Električni mikrofoni: kaj je to in kako ga povezati?

Elektretni mikrofoni so bili med prvimi - nastali so leta 1928 in do danes ostajajo najpomembnejše elektretne naprave. Če pa so v preteklosti uporabljali voščene termoelektrete, je danes tehnologija močno napredovala.

Oglejmo si podrobneje značilnosti takšnih mikrofonov in njihove posebne značilnosti.

Elektretni mikrofoni veljajo za eno od podvrst kondenzatorskih naprav. Vizualno so podobni majhnemu kondenzatorju in izpolnjujejo vse sodobne zahteve za membranske naprave. Običajno so izdelani iz polariziranega filma, na katerega je nanesena zelo tanka plast kovine. Takšna prevleka je ena od ploskev kondenzatorja, druga pa je videti kot trdna gosta plošča: zvočni tlak deluje na nihajočo membrano in s tem povzroči spremembo kapacitivnosti samega kondenzatorja.

Kot vsaka druga naprava ima tudi elektretni mikrofon svoje prednosti in slabosti.

Prednosti te tehnike vključujejo številne dejavnike:

• imajo nizke stroške, zaradi katerih takšni mikrofoni danes veljajo za enega najbolj proračunskih na trgu;
• se lahko uporabljajo kot konferenčne naprave, pa tudi vgradijo v gospodinjske mikrofone, osebne računalnike, video kamere, pa tudi v domofone, prisluškovalne naprave in mobilne telefone;
• sodobnejši modeli so našli svojo uporabo v proizvodnji merilnikov kakovosti zvoka, pa tudi v opremi za vokal;
• Potrošnikom so na voljo tako izdelki s konektorji XLR kot naprave s konektorjem 3,5 mm ter žične sponke.

Tako kot mnoge druge kondenzatorske naprave je tudi za elektretno tehniko značilna povečana občutljivost in dolgotrajna stabilnost. Takšni izdelki so zelo odporni na poškodbe, udarce in vodo.

Vendar pa ni bilo brez pomanjkljivosti. Slabosti modelov so bile nekatere njihove značilnosti:

• jih ni mogoče uporabiti za velike resne projekte, saj velika večina zvočnih inženirjev meni, da so takšni mikrofoni najslabši od predlaganih možnosti;
• tako kot običajni kondenzatorski mikrofoni, elektretne nastavitve potrebujejo dodaten vir energije - čeprav bo v tem primeru zadostoval le 1 V.

Zaradi kompaktnih dimenzij in visoke vodoodpornosti jih lahko namestite skoraj povsod. V kombinaciji z miniaturnimi kamerami so idealne za spremljanje problematičnih in težko dostopnih mest.

V zadnjih letih se v potrošniške mikrofone vse pogosteje vgrajujejo elektretne kondenzatorske naprave. Imajo precej širok razpon ponovljivih frekvenc - od 3 do 20.000 Hz. Mikrofoni te vrste dajejo izrazit električni signal, katerega parametri so 2-krat večji od tistih pri tradicionalni ogljikovi napravi.

Sodobna radijska industrija uporabnikom ponuja več vrst elektretnih mikrofonov.

MKE-82 in MKE-01 - po svojih dimenzijah sta enaka modelom na premog.

MK-59 in njihovi analogi - vgradimo jih lahko v najpogostejši telefonski aparat, ne da bi ga spreminjali. Elektromikrofoni so veliko cenejši od standardnih kondenzatorskih, zato jih imajo radioamaterji raje. Ruski proizvajalci so začeli proizvajati tudi široko paleto elektretnih mikrofonov, med katerimi so najbolj razširjeni model FEM-2. To je enosmerna naprava, zasnovana za uporabo v kolutnih magnetofonih prve kategorije.

Takšni mikrofoni so običajno izdelani v plastičnem ohišju. Za pritrditev na sprednjo ploščo je predvidena prirobnica, takšne naprave ne dopuščajo močnega tresenja in močnih udarcev.

Uporabniki se pogosto sprašujejo, kateri mikrofon (elektretni ali tradicionalni kondenzatorski) je boljši. Izbira optimalnega modela je odvisna od posamezne situacije, ob upoštevanju posebnosti prihodnje uporabe opreme in finančnih omejitev kupca. Elektronski mikrofon je veliko cenejši od kondenzatorskega kapacitivnega, hkrati pa so slednji veliko boljši po kakovosti.

