Микрофоны – основные параметры, маркировка и включение в схемах

August 26, 2012 by admin Комментировать »

   

   Микрофоны (электродинамические, электромагнитные, электретные, угольные) – основные параметры, маркировка и включение в электронных схемах.

   В радиоэлектронике находит широкое применение микрофон — устройство, преобразующее звуковые колебания в электрические. Под микрофоном обычно понимают электрический прибор, служащий для обнаружения и усиления слабых звуков.

   Основные параметры микрофонов

   Качество работы микрофона характеризуется несколькими стандартными техническими параметрами: чувствительностью, номинальным диапазоном частот, частотной характеристикой, направленностью, динамическим диапазоном, модулем полного электрического сопротивления, номинальным сопротивлением нагрузки и др.

   Маркировка

   Марка микрофона обычно наносится на его корпусе и состоит из букв и цифр. Буквы указывают тип микрофона:

   МД……………катушечный (или «динамический»),

   МДМ…………динамический малогабаритный,

   ММ ………….миниатюрный электродинамический,

   MЛ……………ленточный,

   МК……………конденсаторный,

   МКЭ…………электретный,

   МПЭ…………пьезоэлектрический.

   Цифры обозначают порядковый номер разработки. После цифр стоят буквы А, Т и Б, обозначающие, что микрофон изготовлен в экспортном исполнении — А, Т — тропическом, а Б – предназначен для бытовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Маркировка микрофона ММ-5 отражает его конструктивные особенности и состоит из шести символов:

   первый и второй ……………ММ — микрофон миниатюрный;

   третий…………………………..5 — пятое конструктивное исполнение;

   четвертый и пятый………..две цифры, обозначающие типоразмер;

   шестой………………………….буква, которая характеризует форму акустического входа (О — круглое отверстие, С — патрубок, Б — комбинированное).

   В практике радиолюбителей используется несколько основных типов микрофонов: угольные, электродинамические, электромагнитные, конденсаторные, электретные и пьезоэлектрические.

   Электродинамические микрофоны

   (название микрофонов этого типа считается устаревшим и сейчас эти микрофоны называют катушечными)

   Микрофоны этого типа очень часто используют любители звукозаписи, благодаря их сравнительно высокой чувствительности и практической нечувствительности к атмосферному влиянию, в частности, действию ветра. Они также не боятся толчков, просты в использовании и обладают способностью выдерживать без повреждений большие уровни сигналов. Положительные качества этих микрофонов преобладают над их недостатком: средним качеством записи звука.

   В настоящее время для радиолюбителей большой интерес представляют выпускаемые отечественной промышленностью малогабаритные динамические микрофоны, которые используются для звукозаписи, звукопередачи, звукоусиления и различных систем связи. Изготавливаются микрофоны четырех групп сложности — 0, 1, 2 и 3. Микрофоны малогабаритные групп сложности 0, 1 и 2 используются для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления музыки и речи, а группы 3 — для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления речи.

   Условное обозначение микрофона состоит из трех букв и цифр. Например, МДМ-1, микрофон динамический малогабаритный первого конструктивного исполнения.

   Особый интерес представляют электродинамические миниатюрные микрофоны серии ММ-5, которые можно впаивать прямо в плату усилителя или использовать в качестве встроенного элемента радиоэлектронной аппаратуры. Микрофоны относятся к четвертому поколению компонентов, которые разработаны для РЭА на транзисторах и интегральных микросхемах. Микрофон ММ-5 выпускается одного типа в двух вариантах: высокоомном (600 Ом) и низкоомном (300 Ом), а также тридцати восьми типоразмеров, которые отличаются только сопротивлением обмотки постоянному току, расположением акустического входа и его вида. Основные электроакустические параметры и технические характеристики микрофонов серии ММ-5 приведены в табл. 3.2.

