Электретный микрофон что это такое
Digitrode
цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы
Что такое конденсаторный электретный микрофон и как он работает
Электретный конденсаторный микрофон является довольно простым для объяснения устройством, тем не менее, который стоит разобрать подробнее.
По сути, это конденсатор, образованный из очень тонкого проводящего листа, который функционирует как диафрагма, установленная перед другим проводником, обычно это кусок сетки. Звуковые волны приводят к вибрации диафрагмы, и эти колебания изменяют емкость между диафрагмой и сеткой.
Если эта емкость включена в RC-цепь с очень высоким импедансом и к ней прикладывается высокое напряжение, на ней устанавливается почти постоянный заряд. Поскольку заряд остается постоянным, изменение емкости вызывает крошечную флуктуацию напряжения, которую можно получить в качестве аудиосигнала от микрофона. Конденсаторные микрофоны, построенные таким образом, могут быть чрезвычайно высокого качества. Но у них есть необходимость в питании высоким напряжением для подачи заряда и в усилителе для буферизации и увеличения звука.
Электретные конденсаторные микрофоны, тем не менее, не требуют источника питания высокого напряжения. Почему? Ответ исходит от материала, который включает в себя диафрагму. Электрет – это материал, который несет постоянный заряд без требования для обеспечения высокого напряжения для его поддержания. Электретный микрофон работает точно так же, как и любой другой конденсаторный микрофон, но постоянный заряд на его электретной диафрагме достаточен для создания на нем восстанавливаемого напряжения. Капсула будет содержать полевой транзистор в качестве высокоимпедансного буфера, чтобы обеспечить полезный выход с источником постоянного тока из одной батарейки АА.
Поэтому, отвечая на вопрос о том, что такое электретный конденсаторный микрофон, мы подходим к более фундаментальному вопросу: что же такое электрет? Разумеется, невозможно, чтобы материал сохранял электрический заряд бесконечно. Все дело в диполях. Диполем в химическом смысле является молекула, которая обладает разницей в электрическом заряде между ее различными частями. На одном его конце может быть функциональная группа с избытком электронов, а на другом – с дефицитом электронов. Обычно пример молекулы с этим свойством представляет собой воду, она образует V-образную молекулу H-O-H с кислородом в точке, имеющей больший отрицательный заряд, и водород в точках с большим положительным зарядом.
Твердое тело, состоящее из молекул, содержащих диполи, не имеет статического заряда, так как эти диполи выровнены в случайном порядке, так что не происходит никакого градиента заряда. Но если бы все молекулы в твердом теле могли быть выровнены так, что их диполи выполнялись в одном направлении, тогда их отрицательно и положительно заряженные концы были бы расположены «спина к спине». Подумайте, что они немного похожи на большую кучу миниатюрных собранных в ряд батарей, так что с одной стороны материала их отрицательные полюса становятся обогащенными электронами, а их положительные полюса имеют недостаток электронов.
Важно подчеркнуть, что аналогия с батареей предназначена, чтобы помочь визуализировать, как диполи выравниваются, чтобы создать единый градиент заряда. Для того, чтобы электретный материал обладал стойким зарядом, он также должен быть изолятором, поскольку, если бы это был электрический проводник, заряд просто проводил бы ток и нейтрализовал бы себя. Таким образом, ток не может течь из электретного материала, и на основании всего этого работает электретный конденсаторный микрофон.
Что такое электретный микрофон
Микрофоны — устройства, усиливающие громкость звука, распространены повсеместно. Среди их разновидностей есть профессиональные, а также более простые варианты для домашнего пользования. Кроме этого, микрофоны бывают конденсаторного и электретного типа.
Что такое электретный микрофон
Чтобы лучше понять, что это за устройство, сначала необходимо уточнить, что такое электрет.
Электрет — специальный материал, способный довольно длительное время быть поляризованным. Помимо этого, он обладает свойством создавать электромагнитное поле.
