负载调整率:查阅模拟电路相关书籍和资料,了解负载调整率的概念输入电压设为9V,输出空载,调电位器,使输出为5V。
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。
驻极体话筒放大电路要点一.设计思路1、语音放大器的基本构成根据要求,输出功率P=2W,电阻R=4Ω,由功率公式可得U=2.8V,对TDA2030输入100mv电压时,可达到设计要求。
另外,由于语音通过话筒输入信号为5mv,放大后要求达到100mv,放大倍数需在20倍以上,由电路设计要求得知,该放大器由三级组成,其总的电压增益AUf=AUf1AUf2AUf3。
应根据放大器所需的总增益AU,来合理分配各级电压增益(AUf1.AUf3)。
为了提高信噪比S/N,前置放大器的增益要适当取大。
为了使输出波形不致产生饱和失真,输出信号的幅值应小于电源电压。
2、性能指标(1)集成直流稳压电源①同时输出12V的电压②输出纹波电压小于5mV(2) 前置放大器①输入信号:Uid.10mV②输入阻抗:Ri=100k.③设定增益Auf1=30(3) 有源带通滤波器①带通频率范围:300Hz~3kHz②增益:Au=1(4) 功率放大器①最大不失真输出功率:Pmax>=2W②负载阻抗:RL=4Ω③电源电压:+12V,-12V(5) 输出功率连续可调①直流输出电压:.50mV(输出开路时)②静态电源电流:.100mA(输出短路时)3、要求(1)选取单元电路及元件根据设计要求和已知条件,确定集成直流稳压电源、前置放大电路、有源带通滤波器电路、功率放大电路的方案,计算和选取单元电路的元件参数。
(2)前置放大电路的组装与调试测量前置放大电路的电压增益AUd、输入电阻Ri等各项技术指标,并与设计要求值进行比较。
(3)有源带通滤波器的组装与调试测量有源带通滤波电路的电压增益AUd、带宽BW,并与设计要求值进行比较。
(4)功率放大电路的组装与调试测量功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出功率.、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。
(5)整体电路的调试与试听(6)应用Multisim软件对电路进行仿真。
自制9014麦克风电路图(驻极体话筒/高灵敏度麦克风)自制9014麦克风电路图设计一驻极体话筒工作原理:当驻极体膜片遇到声波振动时,就会引起与金属极板间距离的变化,也就是驻极体振动膜片与金属极板之间的电容随着声波变化,进而引起电容两端固有的电场发生变化(U=Q/C),从而产生随声波变化而变化的交变电压。
由于驻极体膜片与金属极板之间所形成的电容容量比较小(一般为几十波法),因而它的输出阻抗值(XC=1/2fC)很高,约在几十兆欧以上。
这样高的阻抗是不能直接与一般音频放大器的输入端相匹配的,所以在话筒内接入了一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。
通过输入阻抗非常高的场效应管将电容两端的电压取出来,并同时进行放大,就得到了和声波相对应的输出电压信号。
驻极体话筒内部的场效应管为低噪声专用管,它的栅极G和源极S之间复合有二极管VD,参见图1(b)所示,主要起抗阻塞作用。
由于场效应管必须工作在合适的外加直流电压下,所以驻极体话筒属于有源器件,即在使用时必须给驻极体话筒加上合适的直流偏置电压,才能保证它正常工作,这是有别于一般普通动圈式、压电陶瓷式话筒之处。
外形和种类:常用驻极体话筒的外形分机装型(即内置式)和外置型两种。
机装型驻极体话筒适合于在各种电子设备内部安装使用。
常见的机装型驻极体话筒形状多为圆柱形,其直径有6mm、9.7mm、10mm、10.5mm、11.5mm、12mm、13mm多种规格;引脚电极数分两端式和三端式两种,引脚形式有可直接在电路板上插焊的直插式、带软屏蔽电线的引线式和不带引线的焊脚式3种。
如按体积大小分类,有普通型和微型两种。
工作电压:Uds1.5~12V,常用的有1.5V,3V,4.5V三种工作电流:Ids0.1~1mA之间输出阻抗:一般小于2K(欧姆)灵敏度:单位:伏/帕,国产的分为4档,红点(灵敏度最高)黄点,蓝点,白点(灵敏度最低)频率响应:一般较为平坦。
