驻极体话筒结构原理及应用电路设计
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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。
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。
驻极体话筒的基本原理驻极体话筒是一种常见的麦克风类型,它利用了电磁感应的原理来将声音转换成电信号。
它的基本原理可以概括为声音震动引起电磁感应,进而产生电信号。
下面将详细介绍驻极体话筒的基本原理和工作过程。
驻极体话筒由震动系统和电磁感应系统两部分组成。
震动系统包括膜片、振动线圈和磁体,而电磁感应系统则包括磁体和感应线圈。
当声音波传播到驻极体话筒时,声音的震动会使得膜片产生相应的震动。
膜片与振动线圈连接在一起,振动线圈则位于磁体的磁场中。
当膜片振动时,振动线圈也会随之振动。
这样,膜片和振动线圈的振动就会相互作用,进而改变磁体的磁场强度。
磁体和感应线圈也相互作用。
由于磁体的磁场强度发生变化,感应线圈中就会产生感应电流。
这个感应电流的大小和方向与膜片和振动线圈的振动有关。
感应线圈将这个感应电流转换成电信号输出。
这样,驻极体话筒就实现了将声音转换成电信号的功能。
电信号可以通过连接到话筒的电缆传输到其他设备中进行处理,比如放大、录制或实时传输。
驻极体话筒的工作过程可以用以下步骤来描述:1. 声音波传播到话筒时,声音的震动使得膜片产生相应的振动。
2. 膜片与振动线圈连接在一起,振动线圈位于磁体的磁场中。
3. 膜片和振动线圈的振动相互作用,改变磁体的磁场强度。
4. 磁体和感应线圈相互作用,感应线圈中产生感应电流。
5. 感应线圈将感应电流转换成电信号输出。
6. 电信号可以传输到其他设备中进行处理或记录。
驻极体话筒的基本原理是利用声音的振动引起磁体的磁场强度变化,从而产生感应电流。
这个原理不仅适用于驻极体话筒,也广泛应用于其他类型的麦克风。
这些麦克风通过不同的结构和技术来实现声音到电信号的转换,但基本原理都是利用声音的振动引起电磁感应。
总结一下,驻极体话筒的基本原理是利用声音的振动引起磁体的磁场强度变化,从而产生感应电流。
这个原理使得驻极体话筒可以将声音转换成电信号,并实现音频的录制、放大和传输等功能。
驻极体话筒在音频行业中有着广泛的应用,成为人们进行音频处理和传输的重要工具。
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。
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。