Обычные конденсаторные микрофоны имеют довольно низкое сопротивление, а у электретного варианта, оно значительно выше. Поэтому такие устройства требуют подсоединения к усилителям, которые имеют довольно большое сопротивление. Также им необходим внешний блок питания.
В его корпусе находится усилитель и всё напряжение, поступающее на аппарат, требуется для его питания. В конденсаторных же вариантах, оно идёт на зарядку.
Принцип действия электретного микрофона
Устройство состоит из конденсаторов, у которых некоторая часть пластин произведена из плёнки. Эта плёнка натягивается на кольцо. Далее, она подвергается воздействию заряженных частиц. Электроны проникают в неё на небольшую глубину. В результате этого в пространстве вокруг них создаётся заряд. Этот заряд может существовать довольно длительное время.
Сверху плёнка покрыта слоем металла. Он также используется в качестве электрода. На небольшом расстоянии от неё располагается ещё один электрод — металлический цилиндр небольшого размера. Своей плоской стороной он повёрнут к плёнке.
Полиэтиленовая мембрана создаёт звуковые колебания, передающиеся на электроды, в результате чего вырабатывается ток. Сила получаемого тока крайне мала, тогда как выходное сопротивление имеет высокие значения. Поэтому передача аудиосигнала осуществляется довольно сложно. Чтобы небольшой по силе ток и большое сопротивление были согласованы, используется специальный каскад. Выполняется он в виде униполярного транзистора, а находится в корпусе устройства, в специальном капсюле.
Принцип работы электретного устройства базируется на способности отдельных видов материалов изменять свой поверхностный заряд под влиянием акустической волны. Материалы при этом должны обладать очень большой диэлектрической проницаемостью.
СПРАВКА! Поскольку данные устройства обладают очень высоким выходным сопротивлением, их можно без труда подключать к ресиверам и усилителям с входящим высоким сопротивлением. Чтобы удостовериться в том, можно ли использовать данный конкретный усилитель, необходимо подключить к нему мультиметр и посмотреть полученные значения. Если в результате измерений мультиметр показал значения, равные 2–3 Вольт, то данный усилитель можно подключать к электретному микрофону.
Сейчас практически вся аппаратура может работать с данным видом устройств.
Электретные микрофоны уже практически вытеснили другие варианты. Это обусловлено тем, что они имеют демократичную цену, но при этом надёжны в эксплуатации. Ещё одним плюсом являются их небольшой размер и масса.
Что такое электретный микрофон
Содержание статьи
Устройство электретных микрофонов
Эти микрофоны выполнены в виде конденсаторов, определенное количество пластин которых изготавливается из очень тонкой полиэтиленовой пленки, расположенной на кольце. На пленку наносят пучок электронов. Он проникает на малую глубину, создает пространственный заряд, который имеет возможность сохраняться длительное время. У этих материалов есть название «электрет», поэтому микрофон носит название электретного.
Затем на пленку накладывается очень тонкий слой металла, используемый как один из электродов. Другим электродом является металлический цилиндр, плоская поверхность которого расположена рядом с пленкой. Ее колебания, создаваемые акустическими волнами, способны создать между электродами электрический ток. Из-за того, что сила тока в этом случае очень малая, а выходное сопротивление достигает большой величины (гигаомов), передача сигнала, который вырабатывается микрофоном, происходит достаточно сложно.
Для согласования низкого сопротивления усилителя и высокого сопротивления микрофона надо применить специальный каскад, который создается на полевом (униполярном) транзисторе. Его располагают в корпусе микрофонного капсюля (так называется устройство, где располагается не только сам микрофон, но и согласующий каскад). Корпус должен быть металлическим, имеющим возможность экранировать микрофон и согласовать каскад, произведя защиту его от внешних полей электричества.
Для того чтобы понять пригодность для подключения к микрофону того или иного усилителя, достаточно подключения к входному гнезду прибора (мультимера). Если в результате он покажет напряжение 2-3 Вольта, это означает, что усилитель пригоден для совместной работы с электретным микрофоном.
