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:Uds 1.5~12V,常用的有1.5V,3V,4.5V三种
工作电流:Ids 0.1~1mA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×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×100”或“R×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×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。
区分两端式驻极体话筒的正负极?
单独的那个是正极,三根斜线和外壳相连的是负极。
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简洁麦克风放大器
R2,R3,这是一种电压并联型负反馈,同样是稳定的。这种偏置电路的优点是少用电阻,电路简单,应用广泛。这种最简单的负反馈电路是很有意思的。不过这电路就算没有负反馈也没什么关系的。我就试验过。USB还得做线,用电池简单。耗电0.1MA不到,一节电池可以放几个月。

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前段时间淘了块声卡(YAMAHA)芯片,音质是挺满意的,就是只支持2.1声道,美妙的音乐又可以伴我左右了。美中不足的是,这话筒的声音实在是小的可怜,因为我有在用网络电话,朋友都说声音非常小,可我已经用尽力大声在讲了,真累。我自己也是电子爱好者,于是就用NPN的三级管9014给话筒做一个放大电路。
所需材料:万能板一块 / 1.5V干电池一个 / 1KΩ 电阻* 2 / 1MΩ电阻*1
/ 9014
NPN三级管1只 / 10uF电解电容2只 / mic咪头一个(早期废旧录音机里都有)

电路分析:
其中电阻R1负责给咪头提供工作电压,R2与R3负责给三级管提供偏值电压,电容C1负责把咪头的信号耦合给三级管9014以便放大,最终放大的信号通过电容C2耦合后送回到话筒线路的正级中。
9014有以下几个放大倍数等级:A=60-150 B=100-300 C=200-600
(笔者使用的-9014 C 998) D=400-1000
经QQ聊天测试,音质清楚,没有杂音。而且在我这13平方米的房间,离话筒一米讲话是不存在问题的。最重要的是,一个一般的七号电池也可以连续供电好几个月。电路简洁,零件少,给话筒声小的朋友提供了一个很好方法。以后讲话不用那么累了,对方听得清清楚楚。
笔者也做了块很小个的,(10mm*10mm)用一个纽扣电池,装在麦里了,(不过两个电容是用4.7uF的) 实验成功。

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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)

【做好这个咪的关键有二点:
一是保证三极管处于放大状态,一般测三极管的EC间电压,如果有1伏左右就可以认为处于放大状态,如果只有零点几伏,可能三极管饱和了,声音就会反而小了.(输出信号被短路了)
二是保证电容咪头处于灵敏度最高状态,这是主要的.这个要调节与咪头串联的电阻.(一般在十几K,可能会有所不同,如果调不到最佳状态,请换用咪头型号)
另外,那个动圈话筒用的电路,一般可以保证效果,动圈话筒不需要提供偏置电压.】
Q: 不小心插上动圈话筒是不是就把话筒弄坏了?
A: 不会!即使直接插入电脑话筒输入口也不会挂,内有限流的电阻。不加放大电路,声音太小。
Q: 外部加MIC放大插LINE IN输入端可以工作吗?可以聊天吗?
电脑内置MIC输入本来就是低端设计,S/N达不到要求的。
A: 从LINE
IN输入是可以聊天的,但此输入插口的电平要达到0DB左右,即0.7V,另外,此插口不支持数码混响,K歌就不行了。特别指出的是,本文所介绍的作品,是针对电脑麦克风插口的,线路输入插口没电源供给,所以,不能用这电路,当然另配电源是可以的。
至于麦克风端口的信噪比问题,只要不开麦克风加强,信噪比对聊天来说,是几乎无影响的,至少比手机的通话质量要高得多了。这里加了低噪声前级,就是为了提高麦克风插口的信噪比。
Q:如果想输出接线路输入,用5V供电,是不是还要加大放大倍数,如何做失真会更小。?
A:
输出接线路输入的话,放大倍数要增加很多了。输入灵敏度相差近百倍,起码再加二级放大。再说,从线路输入,声卡中的数码混响不起作用,对K歌来说,好象没多大的意义了。对小信号的单级放大,要失真小,首要问题是三级管的线性要好,加上合适的工作点和适当的负反馈。麦克风专用的IC指标也很不错的,电路会简化很多,要看具体的应用场合来定线路。
Q:可否试试用MAX9814做,效果超好。此芯片自带压缩功能。远点近点,声音大点小点都可兼顾。
A: MAX9814成本大了点,都集成了也不好玩,这个成本不过三块钱.
Q:9014可以用9013代吗?试验做了,有增益但不太明显,再就是比原来稍稍有点儿破音。
A:9014可以用9013代,但9014噪声比较小,是用于前级的低噪声管.
增益不大,有破声,请注意15K的电阻器数值,调