自制 9014 麦克风电路图设计一
驻极体话筒工作原理:当驻极体膜片遇到声波振动时,就会引起与金属极板间距离的变化,也就是驻极体振动膜片与金属极板之间的电容随着声波变化,进而引起电容两端固有的电场发生变化(U=Q/C),从而产生随声波变化而变化的交变电压。由于驻极体膜片与金属极板之间所形成的“电容”容量比较小(一般为几十波法),因而它的输出阻抗值(XC=1/2πfC)很高,约在几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与一般音频放大器的输入端相匹配的,所以在话筒内接入了一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。通过输入阻抗非常高的场效应管将“电容”两端的电压取出来,并同时进行放大,就得到了和声波相对应的输出电压信号。驻极体话筒内部的场效应管为低噪声专用管,它的栅极 G 和源极 S 之间复合有二极管 VD,参见图 1(b)所示,主要起“抗阻塞”作用。由于场效应管必须工作在合适的外加直流电压下,所以驻极体话筒属于有源器件,即在使用时必须给驻极体话筒加上合适的直流偏置电压,才能保证它正常工作,这是有别于一般普通动圈式、压电陶瓷式话筒之处。
 
 
外形和种类:常用驻极体话筒的外形分机装型(即内置式)和外置型两种。机装型驻极体话筒适合于在各种电子设备内部安装使用。常见的机装型驻极体话筒形状多为圆柱形,其直径有φ6mm、φ9.7mm、φ10mm、φ10.5mm、φ11.5mm、φ12mm、φ13mm 多种规格;引脚电极数分两端式和三端式两种,引脚形式有可直接在电路板上插焊的直插式、带软屏蔽电线的引线式和不带引线的焊脚式 3 种。如按体积大小分类,有普通型和微型两种。
 
 
工作电压:Uds1.5~12V,常用的有 1.5V,3V,4.5V 三种
 
工作电流:Ids0.1~1mA 之间
 
输出阻抗:一般小于 2K(欧姆)
 
灵敏度:单位:伏 / 帕,国产的分为 4 档,红点(灵敏度最高)黄点,蓝点,白点(灵敏度最低)
 
频率响应:一般较为平坦
 
指向性:全向
 
等效噪声级:小于 35 分贝
 
极性判别:
关于驻极体电容式话筒的检测方法是:首先检查引脚有无断线情况,然后检测驻极体电容式话筒。驻极体话筒体积小,结构简单,电声性能好,价格低廉,应用非常广泛。驻极体话筒的内部由声电转换系统和场效应管两部分组成。它的电路的接法有两种:源极输出和漏极输出。源极输出有三根引出线,漏极 D 接电源正极,源极 S 经电阻接地,再经一电容作信号输出;漏极输出有两根引出线,漏极 D 经一电阻接至电源正极,再经一电容作信号输出,源极 S 直接接地。所以,在使用驻极体话筒之前首先要对其进行极性的判别。
 
在场效应管的栅极与源极之间接有一只二极管,因而可利用二极管的正反向电阻特性来判别驻极体话筒的漏极 D 和源极 S。将万用表拨至 R&TImes;1kΩ档,黑表笔接任一极,红表笔接另一极。再对调两表笔,比较两次测量结果,阻值较小时,黑表笔接的是源极,红表笔接的是漏极。
 
驻极体话筒检测极性判别:将万用表拨至“R&TImes;100”或“R&TImes;1k”电阻挡,黑表笔接任意一极,红表笔接另外一极,读出电阻值数;对调两表笔后,再次读出电阻值数,并比较两次测量结果,阻值较小的一次中,黑表笔所接应为源极 S,红表笔所接应为漏极 D。同时阻值一大一小,也说明驻极体话筒质量是好的。若测得两次电阻值均为∞、或等于 0Ω、或电阻值接近,则说明话筒已损坏或质量不好。
 
灵敏度的判断:
将万用表拨至“R&TImes;100”或“R×1k”电阻挡,按照图(a)所示,黑表笔(万用表内部接电池)接被测两端式驻极体话筒的漏极 D,红表笔接接地端(或红表笔接源极 S,黑表笔接接地端),此时万用表指针指示在某一刻度上,再用嘴对着话筒的入声孔吹气,万用表指针应有较大摆动。指针摆动范围越大,说明被测话筒的灵敏度越高。如果没有反应或反应不明显,则说明被测话筒已经损坏或性能下降。对于三端式驻极体话筒,按照图(b)所示,黑表笔仍接被测话筒的漏极 D,红表笔同时接通源极 S 和接地端(金属外壳),然后按相同方法吹气检测即可。
 
 
将万用表拨至 R×100 档,两表笔分别接话筒两电极(注意不能错接到话筒的接地极),待万用表显示一定读数后,用嘴对准话筒轻轻吹气(吹气速度慢而均匀),边吹气边观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大,话筒灵敏度就越高,送话录音效果就越好。若摆动幅度不大(微动)或根本不摆动,说明此话筒性能差,不宜应用。对于三根引脚驻极体电容式话筒检测方法同上,只是黑表棒接输出引脚 2 脚,红表棒接引脚 3 脚。
 