一.设计思路1、语音放大器的基本构成根据要求,输出功率P=2W,电阻R=4Ω,由功率公式可得U=2.8V,对TDA2030输入100mv电压时,可达到设计要求。
另外,由于语音通过话筒输入信号为5mv,放大后要求达到100mv,放大倍数需在20倍以上,由电路设计要求得知,该放大器由三级组成,其总的电压增益AUf=AUf1AUf2AUf3。
应根据放大器所需的总增益AU,来合理分配各级电压增益(AUf1.AUf3)。
为了提高信噪比S/N,前置放大器的增益要适当取大。
为了使输出波形不致产生饱和失真,输出信号的幅值应小于电源电压。
2、性能指标(1)集成直流稳压电源①同时输出12V的电压②输出纹波电压小于5mV(2) 前置放大器①输入信号:Uid.10mV②输入阻抗:Ri=100k.③设定增益Auf1=30(3) 有源带通滤波器①带通频率范围:300Hz~3kHz②增益:Au=1(4) 功率放大器①最大不失真输出功率:Pmax>=2W②负载阻抗:RL=4Ω③电源电压:+12V,-12V(5) 输出功率连续可调①直流输出电压:.50mV(输出开路时)②静态电源电流:.100mA(输出短路时)3、要求(1)选取单元电路及元件根据设计要求和已知条件,确定集成直流稳压电源、前置放大电路、有源带通滤波器电路、功率放大电路的方案,计算和选取单元电路的元件参数。
(2)前置放大电路的组装与调试测量前置放大电路的电压增益AUd、输入电阻Ri等各项技术指标,并与设计要求值进行比较。
(3)有源带通滤波器的组装与调试测量有源带通滤波电路的电压增益AUd、带宽BW,并与设计要求值进行比较。
(4)功率放大电路的组装与调试测量功率放大电路的最大不失真输出功率Po,max、电源供给功率PDC、输出功率.、直流输出电压、静态电源电流等技术指标。
(5)整体电路的调试与试听(6)应用Multisim软件对电路进行仿真。
分析一下内容:前置放大器差模电压增益、共模电压增益、差模输入电阻、共模抑制比、有源带通滤波器的幅频响应。
综合电子设计_驻极体话筒放大电路驻极体话筒是一种高质量的话筒,具有高灵敏度和低噪声的特点。
驻极体话筒需要使用特定的放大电路才能使其工作。
本文将介绍一种针对驻极体话筒的放大电路设计,并详细阐述其工作原理。
1. 驻极体话筒简介驻极体话筒是一种基于伏打效应(电容变化)的话筒。
其工作原理是将声波转化为一个机械振动,再通过一个驻极体(一种小的金属电容)来测量振动的电容变化。
这种话筒具有高灵敏度和低自噪声的优点,因此被广泛用于录音、广播、音乐制作等领域。
2. 放大电路设计驻极体话筒的驱动电路需要具备高输入阻抗、高增益和低噪声等特点。
我们推荐以下驻极体话筒放大电路:该电路是一种共基极放大电路,适用于单极性电源供电的场合。
Q1是一个NPN型晶体管,它的基电极通过C1与驻极体话筒相连,发射极通过R1与地相连,集电极通过R2与正极相连。
C2和C3用于耦合和直流滤波,提高电路的稳定性和抗干扰能力。
3. 工作原理当声波进入驻极体话筒时,驻极体就会振动,从而产生一个微小的电容变化。
这个电容变化被传递到晶体管的基极,使得基极电压发生变化。
因为这是一个共基极放大电路,所以基极电压变化会通过电容C2耦合到集电极,从而使得集电极电压变化。
由于信号源的输出电阻极低,所以Q1的输入阻抗较高,可达到几百千欧姆,使得放大器能够很好地工作。
为了让输出信号变成一个可供使用的信号,我们需要对其进行加工。
输出信号经过C3的直流滤波后,传递到一个负载电阻中去,从而产生所需的放大效果。
此时,从负载电阻得到的输出信号,即为驻极体话筒的放大信号。
4. 总结本文介绍了一种适用于驻极体话筒的放大电路设计。
该电路具有高输入阻抗、高增益和低噪声等特点,可满足驻极体话筒应用的需求。
其他类型的驱动电路也可以应用于驻极体话筒,但本文提供的电路是一种经过验证的实际设计。
希望本文能够对驻极体话筒电路设计感兴趣的读者提供一些借鉴和帮助。
驻极体话筒放大电路
驻极体话筒放大电路一般由三个主要部分组成:输入级、
放大级和输出级。
下面是具体的介绍:
1. 输入级:输入级通常由一个电容耦合的放大器构成,用
于将声音信号转化为电压信号。
首先,声音信号通过话筒
的声音腔体引入,并与电容耦合的输入电路相连。
然后,
通过一个放大器将声音信号转化为电压信号。
