駐極體話筒

駐極體話筒的寫法

駐極體話筒介紹

駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛用于盒式錄音機(jī)、無(wú)線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時(shí)需要直流工作電壓。

參數(shù)

表征駐極體話筒各項(xiàng)性能指標(biāo)的參數(shù)主要有以下幾項(xiàng)：

（1）工作電壓（UDS）。這是指駐極體話筒正常工作時(shí)，所必須施加在話筒兩端的最小直流工作電壓。該參數(shù)視型號(hào)不同而有所不同，即使是同一種型號(hào)也有較大的離散性，通常廠家給出的典型值有1.5V、3V和4.5V這3種。

（2）工作電流（IDS）。這是指駐極體話筒靜態(tài)時(shí)所通過(guò)的直流電流，它實(shí)際上就是內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管的靜態(tài)電流。與工作電壓類似，工作電流的離散性也較大，通常在0.1～1mA。

（3）工作電壓（UMDS）。這是指駐極體話筒內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管漏、源極兩端所能夠承受的直流電壓。超過(guò)該極限電壓時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管就會(huì)被擊穿損壞。

（4）靈敏度。這是指話筒在一定的外部聲壓作用下所能產(chǎn)生音頻信號(hào)電壓的大小，其單位通常用mV/Pa（毫伏/帕）或dB（0dB=1000mV/Pa）。一般駐極體話筒的靈敏度多在0.5～10mV/Pa或-66～-40dB范圍內(nèi)。話筒靈敏度越高，在相同大小的聲音下所輸出的音頻信號(hào)幅度也越大。

（5）頻率響應(yīng)。也稱頻率特性，是指話筒的靈敏度隨聲音頻率變化而變化的特性，常用曲線來(lái)表示。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)聲音頻率超出廠家給出的上、下限頻率時(shí)，話筒的靈敏度會(huì)明顯下降。駐極體話筒的頻率響應(yīng)一般較為平坦，其普通產(chǎn)品頻率響應(yīng)較好（即靈敏度比較均衡）的范圍在100Hz～10kHz，質(zhì)量較好的話筒為40Hz～15kHz，優(yōu)質(zhì)話筒可達(dá)20Hz～20kHz。

（6）輸出阻抗。這是指話筒在一定的頻率（1kHz）下輸出端所具有的交流阻抗。駐極體話筒經(jīng)過(guò)內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管的阻抗變換，其輸出阻抗一般小于3kΩ。

（7）固有噪聲。這是指在沒(méi)有外界聲音時(shí)話筒所輸出的噪聲信號(hào)電壓。話筒的固有噪聲越大，工作時(shí)輸出信號(hào)中混有的噪聲就越大。一般駐極體話筒的固有噪聲都很小，為微伏級(jí)電壓。

（8）指向性。也叫方向性，是指話筒靈敏度隨聲波入射方向變化而變化的特性。話筒的指向性分單向性、雙向性和全向性3種。單向性話筒的正面對(duì)聲波的靈敏度明顯高于其他方向，并且根據(jù)指向特性曲線形狀，可細(xì)分為心形、超心形和超指向形3種；雙向性話筒在前、后方向的靈敏度均高于其他方向；全向性話筒對(duì)來(lái)自四面八方的聲波都有基本相同的靈敏度。常用的機(jī)裝型駐極體話筒絕大多數(shù)是全向性話筒。

原理

駐極體話筒體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電聲性能好，價(jià)格低廉，應(yīng)用非常廣泛。

高分子極化膜上生產(chǎn)時(shí)就注入了一定的電荷(Q)，由于沒(méi)有放電回路，這個(gè)電荷量是不變的，在聲波的作用下，極化膜隨著聲音震動(dòng)，因此和背極的距離也跟著變化，也就是鎖極化膜和背極間的電容是隨聲波變化。

