Innlegget forklarer hvordan electret-mikrofonenheter fungerer, gjennom passende diagrammer og formler.
Hva er en mikrofon
En mikrofon er en enhet designet for å transformere svake lydvibrasjoner til små elektriske pulser, som deretter kan forsterkes gjennom en effektforsterker over en høyttaler for å oppnå en høyere gjengivelse av lyden.
Den vanligste og mest allsidige formen for mikrofonenhet som brukes i elektroniske kretser er electret-mikrofonene.
Disse MIC-ene har en liten størrelse, er ekstremt følsomme og klarer å fange opp eller svare på lydvibrasjoner fra alle vinkler, det vil si fra hele 360 graders vinkel.
Hvordan Electret-mikrofoner fungerer
- En electret-mikrofon består hovedsakelig av en membran, et par elektroder og en innebygd JFET.
- Membranen er laget av tynt teflonmateriale og blir også betegnet som 'electret' og derav navnet electret MIC.
- Dette elektronet har en fast ladning (C) og er innebygd mellom de to elektrodene.
- Elektret sammen med de to elektrodene har form av en følsom variabel kondensator hvis ytre overflate reagerer på lydvibrasjoner, noe som gir opphav til en varierende kapasitans over de to elektrodene.
- Lydbølger i form av lufttrykk beveger en av elektrodene som vender mot den åpne siden av MIC, og forårsaker effektive variasjoner over de kapasitive platene.
- Den øyeblikkelige verdien av den varierende kapasitansen til MIC blir direkte proporsjonal med lydtrykket som treffer elektronet på det øyeblikket.
MIC Kapasitansberegning
Som nevnt tidligere, siden ladningsverdien på Teflon-materialet er fast, blir potensialforskjellen utviklet over MIC-kondensatoren ekvivalent med verdien som kan uttrykkes med følgende formel:
Q = C.V
Hvor Q er ladningen (som er fast for electret)
C indikerer kapasitansen, mens V betegner det utviklede spenningsnivået eller potensialforskjellen over elektrodene.
Diskusjonen ovenfor innebærer at electret MICs interne konstruksjon oppfører seg som en vekselstrømskoblet spenningskilde.
De fleste electret-MIC-er har en innebygd JFET hvis gate er forbundet med electret-kondensatoren som danner en buffer for MIC-kondensatoren.
Siden ladningen til kondensatoren er fast, må denne bufferen ha en veldig høy impedans, og det er nettopp derfor en JFET brukes.
Diagrammet nedenfor viser det grunnleggende interne ledningsoppsettet til en typisk electret-mikrofon.
Lydvibrasjoner som treffer elektretkondensatoren varierer kapasitansen og produserer en modulerende spenning for porten til JFET, indikert som Vg .
Denne modulasjonen endrer gjeldende strømningsmønster over avløpet / kilden til JFET, representert som Imic .
En stabiliserende motstand RG kan også sees koblet internt over porten og kilden til JFET, er det sikret at denne motstanden har en ekstremt høy verdi for å unngå shunting av electret-utgangen for JFET-porten.
Snittvisning av en Electret MIC intern struktur
Følgende bilde viser et snitt av et eksempel på electret MIC.
En av elektrodene dannes ved metallisering av laget sitt over en ladet polymerfilm.
Dette metalliserte laget er forbundet med saken til MIC gjennom en metallisk vaskemaskin.
Saken til MIC er i sin tur koblet til kildeledningen til den interne JFET.
Den andre kondensatorplaten eller den andre elektroden er laget ved å bruke en metallplate på baksiden, som kan sees atskilt fra den metalliserte lagfilmen med en plastskive. Denne platen blir deretter koblet til portterminalen til JFET
Lydbølger som treffer denne platen genererer et belastningsnivå på den, og derved varierer avstanden mellom de kapasitive elektrodene, og får en ekvivalent potensiell forskjell til å utvikle seg over dem.
Denne varierende spenningen over avløpet til JFET brukes som utgang for et påfølgende forforsterkerkretsstadium som ytterligere forsterker dette til et nivå som kan reproduseres over en høyttaler, og en forsterket versjon av lydbølgene kan høres.
Intern sammensetning av en Electret MIC
Følgende bilder viser de faktiske delene som brukes i en typisk electret MIC
Hvis du har flere spørsmål angående hvordan electret-mikrofoner fungerer, ikke nøl med å legge dem frem gjennom kommentarene.
Forrige: Laseraktivert GSM-samtalevarselssikkerhetskrets Neste: Enkel kjøleskapsbeskyttelseskrets