一般情况下,放大器的电路常用放大倍数较高的放大器,如共射放大器
或共门放大器。
2. 放大级:放大级是驻极体话筒放大电路的关键部分。
其
功能是将电压信号放大到足够的程度,以提供足够的增益
和增加输出信号的功率。
放大级一般采用直流偏置的放大
器电路,通过合适的电流源和偏置电路,确保放大器工作
在合适的工作点,以达到最佳的线性放大效果。
3. 输出级:输出级是放大电路的最后一个部分,其功能是将放大的电压信号转化为一个可驱动负载(如扬声器)的输出信号。
输出级通常采用电阻耦合的放大器电路,能够提供足够的功率驱动能力。
此外,输出级还可以包含适当的保护电路,以防止负载和放大器之间出现电流和电压过载等问题。
总的来说,驻极体话筒放大电路通过将声音信号转化为电压信号,并通过输入级、放大级和输出级的串联来完成声音的放大和输出。
这种放大电路可以使驻极体话筒具有高增益、低噪声和高信号质量的特点。
驻极体话筒原理
驻极体话筒是一种常用的电声转换器,它能将声音信号转换为电信号。
驻极体话筒的核心部件是由电容器和驻极体组成的振膜,驻极体负责改变电容器的电荷量,进而产生电压变化。
具体来说,驻极体是由一个金属盖和一个薄膜构成的,金属盖与外界的声音波动相接触,并将这些声音波动传递给薄膜。
当声波作用于薄膜上时,薄膜就会振动,并将这种振动传递给与其相接触的驻极体。
驻极体的振动会引起电容器的电荷量发生变化,进而产生电流变化。
最终,这种电流变化被转换为与声音波动相对应的电信号。
驻极体话筒在应用中具有灵敏度高、频响宽、反馈效应小等优点,因此被广泛应用于音频录制、通信和音响系统等领域。
驻极体话筒结构原理及应用电路设计驻极体话筒的结构主要由振动膜片、驻极板和输出电路组成。
振动膜片通常由金属或塑料材料制成,用于接收声压波并产生振动。
驻极板与振动膜片之间存在电容,当振动膜片受到声波的作用时,电容发生变化,导致电信号的产生。
输出电路将产生的电信号放大,并输出为声音信号。
首先是驻极体话筒的电容放大电路设计。
电容放大电路是驻极体话筒的核心部分,用于将微弱的电信号转化为可用的声音信号。
在设计电容放大电路时,需要选择合适的放大倍数和频率响应,以提高音质和减少噪音。
其次是供电电路的设计。
驻极体话筒通常需要直流电源供电,因此需要设计一个合适的供电电路,以提供稳定的电压和电流。
供电电路还需要考虑防止干扰和噪音的设计,以保证音质的清晰度和信号的稳定性。
另外,为了进一步提高声音质量,还可以在驻极体话筒的输出电路中添加滤波电路。
滤波电路可以减少声音中的杂音和失真,并根据需要调整音频的频率范围。
此外,驻极体话筒的应用电路设计还需要考虑信号传输和接收的问题。
一般情况下,驻极体话筒的信号需要通过电缆或无线方式传输给其他设备,因此需要设计合适的信号传输电路和接收电路。
这些电路可以保证信号的稳定传输和准确接收,以及防止干扰和干扰。
最后,驻极体话筒的应用电路设计还需要考虑功耗和体积的问题。
随着现代电子设备的迅速发展,人们对功耗和体积的要求越来越高。
因此,在设计驻极体话筒的应用电路时,需要尽量选择低功耗和小尺寸的元件和模块,以满足现代设备的需求。
总之,驻极体话筒的结构原理及应用电路设计是一个复杂而重要的课题。
只有深入理解其工作原理,并根据实际需求进行合理的电路设计,才能实现高质量的声音采集和放大。
驻极体麦克风(ECM)电路设计总结1. ECM原理ECM是指驻极体电容式麦克风,与MEMS硅麦不同,其内部结构如图1所示。
MIC内部有一个充有一定电荷的膜片电容,电容其中一个极板与FET连接,由于FET的基极输入阻抗很高,可以认为电容的电荷不会消失。
膜片随着外部声压振动,使得电容两个极板之间距离发生变化,从而导致电容发生变化,从电容公式可以知道,电荷一定的情况下,当电容值发生改变时,电压也会发生变化,即FET的GS电压改变导致DS电流发生变化,电流的变化导致外部偏置电阻上的电压发生变化,从而使得MIC输出端DS电压发生变化,其电压变化量和偏置电阻的电压变化量相等。
图1上述的工作原理其实就是三极管(或MOSFET)的放大用法,在实际工作中,我们使用三极管(或MOSFET)多数是开关作用居多,我在之前的一篇文章《三极管放大区静态工作点设置》,就简单讲述过三极管放大区的静态工作点设置方法,其本质与MIC内部FET的工作原理相同,使FET工作于饱和区(对应三极管的线性放大区)。
