Mikrofone. Vergleichsdaten. Teil 2

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Referenzmaterialien

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Mikrofone werden auf der Grundlage der Umwandlung akustischer Schwingungen in elektrische klassifiziert und in elektrodynamisch, elektromagnetisch, elektrostatisch (Kondensator und Elektret), Kohlenstoff und piezoelektrisch unterteilt.

Mikrofone zeichnen sich durch folgende Parameter aus:

1. Mikrofonempfindlichkeit ist das Verhältnis der Spannung am Ausgang eines Mikrofons zum darauf wirkenden Schalldruck bei einer bestimmten Frequenz (typischerweise 1000 Hz), ausgedrückt in Millivolt pro Pascal (mV/Pa). Je größer dieser Wert, desto höher die Empfindlichkeit des Mikrofons.
2. Nennbetriebsfrequenzbereich - der Frequenzbereich, in dem das Mikrofon akustische Schwingungen wahrnimmt und in dem seine Parameter normiert sind.
3. Ebenheit des Frequenzgangs - die Differenz zwischen der maximalen und minimalen Empfindlichkeit des Mikrofons im Nennfrequenzbereich.
4. Elektrischer Impedanzmodul - normalisierter Wert des Ausgangs oder des elektrischen Innenwiderstands bei einer Frequenz von 1 kHz.
5. Richtcharakteristik - Abhängigkeit der Mikrofonempfindlichkeit (im Freifeld bei einer bestimmten Frequenz) vom Winkel zwischen der Mikrofonachse und der Richtung zur Schallquelle.
6. Grundrauschen des Mikrofons - ausgedrückt in Dezibel, das Verhältnis des effektiven Spannungswerts aufgrund von Druckschwankungen in der Umgebung und thermischem Rauschen verschiedener Widerstände im elektrischen Teil des Mikrofons zur Spannung, die das Mikrofon an der Last bei einem Druck von 1 Pa entwickelt, wenn das Mikrofon wird mit einem Nutzsignal mit einem effektiven Druck von 0,1 Pa beaufschlagt.

In Telefonapparaten werden hauptsächlich elektrodynamische, Elektret- und Kohlemikrofone verwendet. In der Regel werden jedoch in 95% der Druckknopf-TAs Elektretmikrofone verwendet, die erhöhte elektroakustische und technische Eigenschaften aufweisen:

• breiter Frequenzbereich;
• kleiner ungleichmäßiger Frequenzgang;
• geringe nichtlineare und transiente Verzerrungen;
• hohe Empfindlichkeit;
• niedriger Eigenrauschpegel.

Abb. 1. Schema zum Einschalten eines Kondensatormikrofons

Auf Abb. Abbildung 1 ist ein Diagramm, das erklärt, wie ein Kondensatormikrofon funktioniert. Membran (1) und Elektrode (2) aus elektrisch leitfähigem Material sind durch einen Isolierring (3) getrennt und stellen einen Kondensator dar. Eine starr gespannte Membran schwingt unter dem Einfluss von Schalldruck relativ zu einer feststehenden Elektrode. Der Kondensator ist in einem elektrischen Kreis in Reihe mit einer Gleichspannungsquelle GB und einem aktiven Lastwiderstand R geschaltet. Wenn die Membran schwingt, ändert sich die Kapazität des Kondensators mit der Frequenz des auf die Membran wirkenden Schalldrucks. Im Stromkreis erscheint ein Wechselstrom gleicher Frequenz und am Lastwiderstand erscheint eine Wechselspannung, die das Ausgangssignal des Mikrofons ist.

Elektretmikrofone sind nach dem Funktionsprinzip die gleichen Kondensatormikrofone, aber die konstante Spannung in ihnen wird durch eine Elektretladung bereitgestellt, die sich in einer dünnen Schicht auf der Membran ablagert und diese Ladung für lange Zeit (über 30 Jahre).

Da elektrostatische Mikrofone eine hohe Ausgangsimpedanz haben, wird zu deren Reduzierung in der Regel ein Sourcefolger auf einem n-Kanal-Feldeffekttransistor mit pn-Übergang in das Mikrofongehäuse eingebaut. Dadurch können Sie die Ausgangsimpedanz auf einen Wert von nicht mehr als 3 + 4 kOhm reduzieren und den Signalverlust beim Anschluss an den Eingang eines Mikrofonsignalverstärkers reduzieren. Auf Abb. 2 zeigt die interne Schaltung eines Elektretmikrofons mit drei Leitungen MKE-3.

Reis. 2. Interner Schaltkreis des Elektretmikrofons MKE-3

Bei Elektretmikrofonen mit zwei Zuleitungen erfolgt der Mikrofonausgang nach der Open-Drain-Verstärkerschaltung.

Reis. 3. Interne Schaltung des Elektretmikrofons MKE-389-1

Reis. 4. Anschlussplan für Elektretmikrofone mit zwei Leitungen

Auf Abb. 3 zeigt die interne Schaltung eines Elektretmikrofons mit zwei Leitungen. FEM-389-1. Das Anschlussschema eines solchen Mikrofons ist in Abb. 4. Nach diesem Schema können Sie fast alle Elektretmikrofone mit zwei Kabeln anschließen, sowohl inländische als auch importierte.

Die Tabelle zeigt ihre technischen Eigenschaften

Mikrofonoptionen

Die Stromaufnahme des IEC-1-Mikrofons beträgt nicht mehr als 0,2 mA, MKE-377-1 und MKE-378 nicht mehr als 0,35 mA. Die Stromaufnahme der Mikrofone M1-A2, M1-B2 und M-7 beträgt nicht mehr als 70 μA.

Der Unterschied zwischen dem MKE-332-Mikrofon und dem MKE-333 besteht darin, dass das MKE-332 unidirektional und das MKE-333 ungerichtet ist.

Der harmonische Koeffizient bei einer Frequenz von 1000 Hz bei einem Schalldruck von 3 Pa für die Mikrofone MKE-377-1 und MKE-389-1 beträgt nicht mehr als 4%, MKE-378 nicht mehr als 1%.

Die Ungleichmäßigkeit des Frequenzgangs der Empfindlichkeit im Nennfrequenzbereich für das MKE-3-Mikrofon beträgt nicht mehr als 12 dB und für M1-A2, M1-B2, IEC-1 und MKE-389-1 nicht mehr als ± 2dB.

Reis. 5. Toleranzbereich des Frequenzgangs des Mikrofons MKE-377-1

Reis. 6. Toleranzbereich des Frequenzgangs des Mikrofons MKE-378

Veröffentlichung: cxem.net

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