我們知道電容上電荷的公式是Q＝C×V，反之V＝Q/C也是成立的。駐極體總的電荷量是不變，當(dāng)極板在聲波壓力下后退時(shí)，電容量減小，電容兩極間的電壓就會(huì)成反比的升高，反之電容量增加時(shí)電容兩極間的電壓就會(huì)成反比的降低。再通過(guò)阻抗非常高的場(chǎng)效應(yīng)將電容兩端的電壓取出來(lái)，同時(shí)進(jìn)行放大，我們就可以得到和聲音對(duì)應(yīng)的電壓了。由于場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)有源器件，需要一定的偏置和電流才可以工作在放大狀態(tài)，因此，駐極體話筒都要加一個(gè)直流偏置才能工作。

種類

常用駐極體話筒的外形分機(jī)裝型（即內(nèi)置式）和外置型兩種。機(jī)裝型駐極體話筒適合于在各種電子設(shè)備內(nèi)部安裝使用。常見(jiàn)的機(jī)裝型駐極體話筒形狀多為圓柱形，其直徑有φ6mm、φ9.7mm、φ10mm、φ10.5mm、φ11.5mm、φ12mm、φ13mm……多種規(guī)格；引腳電極數(shù)分兩端式和三端式兩種，引腳形式有可直接在電路板上插焊的直插式、帶軟屏蔽電線的引線式和不帶引線的焊腳式3種。如按體積大小分類，有普通型和微型兩種，微型駐極體話筒已被廣泛應(yīng)用于各種微型錄音機(jī)、微型數(shù)碼攝像機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品中。

除了機(jī)裝型駐極體話筒外，將機(jī)裝型駐極體話筒裝入各式各樣的帶有座架或夾子的外殼里，并接上帶有2芯或3芯插頭的屏蔽電線（有的還接了開(kāi)關(guān)），就做成了我們經(jīng)常見(jiàn)到的形形色色、可方便移動(dòng)的外置型駐極體話筒。

構(gòu)造與原理

駐極體話筒由聲電轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分組成。

聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極體振動(dòng)膜。它是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發(fā)上一層純金薄膜。然后再經(jīng)過(guò)高壓電場(chǎng)駐極后，兩面分別駐有異性電荷。膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通。膜片的另一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔離開(kāi)。這樣，蒸金膜與金屬極板之間就形成一個(gè)電容。當(dāng)駐極體膜片遇到聲波振動(dòng)時(shí)，引起電容兩端的電場(chǎng)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了隨聲波變化而變化的交變電壓。駐極體膜片與金屬極板之間的電容量比較小，一般為幾十pF。因而它的輸出阻抗值很高(Xc＝1／2~tfc)，約幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與音頻放大器相匹配的。所以在話筒內(nèi)接入一只結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體三極管來(lái)進(jìn)行阻抗變換。場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)是輸入阻抗極高、噪聲系數(shù)低。普通場(chǎng)效應(yīng)管有源極(S)、柵極(G)和漏極(D)三個(gè)極。這里使用的是在內(nèi)部源極和柵極間再?gòu)?fù)合一只二極管的專用場(chǎng)效應(yīng)管。接二極管的目的是在場(chǎng)效應(yīng)管受強(qiáng)信號(hào)沖擊時(shí)起保護(hù)作用。場(chǎng)效應(yīng)管的柵極接金屬極板。這樣，駐極體話筒的輸出線便有三根。即源極S，一般用藍(lán)色塑線，漏極D，一般用紅色塑料線和連接金屬外殼的編織屏蔽線。

駐極體話筒與電路的接法有兩種：

源極輸出與漏極輸出。源極輸出類似晶體三極管的射極輸出。需用三根引出線。漏極D接電源正極。源極S與地之間接一電阻Rs來(lái)提供源極電壓，信號(hào)由源極經(jīng)電容C輸出。編織線接地起屏蔽作用。源極輸出的輸出阻抗小于2k，電路比較穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)范圍大。但輸出信號(hào)比漏極輸出小。漏極輸出類似晶體三極管的共發(fā)射極放入。只需兩根引出線。漏極D與電源正極間接一漏極電阻RD，信號(hào)由漏極D經(jīng)電容C輸出。源極S與編織線一起接地。漏極輸出有電壓增益，因而話筒靈敏度比源極輸出時(shí)要高，但電路動(dòng)態(tài)范圍略小。