2. ECM参数规格根据上述参考文章的讲解,要想MIC输出电压的动态范围最大,需要合适的偏置电阻将正极+输出电压设置在Vs的一半。
根据MIC规格书中的电气参数可知(图2),静态电流为500uA,因此RL=(Vs-V+)/Idss=(2-1)V/500uA=2K,实际选择了2.2K,相差不大。
这也是多数MIC推荐的工作条件:2V偏置电压、2.2K偏置电阻。
在此条件下,可以计算得出MIC两端的静态电压Vbias=2-2.2K*500uA=0.9V。
图2设定好偏置电阻后,我们需要确定MIC输出的交流电压,因为真正有用的声音信息包含在交流电压信号中。
根据模电MOSFET交流等效模型可得,MIC的交流等效电路如图3所示。
由于FET的rgs很大,所以膜片电容上的电荷基本不会放电消失;由于rd相对RL很大,并联之后可以忽略rd,因此MIC的交流输出电压V=gmVgs*RL,由此可知,要想获得较大的有效交流输出信号,可以增大偏置电阻RL。
驻极体话筒的基本原理
驻极体话筒是一种常见的电容式麦克风,其基本原理是利用电容的变
化来转换声音信号。
驻极体话筒的结构由一个金属膜和一个金属网格
组成,金属网格与金属膜之间的空气形成一个电容器。
当声波通过金
属网格时,它会使金属网格振动,进而改变电容器的电容值。
这种电
容值的变化会导致电荷的流动,从而产生电流,这个电流就是声音信号。
驻极体话筒的优点是灵敏度高、频率响应范围广、失真小、噪声低等。
因此,它被广泛应用于录音、广播、电视、音乐等领域。
驻极体话筒的工作原理可以用以下步骤来描述:
1.声波进入话筒:声波是一种机械波,它通过空气传播。
当声波进入驻极体话筒时,它会使金属网格振动。
2.电容值的变化:金属网格与金属膜之间的空气形成一个电容器。
当金属网格振动时,它会改变电容器的电容值。
这种电容值的变化会导致
电荷的流动,从而产生电流。
3.电流转换为声音信号:产生的电流就是声音信号。
这个信号可以被放
大、录制、传输或播放。
驻极体话筒的灵敏度取决于金属网格和金属膜之间的距离,距离越小,灵敏度越高。
因此,在制造驻极体话筒时,需要精确控制金属网格和
金属膜之间的距离。
此外,驻极体话筒还有一些特殊的设计,例如双向话筒、心形话筒等。
这些设计可以使话筒在不同的应用场景中发挥更好的效果。
总之,驻极体话筒是一种常见的电容式麦克风,其基本原理是利用电
容的变化来转换声音信号。
它具有灵敏度高、频率响应范围广、失真小、噪声低等优点,被广泛应用于录音、广播、电视、音乐等领域。
驻极体话筒的基本原理驻极体话筒是一种常见的电声转换器,它通过将声音信号转化为电信号,使得我们可以将声音传输和记录下来。
驻极体话筒基于一种简单而精妙的原理工作,这个原理就是电声转换。
电声转换的基本原理是根据霍尔效应,也叫磁电效应。
霍尔效应是指当电流通过一个导体时,如果垂直于电流方向的磁场施加在这个导体上,就会在导体两侧产生一种电势差。
这个电势差和磁场的强度、导体材料的特性以及电流的大小有关。
在驻极体话筒中,霍尔效应被应用于电声转换的过程中。
驻极体话筒由一个细长的金属导线组成,导线两端分别连接着一个电极。
当声音波动到达驻极体话筒时,导线也会随之振动。
这种振动会导致磁场的变化,从而引起霍尔效应。
具体来说,当声音波动引起导线振动时,振动会改变导线上的电荷分布,进而改变导线周围的电磁场。
这个电磁场会影响到驻极体话筒内部的霍尔元件。
霍尔元件是一种磁敏元件,它可以感知到外部磁场的变化,并输出相应的电压信号。
当导线振动引起电磁场的变化时,霍尔元件会检测到这个变化,并将其转化为电压信号输出。
这个电压信号就是驻极体话筒接收到的声音信号。
经过放大和处理后,这个信号可以被扩音器、录音机等设备转化为听得见的声音。
驻极体话筒的工作原理可以通过以下步骤来总结:1. 声波到达驻极体话筒,引起导线的振动。
2. 导线振动改变了导线周围的电磁场。
3. 电磁场的变化被霍尔元件检测到。
4. 霍尔元件将电磁场的变化转化为电压信号输出。
5. 电压信号经过放大和处理后,可以被扩音器等设备转化为声音。
总的来说,驻极体话筒利用霍尔效应实现了声音到电信号的转换。
它的工作原理简单而精妙,使得我们可以方便地传输和记录声音。
驻极体话筒在广播、录音、对讲机等领域有着广泛的应用,为我们的生活带来了诸多便利。