   Таблица 3.2

   Тип микрофона

   ММ-5

   Вариант исполнения

   низкоомный

   высокоомный

   Номинальный диапазон рабочих частот, Гц

   500.. .5000

   Модуль полного электрического сопротивления обмотки, Ом

   135115

   900±100

   Чувствительность на частоте 1000 Гц, мкВ/Па,

   не менее (сопротивление нагрузки)

   300 (600 Ом)

   600 (300 Ом)

   Средняя чувствительность в диапазоне

   500…5000 Гц, мкВ/Па, не менее (сопротивление нагрузки)

   600 (600 Ом)

   1200 (3000 Ом)

   Неравномерность частотной характеристики

   чувствительности в номинальном диапазоне частот, дБ, не более

   24

   Масса, г, не более

   900 ± 100

   Срок службы, год, не менее

   5

   Размеры, мм

   9,6×9,6×4

   

   Рис. 3.6. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ громкоговорителя в качестве м икрофона

   При отсутствии динамического микрофона радиолюбители часто используют вместо него обычный электродинамический громкоговоритель (рис. 3.6).

   Электромагнитные микрофоны

   Для усилителей низкой частоты, собранных на транзисторах и имеющих низкое входное сопротивление, обычно используют электромагнитные микрофоны. Электромагнитным микрофонам свойственна обратимость, то есть они могут использоваться и как телефоны. Широкое распространение имеют так называемый дифференциальный микрофон типа ДЭМШ-1 и его модификация ДЭМШ-1А. Неплохие результаты получаются при использовании вместо электромагнитных микрофонов ДЭМШ-1 и ДЭМ-4М обычных электромагнитных наушников от головных телефонов ТОН-1, ТОН-2, ТА-56 и др. (рис. 3.7…3.9).

   

   Рис. 3.7. Принципиальная схема включения на входе УЗЧ электромагнитного наушника в качестве микрофона

   

   Рис. 3.8. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на транзисторах

   

   Рис. 3.9. Принципиальная схема включения электромагнитного микрофона на входе УЗЧ на операционном усилителе.

   Электретные микрофоны

   В последнее время в бытовых магнитофонах используются электретные конденсаторные микрофоны. Электретные микрофоны имеют самый .широкий диапазон частот: 30…20000 Гц. Микрофоны этого типа дают электрический сигнал в два раза больший нежели обычные угольные.

   Промышленность выпускает электретные микрофоны МКЭ-82 и МКЭ-01 по размерам аналогичные угольным МК-59 и им подобным, которые можно устанавливать в обычные телефонные трубки вместо угольных без всякой переделки телефонного аппарата. Этот тип микрофонов значительно дешевле обычных конденсаторных микрофонов, и поэтому более доступны радиолюбителям. Отечественная промышленность выпускает широкий ассортимент электретных микрофонов, среди них МКЭ-2 односторонней направленности для катушечных магнитофонов 1 класса и для встраивания в радиоэлектронную аппаратуру — МКЭ-3, МКЭ-332 и МКЭ-333. Для радиолюбителей наибольший интерес представляет конденсаторный электретный микрофон МКЭ-3, который имеет микроминиатюрное исполнение. Микрофон применяется в качестве встраиваемого устройства в отечественные магнитофоны, магниторадиолы и магнитолы, такие как, «Сигма-ВЭФ-260», «Томь-303», «Романтик-306» и др.

   Микрофон МКЭ-3 изготовляется в пластмассовом корпусе с фланцем для крепления на лицевой панели радиоустройства с внутренней стороны. Микрофон является ненаправленным и имеет диаграмму круга. Микрофон не допускает ударов и сильной тряски. В табл. 3.3 приведены основные технические параметры некоторых марок миниатюрных конденсаторных электретных микрофонов. На рис. 3.10 приведена схема включения распространенного в радиолюбительских конструкциях электретного микрофона типа МКЭ-3.

