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. 2
Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-3.
У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона выполнен по схеме усилителя с открытым стоком.
Рис. 3.
Внутренняя схема электретного микрофона МКЭ-389-1.
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.
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.