Принцип работы и конструкция
По принципу работы электретные микрофоны являются такими же, как и конденсаторные, но постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, нанесённого на мембрану в виде тонкого слоя. Этот заряд может сохраняться продолжительное время (до 30 лет и более)
Работа электретных микрофонов основана на возможности некоторых материалов, которые имеют высокую диэлектрическую проницаемость, изменять свой поверхностный заряд из-за воздействия звуковой волны. Такие микрофоны имеют очень высокое сопротивление, в результате чего появляется возможность их подключения к усилителям с высоким входным сопротивлением. По своему конструктивному исполнению микрофоны делятся на несколько видов, когда электретный материал в них расположен во фронтальном положении, находится на гибкой мембране и установлен на задней пластине.
Для чего нужен электретный микрофон – как выбрать лучший
Микрофоны имеют много применений. Они используются не только музыкантами во время живых выступлений и записей, они также часто используются во время потоковых игр, видеозвонков или во время интервью. Комплексное использование этого типа оборудования заставляет постоянно работать над новыми технологиями и решениями.
На рынке доступно много типов микрофонов, которые адаптированы к различным видам деятельности. Одним из наиболее часто используемых решений является электретный микрофон. Что такое электретный микрофон? Как проверить, работает ли электретный микрофон? Мы отвечаем на эти и другие вопросы в сегодняшнем руководстве.
Что такое электретный микрофон?
Динамические и конденсаторные модели – это решения, которые заслуживают особого внимания среди микрофонов. В настоящее время они доминируют на рынке, и это неудивительно. Динамические микрофоны достаточны для любительских приложений, в то время как емкостные модели используются как дома и в корпорациях, так и в профессиональных музыкальных студиях. Одной из разновидностей конденсаторных устройств является электретный микрофон.
Мало кто понимает, что электретные микрофоны сопровождают нас на каждом шагу. Эти небольшие аудиоустройства можно найти даже в смартфонах. Диафрагма или фиксированная оболочка микрофона изготовлена из электрета – диэлектрика с постоянной электрической поляризацией.
Как работает электретный микрофон
Электретный микрофон без пластикового корпуса напоминает конденсатор. Его диафрагма выполнена из поляризованной электретной пленки, покрытой тонким слоем металла, который является одной из двух граней конденсатора. Второе покрытие – жесткая плитка. Акустическое давление воздействует на диафрагму и, таким образом, меняет емкость конденсатора. Электретные микрофоны могут иметь два или три наконечника.
Электретные устройства просты и дешевы в изготовлении, что способствует их широкому применению в бытовом оборудовании. Некоторые электретные микрофоны, используемые в недорогих устройствах, имеют низкое качество. Однако, не следует обобщать, поскольку электретные микрофоны также используются в профессиональном оборудовании, таком как измерители уровня звука класса 1.
Стоит ли покупать емкостный электретный микрофон? Каковы особенности этого типа решения? Ниже представлены наиболее важные преимущества и недостатки электретных микрофонов.
Преимущества и недостатки электретных микрофонов
Преимущества электретных микрофонов:
Недостатки электретных микрофонов:
Как подключить электретный микрофон к компьютеру
Электретные микрофоны – это небольшие устройства, которые из-за своего размера и относительно хорошего качества обычно используются в электронном оборудовании, в том числе смартфонах, компьютерах, ноутбуках, акустических переключателях, домофонах, перехватчиках, компьютерных микрофонах и гарнитурах.
На рынке представлены электретные микрофоны в базовой версии – емкость с двумя или тремя наконечниками, а также модели, адаптированные для домашнего, студийного, сценического и корпоративного использования, которые оснащены разъемами XLR или разъемами 3,5 мм. Электретные микрофоны также могут быть в форме плоских устройств, называемых конференц-микрофоны.
К компьютеру можно подключить как устройство с разъемом 3,5 мм, так и микрофон с разъемом XLR.