自制 9014 麦克风电路图设计二
自制电脑用高灵敏度麦克风
电脑用麦克风,通常由驻极体电容话筒组成。立体声插座输入,主要是为多声道输出提供接口,一般话筒不需要立体声双路输入,所以在输入插头处将左右两声道合为一路,即单声道的话筒把信号分成两路输入到机内的左右声道。
 
机箱的话筒输入插座上提供话筒的供电电源。(驻极体话筒内含一个场效应管组成的阻抗匹配器,所以需要电源)所以,不需要另装电池供电,从这一点讲,电脑用麦克风比扩大机上用的麦克风更简单。见下图
 
 
可见要 DIY 一支电脑用话筒是十分简单的。材料:3.5MM 立体声插头一支(0.5 元),驻极体电容咪头一支(0.5 元),单芯屏蔽线 2 米左右(1 元),找一个合适的外壳装起来就成了,成本 2 元钱。
 
驻极体电容话筒的优点是频响宽、音质好、灵敏度高、无方向性,用于语音通话是再好不过了。一般手机、会议用麦克风等都是这类话筒。
 
电脑内部还可以通过设置(高级先项)将麦克风的灵敏度提高 20db,(10 倍电压增益)但随之带来底噪声大增。猜测其原因,可能是通过改变麦克风前置放大器的负反馈量来改变增益的,负反馈量越小,增益越大,灵敏度就越高,同时使机内的电磁干扰窜入话筒放大级,引起各川噪声大增。(电脑内的电磁辐射干扰十分强)所以,我们在使用麦克风时,如果能够不使用麦克风的“加强”功能,就尽量不用。
 

 

当夜深人静的时候,你还在使用 QQ 语聊,那么我们总是希望麦克风的灵敏度高些为好,我们可以轻声地说话,也可以让对方听清。虽然电脑内有麦克风加强,但使用中发现,点了加强后,噪声还是比较大的。不使用麦克风加强,怎么样使麦克风的灵敏度增大呢?我们可以在机外麦克风内加上一级前级放大,采用低噪声三极管,金属外壳,可以使噪声大大降低。有一定动手能力的朋友完全可以自己动手来制作一个“高灵敏度低噪声麦克风”的。下面,介绍自制的方法。
 
电路原理见图。巧妙利用机内话筒插口上的电源,不另设电池给放大电路供电。采用一级共射放大,电压负反馈,稳定工作点,所以,不用调试一装即成。R1C1 主要是为了提高 S9014 的发射极电压,而使基极电压高一些,以适应驻极体电容话筒头的工作电压。(至少要有 0.8V 到 1.5V 左右的电压,才能正常工作。)也可以用一支 1N4148 二极管代替。(利用其正向稳压特性)电路更简单。本级工作电流约为 0.1MA 左右。R2(15K)的作用,一是提供咪头合适的工作电压,又是咪头输出的负载电阻,同时又是 S9014 的电压负反馈偏置电阻。这样一个简单的电路,可提供约 5 到 10 倍的电压放大,完全可以代替机内的“加强”功能。
 
 
【注:15K 的电阻可能要根据咪头的情况作调整。发射极的 RC 电路可以用一只二极管代替,体积更小,9014 的三个电极,大多应该是有字面向自己,脚向下,从左到右分别为 e-b-c。有朋友问,手机上用的咪头可以不可以用?一般原理是一样的,但灵敏度不一样,需要调节那个 15K 的电阻值,使灵敏度最高。】
 
 
进一步的改进,可以适合动圈式话筒在电脑上用来 K 歌。动圈式话筒灵敏度低,但动态范围大,方向性呈心形,有较强的指向性。您的电脑如果配置了独立的声卡,(如:创新的 Audigy4 之类,有 EAX 控制台的)利用声卡的数码混响功能和家庭影院音响,就可以邀朋友在自己家中 K 歌了。其效果远比早期的数码卡拉OK前级强。(如:天逸的 AD580,是那时 K 歌机中的娇娇者)
 
动圈话筒的输出电平低(约几毫伏),驻极体电容咪的输出电平高(约几十毫伏),至少相差几十倍,所以,还得给话筒增加一级前置放大。共射放大器的输入阻抗约为几百欧,可以与动圈咪头匹配。但再加一级共射放大后,输入输出的相位差为 360 度,无法利用机内电源为第一级基极提供偏流了,(否则形成正反馈而自激了),所以,这里我们采用第一级共基第二级共射的电路。一来可以与动圈咪头完成阻抗匹配,两来共基电路的高输出阻抗,可以使后级放大器的输入阻抗更大些,实际证明,电路的放大效果是好的。电路见下路。
 
 
这里 Rb 用了 51K 到 100K 的电阻,比原来的十多 K 大了五倍以上,(动圈咪不需要偏置电流来工作)只为后级提供基极偏置电流。电阻大了,减少了对信号的分流,相当于提高了放大倍数。但由此也可以发现,这个电路不能再用于驻极体咪头的放大了。若要二种咪头同时使用,就要用波段开关来转换电路参数及选择输入端口了。(只用二刀二位电路就可以了,其实也很简单)