Микрофоны классифицируются по признаку
преобразования акустических колебаний в электрические и подразделяются
на электродинамические, электромагнитные, электростатические
(конденсаторные и электретные), угольные и пьезоэлектрические.
Микрофоны
характеризуются следующими параметрами:
Чувствительность микрофона—это
отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него
звуковому давлению при заданной частоте (как правило 1000 Гц),
выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение,
тем выше чувствительность микрофона.
Номинальный диапазон рабочих частот—диапазон
частот, в котором микрофон воспринимает акустические колебания и в
котором нормируются его параметры .
Неравномерность частотной характеристики—разность
между максимальным и минимальным уровнем чувствительности микрофона в
номинальном диапазоне частот.
Модуль полного электрического
сопротивления—нормированное значение выходного или
внутреннего электрического сопротивления на частоте 1 кГц.
Характеристика направленности—зависимость
чувствительности микрофона (в свободном поле на определённой частоте)
от угла между осью микрофона и направлением на источник звука.
Уровень собственного шума микрофона—выраженное
в децибелах отношение эффективного значения напряжения, обусловленного
флуктуациями давления в окружающей среде и тепловыми шумами различных
сопротивлений в электрической части микрофона, к напряжению,
развиваемому микрофоном на нагрузке при давлении 1 Па при воздействии
на микрофон полезного сигнала с эффективным давлением
0,1 Па.
В телефонных
аппаратах, в основном, применяются электродинамические, электретные и
угольные микрофоны. Но, как правило, в 95% кнопочных ТА применяются
электретные микрофоны, которые имеют повышенные электроакустические и
технические характеристики:
широкий частотный диапазон;
малую неравномерность частотной характеристики;
низкие нелинейные и переходные искажения;
высокую чувствительность;
низкий уровень собственных шумов.
Рис 1.
Схема включения конденсаторного микрофона.
На рис. 1 приведена
схема, объясняющая принцип работы конденсаторного микрофона.
Выполненные из электропроводного материала мембрана (1) и электрод (2)
разделены изолирующим кольцом (3) и представляют собой конденсатор.
Жёстко натянутая мембрана под воздействием звукового давления совершает
колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор
включен в электрическую цепь последовательно с источником напряжения
постоянного тока GB и активным нагрузочным сопротивлением R. При
колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой
воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи
появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочном сопротивлении
возникает переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона.
Электретные
микрофоны по принципу работы являются теми же конденсаторными, но
постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, тонким
слоем нанесённого на мембрану и сохраняющим этот заряд продолжительное
время (свыше 30 лет).
Поскольку
электростатические микрофоны обладают высоким выходным сопротивлением,
то для его уменьшения, как правило, в корпус микрофона встраивают
истоко-вый повторитель на полевом n-каналыюм транзисторе с р-п
переходом. Это позволяет снизить выходное сопротивление до величины не
более 3 + 4 кОм и уменьшить потери сигнала при подключении к входу
усилителя сигнала микрофона. На рис. 2 приведена внутренняя схема
электретного микрофона с тремя выводами МКЭ-3.
Рис. 4.
Схема подключения электретных микрофонов с двумя выводами.
На рис. 3 приведена
внутренняя схема электретного микрофона с двумя выводами
МКЭ-389-1. Схема подключения такого микрофона приведена на рис. 4. По
этой схеме можно подключать практически все электретные микрофоны с
двумя выводами, и отечественные и импортные.
В таблице приведены их технические характеристики.
Параметры микрофонов:
Наименование
марка
Чувстви-
тельность
мВПа
Диапазон
частот
Гц
Уровень
шума
дБ
Напр.
пит.
В
Потреб.
ток
мА
Коэфф.
гарм.
%
Неравно-
мерность
ЧХ
дБ
М1-А2 "СОСНА"
515
1507000
28
-1,2
0,007
—
2
М1-Б2 "СОСНА"
1020
М4-В "СОСНА"
>20
М7 "СОСНА"
>5
26
МЭК-1А
620
3004000
30
2,34,7
0,2
2
МЭК-1В
МКЭ-3
420
5015000
30
-4,5
—
12
МКЭ-84
620
3003400
30
1,34,5
—
МКЭ-377-1А
612
15015000
33
2,36
0,35
4
МКЭ-377-1Б
1020
МКЭ-377-1В
1836
МКЭ-378А
612
3018000
2,36
0,35
1
МКЭ-378Б
1020
МКЭ-389-1
612
3004000
26
—
4
2
МКЭ-332А
35
5012500
30
29
—
—
МКЭ-332Б
612
МКЭ-332В
1224
МКЭ-332Г
2448
МКЭ-333А
35
5012500
30
29
МКЭ-333Б
612
МКЭ-333В
1224
МКЭ-333Г
2448
PANASONIC
РАЗМЕР
WM-034 CY
60
2016000
—
4,510
0,8
9,7х6,7
WM-034 BY
60
2016000
WM-034 CY 195
WM-52 BM
1,510
0,3
9,7х4,5
WM-54 BT
2012000
2,510
0,6
WM-60 AY
58
2016000
210
0,5
6х5
WM-60 AT
WM-60 A 103
55
10012000
WM-62 A
58
2016000
6х2,5
WM-66 D 103
50
1010000
6х2,7
WM 55 A 103
60
2016000
1,510
0,5
9,7х5
WM 56 A 103
58
WM 55 D 103
10010000
китай, стоящий во всех ширпотребовских телефонах и
АОНах
SZN-15 E
58
8015000
—
310
—
9,7х9
Ток потребления
микрофона МЭК-1 не более 0,2 мА, МКЭ-377-1 и МКЭ-378 не более 0,35 мА.
Потребляемый ток микрофонов М1-А2, М1-Б2 и М-7 не более 70 мкА.
Отличие микрофона
МКЭ-332 от МКЭ-333 в том, что МКЭ-332 односторонненаправленный, а
МКЭ-333 ненаправленный.
Коэффициент гармоник
на частоте 1000 Гц при звуковом давлении 3 Па для микрофонов МКЭ-377-1
и МКЭ-389-1 не более 4 %, МКЭ-378 не более 1 %.
Неравномерность
частотной характеристики чувствительности в номинальном диапазоне
частот для микрофона МКЭ-3 не более 12 дБ, а для М1-А2, М1-Б2, МЭК-1 и
МКЭ-389-1 не более ±2 дБ.
Рис. 5.
Допусковая область частотной характеристики микрофона МКЭ-377-1.
Рис. 6.
Допусковая область частотной характеристики микрофона МКЭ-378.