МИКРОФОНЫ
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. На рис. 3.61 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 истоковый повторитель на полевом n-канальном транзисторе с р-n 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 риc 3.62 приведена внутренняя схема электретного микрофона с тремя выводами МКЭ-3.
У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона выполнен по схеме усилителя с открытым стоком. На рис. 3.64 приведена внутренняя схема электретного микрофона с двумя выводами МКЭ-389-1. Схема подключения такого микрофона приведена на рис. 3.63. По этой схеме можно подключать практически все электретные микрофоны с двумя выводами, и отечественные и импортные. На рис. 3.67 приведены размеры и назначение выводов электретных микрофонов. В табл. 3.15 приведены их технические характеристики.
| Табл. 3.15. Технические характеристики электретных микрофонов. | ||||
| Микрофон | Чувствительность, мВ/Па, не менее | Номинальный диапазон рабочих частот, Гц | Уровень собственного шума,дБ, не более | Напряжение питания, В |
| М1-А2 "Сосна" М1-Б2 "Сосна" М7 "Сосна" | 5-15 10 - 20 > 5 | 150 - 7000 150 - 7000 150 - 7000 | 28 28 26 | -1,2 ±0,12 -1,2 ± 0,12 -1,2 ±0,12 |
| МЭК-1А МЭК-1В | 6-20 6-20 | 300 -4000 300 -4000 | 30 30 | 2,3 -4,7 2,3 -4,7 |
| МКЭ-3 | 4-20 | 50 -15000 | 30 | -4,5 ± 1,5 |
| МКЭ-84 | 6-20 | 300 -3400 | 30 | 1,3 -4,5 |
| МКЭ-377-1А МКЭ-377-1Б МКЭ-377-1В | 6-12 10 - 20 18-36 | 150 - 15000 150 - 15000 150 -15000 | 33 33 33 | 2,3 -6,0 2,3 - 6,0 2,3 - 6,0 |
| МКЭ-378А МКЭ-378В | 6-12 10-20 | 30 -18000 30 - 18000 | 33 33 | 2,3 -6,0 2,3 - 6,0 |
| МКЭ-389-1 | 6-12 | 300 - 4000 | 33 | 2,0+ 6,0 |
| Микрофон | Чувствительность, мВ/Па, не менее | Номинальный диапазон рабочих частот, Гц | Уровень собственного шума, дБ, не более | Напряжение литания, В |
| МКЭ-332А | 3-5 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
| МКЭ-332Б | 6-1 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
| МКЭ-332В | 12 -24 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
| МКЭ-332Г | 24-48 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
| МКЭ-ЗЗЗА | 3-5 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
| МКЭ-ЗЗЗБ | 6-12 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
| МКЭ-ЗЗЗВ | 12 - 24 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
| МКЭ-ЗЗЗГ | 24 - 48 | 50 - 12500 | 30 | 2,0 - 9,0 |
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.
