Elektreta mikrofoni: kas tie ir un kā savienot?

Elektretmikrofoni bija vieni no pašiem pirmajiem – tie tika izveidoti 1928. gadā un joprojām ir vissvarīgākie elektreta instrumenti. Taču, ja agrāk tika izmantoti vaska termoelektreti, tad mūsdienās tehnoloģijas ir ievērojami attīstījušās.

Pakavēsimies pie šādu mikrofonu iezīmēm un to raksturīgajām iezīmēm.

Elektretmikrofoni tiek uzskatīti par vienu no kondensatora ierīču apakštipiem. Vizuāli tie atgādina nelielu kondensatoru un atbilst visām mūsdienu prasībām attiecībā uz membrānas ierīcēm. Parasti izgatavota no polarizētas plēves, kas pārklāta ar plānāko metāla slāni. Šāds pārklājums ir viena no kondensatora virsmām, bet otrā izskatās kā cieta blīva plāksne: skaņas spiediens iedarbojas uz viļņojošo diafragmu un tādējādi izraisa paša kondensatora īpašību izmaiņas.

Tāpat kā jebkurai citai ierīcei, elektreta mikrofonam ir savas priekšrocības un trūkumi.

Šīs tehnikas priekšrocības ietver vairākus faktorus:

• ir zemas izmaksas, kuru dēļ šādi mikrofoni tiek uzskatīti par vienu no visbudžetākajiem mūsdienu tirgū;
• var izmantot kā konferenču iekārtas, kā arī uzstādīt sadzīves mikrofonos, personālajos datoros, videokamerās, kā arī domofonos, klausīšanās ierīcēs un mobilajos tālruņos;
• modernāki modeļi ir atraduši savu pielietojumu skaņas kvalitātes mērītāju ražošanā, kā arī vokāla iekārtās;
• patērētājiem ir pieejami gan produkti ar XLR savienotājiem, gan ierīces ar 3,5 mm savienotāju un vadu spailēm.

Tāpat kā daudzām citām kondensatora tipa iekārtām, elektreta tehnikai ir raksturīga paaugstināta jutība un ilgstoša stabilitāte. Šādi izstrādājumi ir ļoti izturīgi pret bojājumiem, triecieniem un ūdeni.

Tomēr tas nebija bez trūkumiem. Modeļu trūkumi ir dažas to īpašības:

• tos nevar izmantot nekādos lielos, nopietnos projektos, jo lielākā daļa skaņu inženieru uzskata, ka šādi mikrofoni ir vissliktākā no piedāvātajām iespējām;
• Tāpat kā ar tipiskiem kondensatora mikrofoniem, elektretu instalācijām ir nepieciešams papildu barošanas avots - lai gan šajā gadījumā pietiks tikai ar 1 V.

Pateicoties kompaktajam izmēram un augstajai ūdensizturībai, tos var uzstādīt gandrīz jebkur. Kombinācijā ar miniatūrām kamerām tās ir ideāli piemērotas problemātisku un grūti sasniedzamu vietu uzraudzībai.

Pēdējos gados patērētāju mikrofonos arvien vairāk tiek uzstādītas elektreta kondensatora ierīces. Viņiem ir diezgan plašs reproducējamo frekvenču diapazons - no 3 līdz 20 000 Hz. Šāda veida mikrofoni dod izteiktu elektrisko signālu, kura parametri ir 2 reizes augstāki nekā tradicionālajai oglekļa ierīcei.

Mūsdienu radio industrija piedāvā lietotājiem vairāku veidu elektretmikrofonus.

MKE-82 un MKE-01 - pēc izmēriem tie ir identiski ogļu modeļiem.

MK-59 un to analogi - tos var uzstādīt visparastākajā telefona aparātā, to nemainot. Elektrēta mikrofoni ir daudz lētāki nekā standarta kondensatora mikrofoni, tāpēc radio amatieri dod priekšroku tiem. Krievijas ražotāji ir uzsākuši arī liela sortimenta elektretmikrofonu ražošanu, starp kuriem visizplatītākie ir modelis MKE-2... Šī ir vienvirziena virziena ierīce, kas paredzēta lietošanai pirmās kategorijas lentes magnetofonos.

Šie mikrofoni parasti ir izgatavoti plastmasas korpusā. Piestiprināšanai uz priekšējā paneļa ir paredzēts atloks, šādas ierīces nepieļauj spēcīgu kratīšanu un strāvas triecienus.

Lietotājiem bieži rodas jautājums, kuram mikrofonam (elektretam vai tradicionālajam kondensatoram) ir labāk izvēlēties. Optimālā modeļa izvēle ir atkarīga no katras konkrētās situācijas, ņemot vērā iekārtas turpmākās izmantošanas specifiku un pircēja finansiālos ierobežojumus. Elektretmikrofons ir daudz lētāks nekā kondensatora kondensators, savukārt pēdējiem ir daudz labāka kvalitāte.

Ja mēs runājam par darbības principu, tad abos mikrofonos tas ir vienāds, tas ir, uzlādēta kondensatora iekšpusē pie mazākajām vienas vai vairāku plākšņu vibrācijām rodas spriegums. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka standarta kondensatora mikrofonā nepieciešamo uzlādi uztur nepārtraukts polarizācijas spriegums, kas tiek pievadīts ierīcei.