Какой электретный микрофон выбрать
Электретные микрофоны, предлагаемые производителями, отличаются не только конструкцией и применением, но и качеством. При покупке этого типа устройства стоит ознакомиться с доступными решениями.
Каким параметрам следует уделить особое внимание?
Конденсаторные и электретные микрофоны – какой использовать для записи
Электретные микрофоны обычно используются в мобильных телефонах, компьютерах или домофонах. Но эти небольшие устройства также используются профессионалами в качестве студийных микрофонов и измерителей уровня звука.
Конденсаторные микрофоны, в свою очередь, являются тонкими и точными моделями, которые захватывают всё, даже самый тихий звук. Часто говорят, что они «безжалостно точны». Высокий уровень чувствительности и широкая частотная характеристика позволяют использовать конденсаторные микрофоны везде, где важно качество записанного сигнала.
Чем отличаются емкостные и электретные микрофоны?
Как работает конденсаторный микрофон
Конденсаторные микрофоны – наряду с динамическими микрофонами – являются одними из самых популярных решений среди предлагаемого оборудования для записи звука. Эти устройства состоят из подвижных обкладок и мембранной сетки, которые заряжаются поляризованным напряжением, что образует особый тип конденсатора. Его емкость изменяется в процессе колебаний мембраны от воздействия акустической волны.
Неоспоримым преимуществом конденсаторных микрофонов является их высокая чувствительность, а также быстрая реакция на переходные процессы и широкий диапазон частотных характеристик. Все эти элементы позволяют осуществлять запись звука с большим количеством деталей. Емкостные микрофоны характеризуются высоким качеством, что также отражается на их цене.
Преимущества и недостатки конденсаторных микрофонов
Преимущества конденсаторных микрофонов:
Недостатки конденсаторных микрофонов:
Как работает электретный микрофон
Электретные микрофоны являются одной из разновидностей конденсаторных микрофонов. Они выглядят как маленький конденсатор и состоят из диафрагмы и фиксированной мембраны.
Мембрана в устройствах этого типа выполнена из поляризованной электретной пленки, покрытой слоем металла. Тонкое металлическое покрытие – одна из двух граней конденсатора, другая – жесткая пластина. Акустическое давление воздействует на диафрагму, вызывая изменение емкости конденсатора.
В некоторых моделях электретный слой имеет фиксированное покрытие, а мембрана изготовлена из лучших материалов с механическими и термическими свойствами.
Преимущества и недостатки электретных микрофонов
Преимущества электретных микрофонов:
Недостатки электретных микрофонов:
Конденсаторный микрофон и электретный – что лучше
Электретный или обычный конденсаторный микрофон? Какое из этих устройств заслуживает внимания? Выбор конкретного решения зависит от предполагаемого использования микрофона и вашего бюджета. Несомненно, электретные микрофоны дешевле емкостных моделей, но по качеству последние выигрывают.
Если микрофон приобретается для профессионального применения, например, для записи вокала или записи акустических инструментов, стоит обратиться к емкостной модели. Для любительских применений дома или в компании достаточно электретных микрофонов. Они прекрасно работают как компьютерный микрофон, конференц-микрофон, поверхностный или галстучный.
Где ещё можно использовать электретные микрофоны? Такие устройства очень часто являются частью систем мониторинга. Благодаря небольшим размерам и влагостойкости их можно разместить практически в любом месте. В сочетании с такими же маленькими камерами они идеально подходят для наблюдения за трудными местами.
Как подключить конденсаторный микрофон к компьютеру
Как обычные конденсаторные микрофоны, так и электретные микрофоны могут быть подключены к компьютеру или консоли. В результате они используются не только для записи вокала или инструментов или в качестве элемента системы мониторинга, но также вы можете использовать их для видеоконференций, проведения виртуальных игр и записи видеоблогов.
Чтобы подключить микрофон к компьютеру, он должен быть оснащен подходящим разъемом. В случае с микрофонами они обычно имеют разъём 3,5 мм, USB и XLR.