Rs和RD的大小要根據(jù)電源電壓大小來(lái)決定。一般可在2．2～5．1k間選用。例如電源電壓為6V時(shí)，Rs為4．7k，RD為2。2k。圖3輸出電路中，若電源為正極接地時(shí)，只須將D、S對(duì)換一下，仍可成為源、漏極輸出。一聲控電路前置放大級(jí)中駐極體話筒的源極輸出和漏極輸出的兩種不同的接法，要說(shuō)明一點(diǎn)，不管是源極輸出或漏極輸出，駐極體話筒必須提供直流電壓才能工作，因?yàn)樗鼉?nèi)部裝有場(chǎng)效應(yīng)管。

極性判別

關(guān)于駐極體電容式話筒的檢測(cè)方法是：首先檢查引腳有無(wú)斷線情況，然后檢測(cè)駐極體電容式話筒。駐極體話筒體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電聲性能好，價(jià)格低廉，應(yīng)用非常廣泛。駐極體話筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。由聲電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和場(chǎng)效應(yīng)管兩部分組成。它的電路的接法有兩種：源極輸出和漏極輸出。源極輸出有三根引出線，漏極D接電源正極，源極S經(jīng)電阻接地，再經(jīng)一電容作信號(hào)輸出；漏極輸出有兩根引出線，漏極D經(jīng)一電阻接至電源正極，再經(jīng)一電容作信號(hào)輸出，源極S直接接地。所以，在使用駐極體話筒之前首先要對(duì)其進(jìn)行極性的判別。

在場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與源極之間接有一只二極管，因而可利用二極管的正反向電阻特性來(lái)判別駐極體話筒的漏極D和源極S。

將萬(wàn)用表?yè)苤罵×1kΩ檔，黑表筆接任一極，紅表筆接另一極。再對(duì)調(diào)兩表筆，比較兩次測(cè)量結(jié)果，阻值較小時(shí)，黑表筆接的是源極，紅表筆接的是漏極。

靈敏度檢測(cè)

在收錄機(jī)、電話機(jī)等電器中廣泛應(yīng)用的駐極體話筒，其靈敏度直接影響送話和錄放效果。這類話筒靈敏度的高低可用萬(wàn)用表進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)試。

將萬(wàn)用表?yè)苤罵×100檔，兩表筆分別接話筒兩電極（注意不能錯(cuò)接到話筒的接地極），待萬(wàn)用表顯示一定讀數(shù)后，用嘴對(duì)準(zhǔn)話筒輕輕吹氣（吹氣速度慢而均勻），邊吹氣邊觀察表針的擺動(dòng)幅度。吹氣瞬間表針擺動(dòng)幅度越大，話筒靈敏度就越高，送話、錄音效果就越好。若擺動(dòng)幅度不大（微動(dòng)）或根本不擺動(dòng)，說(shuō)明此話筒性能差，不宜應(yīng)用。對(duì)于三根引腳駐極體電容式話筒檢測(cè)方法同上，只是黑表棒接輸出引腳2腳，紅表棒接引腳3腳。

選配注意

駐極體話筒價(jià)格很低，損壞后做更換處理，關(guān)于駐極體話筒選配要注意以下幾點(diǎn)：

（1）兩根和三根引腳的駐極體話筒之間不能直接替代，一般情況下也不做改動(dòng)電路的代替。

（2）這種話筒沒(méi)有型號(hào)之分，相同引腳數(shù)的話筒可以代替，只是存在性能上的差別。