Elektreta ierīcē tiek nodrošināts īpašas vielas slānis, kas ir sava veida pastāvīgā magnēta analogs. Tas rada lauku bez jebkādas ārējas padeves - tātad spriegums, kas tiek pievadīts elektretmikrofonam, nav paredzēts kondensatora uzlādēšanai, bet gan pastiprinātāja jaudas atbalstam uz viena tranzistora.

Savukārt klasiskās kondensatoru bankas pieder dārgu profesionālo iekārtu kategorijai ar pārvērtētiem darbības parametriem un zemas caurlaidības filtru. Tos pat bieži izmanto akustiskajos mērījumos. Kondensatora iekārtu jutīguma parametri ir daudz zemāki nekā elektretiekārtām, tādēļ tiem noteikti nepieciešams papildus skaņas pastiprinātājs ar sarežģītu sprieguma padeves mehānismu.

Ja plānojat izmantot mikrofonu profesionālā jomā, piemēram, dziesmas vai mūzikas instrumentu skaņas ierakstīšanai, tad labāk ir dot priekšroku klasiskajiem kapacitatīviem produktiem. Kamēr amatieru lietošanai draugu un radu lokā pilnīgi pietiks ar elektreta instalācijām dinamisko vietā - tie ideālā gadījumā darbojas kā konferences mikrofons un datora mikrofons, kamēr tie var būt virspusēji vai sasieti.

Lai saprastu, kas ir elektretmikrofona ierīce un darbības mehānisms, vispirms ir jānoskaidro, kas ir elektrets.

Elektrets ir īpašs materiāls, kam piemīt īpašība ilgstoši atrasties polarizētā stāvoklī.

Elektretmikrofons ietver vairākus kondensatorus, kuros noteikta plaknes daļa ir izgatavota no plēves ar elektrodu, šī plēve tiek pārvilkta pāri gredzenam, pēc tam tiek pakļauta lādētu daļiņu iedarbībai. Elektriskās daļiņas iekļūst plēvē nenozīmīgā dziļumā - tā rezultātā zonā pie tās veidojas lādiņš, kas var darboties diezgan ilgu laiku.

Nelielā attālumā tiek novietots vēl viens elektrods, kas ir miniatūrs metāla cilindrs, tā plakanā daļa vēršas pret plēvi. Polietilēna membrānas materiāls rada noteiktas skaņas vibrācijas, kuras pēc tam tiek pārraidītas uz elektrodiem – un rezultātā rodas strāva. Tās stiprums ir niecīgs, jo izejas pretestībai ir palielināta vērtība. Šajā sakarā ir apgrūtināta arī akustiskā signāla pārraide. Lai vāja strāva un paaugstināta pretestība būtu savstarpēji saskaņotas, ierīcē ir uzstādīta īpaša kaskāde, kas ir vienpolāra tranzistora formā un atrodas nelielā kapsulā mikrofona korpusā.

Elektretmikrofona funkcionēšana balstās uz dažāda veida materiālu spēju mainīt virsmas lādiņu skaņas viļņa iedarbībā, savukārt visiem izmantotajiem materiāliem jābūt ar paaugstinātu dielektrisko konstanti.

Tā kā elektretmikrofoniem ir diezgan liela izejas pretestība, tos bez problēmām var pieslēgt uztvērējiem, kā arī pastiprinātājiem ar paaugstinātu ieejas pretestību. Lai pārbaudītu pastiprinātāja darbību, jums vienkārši jāpievieno tam multimetrs un pēc tam jāapskata iegūtā vērtība. Ja visu mērījumu rezultātā iekārtas darbības parametrs atbildīs 2-3 vienībām, tad pastiprinātāju var droši lietot ar elektrettehnoloģiju. Gandrīz visos elektretmikrofonu modeļos parasti ir priekšpastiprinātājs, ko sauc par "impedances pārveidotāju" vai "pretestības saskaņotāju". Tas ir savienots ar importētu raiduztvērēju un mini radio lampām ar ieejas pretestību aptuveni 1 omu ar ievērojamu izejas pretestību.

Kopumā savienojuma shēma ir šāda.

Lai nodrošinātu normālu iekārtas darbību, ir svarīgi pieslēgt ierīci strāvai ar pareizu polaritāti. Trīs ieeju ierīcei ir raksturīgs negatīvs savienojums ar korpusu, un šajā gadījumā strāva tiek piegādāta caur pozitīvo ieeju. Pēc tam caur atdalošo kondensatoru, no kura tiek veikts paralēlais savienojums ar jaudas pastiprinātāja ieeju.

Divu izeju modelis tiek piegādāts caur ierobežojošo rezistoru, arī uz pozitīvo ieeju. Arī izejas signāls tiek noņemts. Turklāt princips ir tāds pats - signāls iet uz bloķējošo kondensatoru un pēc tam uz jaudas pastiprinātāju.

Kā pievienot elektreta mikrofonu, skatiet tālāk.