驻极体话筒的结构,原理与正确使用

由于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。
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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)。
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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)

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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。
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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。漏极D接电源正极,源极S与地之间接一电阻R来提供源极电压,信号由源极经电容C输出。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。三端输出式话筒目前市场上比较少见。
无论何种接法,驻极体话筒必须满足一定的偏置条件才能正常工作。(实际上就是保证内置场效应管始终处于放大状态)
三:驻极体话筒的特性参数

工作电压Uds 1.5~12V,常用的有1.5V,3V,4.5V三种
工作电流Ids 0.1~1mA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
指向性 全向
等效噪声级 小于35分贝