   Таблица 3.3

   Тип микрофона

   МКЭ-3

   МКЭ-332

   МКЭ-333

   МКЭ-84

   Номинальный диапазон рабочих частот, Гц

   50…16000

   50… 15000

   50… 15000

   300…3400

   Чувствительность по свободному полю на

   частоте 1000 Гц, мкВ/Па

   не более 3

   не менее 3

   не менее 3

   А – 6…12

   В – 10…20

   Неравномерность частотной характеристики

   чувствительности в диапазоне 50… 16000 Гц,

   дБ, не менее

   10

   -

   -

   -

   Модуль полного электрического сопротивления на 1000 Гц,

   Ом, не более

   250

   600 ±120

   600 ± 120

   -

   Уровень эквивалентного звукового давления,

   обусловленного собственными шумами микрофона,

   дБ, не более

   25

   -

   -

   -

   Средний перепад уровней чувствительности

   «фронт — тыл», дБ

   -

   не, менее 12

   не более 3

   -

   Условия эксплуатации: температура, ’С

   относительная влажность воздуха, не более

   5…30 85%

   при 20’С

   -10…+50

   95±3 % при 25’С

   10…+50

   95±3% при 25’С

   0…+45

   93% при 25’С

   Напряжения питания, В

   -

   1,5…9

   1,5…9

   1,3…4,5

   Масса, г

   8

   1

   1

   8

   Габаритные размеры (диаметр х длина), мм

   14×22

   10,5 х 6,5

   10,5 х 6,5

   22,4×9,7

   

   Рис. 3.10. Принципиальная схема включения микрофона типа МКЭ-3 на входе транзисторного УЗЧ

   Угольные микрофоны

   Невзирая на то что угольные микрофоны постепенно вытесняются микрофонами других типов, но благодаря простоте конструкции и достаточно высокой чувствительности они все еще находят свое место в различных устройствах связи. Наибольшее распространение имеют угольные микрофоны, так называемые телефонные капсюли, в частности, МК-Ю, МК-16, МК-59 и др. Наиболее простая схема включения угольного микрофона приведена на рис. З.П. В этой схеме трансформатор должен быть повышающим и для угольного микрофона с сопротивлением R = 300…400 Ом его можно намотать на Ш-образном железном сердечнике с сечением 1…1,5 см2. Первичная обмотка (I) содержит 200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм, а вторичная (II) — 400 витков ПЭВ-1 диаметром 0,08…0,1 мм. Угольные микрофоны в зависимости от их динамического сопротивления делят на 3 группы:

   1………низкоомные (около 50 Ом) с током питания до 80 мА;

   2………среднеомные (70… 150 Ом) с током питания не более 50 мА;

   3………высокоомные (150…300 Ом) с током питания не более 25 мА.

   Из этого следует, что в цепи угольного микрофона необходимо устанавливать ток, соответствующий типу микрофона. В противном случае при большом токе угольный порошок начнет спекаться и микрофон испортится. При этом появляются нелинейные искажения. При очень малом токе резко снижается чувствительность микрофона. Угольные капсюли могут работать и при пониженном токе источника питания, в частности, в усилителях на лампах и транзисторах. Снижение чувствительности при пониженном питании микрофона компенсируется простым повышением коэффициента усиления усилителя звуковой частоты. В этом случае улучшается частотная характеристика, значительно снижается уровень шумов, повышается стабильность и надежность работы.

   

   Рис. 3.11. Принципиальная схема включения угольного микрофона с использованием трансформатора

   Вариант включения угольного микрофона в усилительный каскад на транзисторе дано на рис 3.12. Вариант включения угольного микрофона в сочетании с транзистором на входе лампового усилителя звуковой частоты по схеме рис. 3.13 позволяет получить большое усиление по напряжению.

   

   Рис. 3.12. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе транзисторного УЗЧ

   

   Рис. 3.13. Принципиальная схема включения угольного микрофона на входе гибридного УЗЧ, собранного на транзисторе и электронной лампе

   

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

Оставить комментарий

Устройство витков выходе генератора импульсов микросхемы мощности нагрузки напряжение напряжения питания приемника пример провода работы радоэлектроника сигнал сигнала сигналов сопротивление схема теория транзистора транзисторов управления усиления усилитель усилителя устройства частоты