Če govorimo o principu delovanja, potem je v obeh mikrofonih enak, to je, da znotraj napolnjenega kondenzatorja z najmanjšimi nihanji ene ali več plošč nastane napetost. Edina razlika je v tem, da pri standardnem kondenzatorskem mikrofonu potrebno polnjenje vzdržuje neprekinjena polarizacijska napetost, ki se uporablja za napravo.

V elektretni napravi je zagotovljena plast posebne snovi, ki je nekakšen analog trajnega magneta. Ustvari polje brez kakršnega koli zunanjega napajanja - tako napetost, ki se uporablja za elektretni mikrofon, ni namenjena polnjenju kondenzatorja, temveč podpiranju napajanja ojačevalnika na enem samem tranzistorju.

Medtem ko klasični kondenzatorji spadajo v kategorijo drage profesionalne opreme z visokimi parametri delovanja in nizkopasovnim filtrom. Pogosto se uporabljajo celo pri akustičnih meritvah. Parametri občutljivosti kondenzatorske opreme so veliko nižji od parametrov elektretne opreme, zato zagotovo potrebujejo dodaten ojačevalnik zvoka s kompleksnim mehanizmom za napajanje napetosti.

Če nameravate uporabiti mikrofon na profesionalnem področju, na primer za snemanje pesmi ali zvoka glasbil, potem je bolje dati prednost klasičnim kapacitivnim izdelkom. Medtem za amatersko uporabo v krogu prijateljev in sorodnikov bodo namesto dinamičnih povsem dovolj elektretne instalacije - Odlično delujejo kot konferenčni mikrofon in računalniški mikrofon, lahko pa so površinski ali vezalni.

Da bi razumeli, kakšna je naprava in mehanizem delovanja elektretnega mikrofona, morate najprej vedeti, kaj je elektret.

Electret je poseben material, ki ima lastnost, da je dolgo časa v polariziranem stanju.

Električni mikrofon vključuje več kondenzatorjev, v katerih je določen del ravnine izdelan iz filma z elektrodo, ta film je raztegnjen čez obroč, nato pa je izpostavljen nabitim delcem. Električni delci prodrejo v film do nepomembne globine - posledično se v območju blizu njega tvori naboj, ki lahko deluje precej dolgo.

Nekoliko stran je nameščena druga elektroda, ki je miniaturni kovinski valj, s ploščatim delom obrnjenim proti filmu. Material polietilenske membrane ustvarja določene zvočne vibracije, ki se naprej prenašajo na elektrode – posledično pa nastane tok. Njegova trdnost je zanemarljiva, saj ima izhodni upor povečano vrednost. V zvezi s tem je prenos zvočnega signala težaven.Da sta šibek tok in povečan upor usklajena med seboj, je v napravi nameščena posebna kaskada, ki ima obliko unipolarnega tranzistorja in se nahaja v majhni kapsuli v ohišju mikrofona.

Delovanje elektretnega mikrofona temelji na sposobnosti različnih vrst materialov, da spremenijo svoj površinski naboj pod vplivom zvočnega valovanja, vsi uporabljeni materiali pa morajo imeti povečano dielektrično konstanto.

Ker imajo elektretni mikrofoni precej visoko izhodno impedanco, jih lahko brez težav priključimo na sprejemnike, pa tudi na ojačevalnike s povečano vhodno impedanco. Če želite preizkusiti delovanje ojačevalnika, morate le priključiti multimeter nanj in nato pogledati nastalo vrednost. Če na podlagi vseh meritev obratovalni parameter opreme ustreza 2-3 enotam, potem lahko ojačevalnik varno uporabljate z elektretno tehnologijo. Skoraj vsi elektretni mikrofoni običajno vključujejo predojačevalnik, ki se imenuje "impedančni pretvornik" ali "impedančni usmerjevalnik". Povezan je z uvoženo sprejemno-sprejemno postajo in mini radijskimi cevmi z vhodno impedanco približno 1 ohm s pomembno izhodno impedanco.

Na splošno je stikalno vezje naslednje.

Pomembno je, da napravo napajate s pravilno polarnostjo, da ohranite normalno delovanje naprave.Za napravo s tremi vhodi je značilna minus povezava z ohišjem, v tem primeru se napajanje napaja preko pozitivnega vhoda. Nato preko ločilnega kondenzatorja, od koder se izvede vzporedna vezava na vhod močnostnega ojačevalnika.

Model z dvema izhodoma se napaja preko omejevalnega upora, tudi na pozitivni vhod. Tukaj pride izhodni signal. Nadalje je načelo enako - signal gre do ločilnega kondenzatorja in nato do ojačevalnika moči.

Kako priključiti elektretni mikrofon, glejte spodaj.