小巧靈敏的駐極體話筒

1、小巧靈敏的駐極體話筒駐極體話筒也稱駐極體傳聲器，它是利用駐極體材料制成的一種特殊電容式“聲電”轉(zhuǎn)換器件。其主要特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)簡單、頻響寬、靈敏度高、耐震動(dòng)、價(jià)格便宜。 駐極體話筒是目前最常用的傳聲器之一，在各種傳聲、聲控和通信設(shè)備（如無線話筒、盒式錄音機(jī)、聲控電燈開關(guān)、電話機(jī)、手機(jī)、多媒體電腦等）中應(yīng)用非常普遍。電子愛好者在制作或維修各種具有“聲電”轉(zhuǎn)換功能的電路時(shí)，不可避免地要跟駐極體話筒打交道，掌握駐極體話筒的識(shí)別與正確使用方法是很有必要的。 如何識(shí)別駐極體話筒 1.結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 駐極體話筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，它主要由“聲電”轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分組成?！奥曤姟鞭D(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極

2、體振動(dòng)膜片，它以一片極薄的塑料膜片作為基片，在其中一面蒸發(fā)上一層純金屬薄膜，然后再經(jīng)過高壓電場“駐極”處理后，在兩面形成可長期保持的異性電荷這就是“駐極體”（也稱“永久電荷體”）一詞的來歷。振動(dòng)膜片的金屬薄膜面向外（正對(duì)音孔），并與話筒金屬外殼相連；另一面靠近帶有氣孔的金屬極板，其間用很薄的塑料絕緣墊圈隔離開。這樣，振動(dòng)膜片與金屬極板之間就形成了一個(gè)本身具有靜電場的電容可見駐極體話筒實(shí)際上是一種特殊的、無需外接極化電壓的電容式話筒。金屬極板與專用場效應(yīng)管的柵極G相接，場效應(yīng)管的源極S和漏極D作為話筒的引出電極。這樣，加上金屬外殼，駐極體話筒一共有3個(gè)引出電極，其內(nèi)部電路如圖1（b）所示。如果將

3、場效應(yīng)管的源極S（或漏極D）與金屬外殼接通，就使得話筒只剩下了2個(gè)引出電極。 駐極體話筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，它主要由“聲電”轉(zhuǎn)換和阻抗變換兩部分組成?！奥曤姟鞭D(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極體振動(dòng)膜片，它以一片極薄的塑料膜片作為基片，在其中一面蒸發(fā)上一層純金屬薄膜，然后再經(jīng)過高壓電場“駐極”處理后，在兩面形成可長期保持的異性電荷這就是“駐極體”（也稱“永久電荷體”）一詞的來歷。振動(dòng)膜片的金屬薄膜面向外（正對(duì)音孔），并與話筒金屬外殼相連；另一面靠近帶有氣孔的金屬極板，其間用很薄的塑料絕緣墊圈隔離開。這樣，振動(dòng)膜片與金屬極板之間就形成了一個(gè)本身具有靜電場的電容可見駐極體話筒實(shí)際上是一種特殊的、無需外接

4、極化電壓的電容式話筒。金屬極板與專用場效應(yīng)管的柵極G相接，場效應(yīng)管的源極S和漏極D作為話筒的引出電極。這樣，加上金屬外殼，駐極體話筒一共有3個(gè)引出電極，其內(nèi)部電路如圖1（b）所示。如果將場效應(yīng)管的源極S（或漏極D）與金屬外殼接通，就使得話筒只剩下了2個(gè)引出電極。 駐極體話筒構(gòu)成圖圖1 （a） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)（b） 內(nèi)部電路 駐極體話筒的工作原理是這樣的：當(dāng)駐極體膜片遇到聲波振動(dòng)時(shí)，就會(huì)引起與金屬極板間距離的變化，也就是駐極體振動(dòng)膜片與金屬極板之間的電容隨著聲波變化，進(jìn)而引起電容兩端固有的電場發(fā)生變化（UQ/C），從而產(chǎn)生隨聲波變化而變化的交變電壓。由于駐極體膜片與金屬極板之間所形成的“電容”容量比較

5、?。ㄒ话銥閹资ǚǎ?，因而它的輸出阻抗值（XC=1/2fC）很高，約在幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與一般音頻放大器的輸入端相匹配的，所以在話筒內(nèi)接入了一只結(jié)型場效應(yīng)晶體三極管來進(jìn)行阻抗變換。通過輸入阻抗非常高的場效應(yīng)管將“電容”兩端的電壓取出來，并同時(shí)進(jìn)行放大，就得到了和聲波相對(duì)應(yīng)的輸出電壓信號(hào)。 駐極體話筒內(nèi)部的場效應(yīng)管為低噪聲專用管，它的柵極G和源極S之間復(fù)合有二極管VD，參見圖1（b）所示，主要起“抗阻塞”作用。由于場效應(yīng)管必須工作在合適的外加直流電壓下，所以駐極體話筒屬于有源器件，即在使用時(shí)必須給駐極體話筒加上合適的直流偏置電壓，才能保證它正常工作，這是有別于一般普通動(dòng)圈式、壓

6、電陶瓷式話筒之處。 駐極體話筒實(shí)物外形圖圖2 （a） 機(jī)裝型 （b） 外置型2.外形和種類 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，其外形如圖2（a）所示。常見的機(jī)裝型駐極體話筒形狀多為圓柱形，其直徑有6mm、9.7mm、10mm、10.5mm、11.5mm、12mm、13mm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

7、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（有的還接了開關(guān)），就做成了我們經(jīng)常見到的形形色色、可方便移動(dòng)的外置型駐極體話筒，其外形如圖2（b）所示。3.主要參數(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)所通過的直流電流，它實(shí)際上就是內(nèi)部場效應(yīng)管的靜態(tài)電流。與工作電壓類似，

8、工作電流的離散性也較大，通常在0.11mA。 （3）最大工作電壓（UMDS）。這是指駐極體話筒內(nèi)部場效應(yīng)管漏、源極兩端所能夠承受的最大直流電壓。超過該極限電壓時(shí)，場效應(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0.510mV/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，常用曲線來表示。一般說來，當(dāng)聲音頻率超出廠家給出的上、下

9、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100Hz10kHz，質(zhì)量較好的話筒為40Hz15kHz，優(yōu)質(zhì)話筒可達(dá)20Hz20kHz。 （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)過內(nèi)部場效應(yīng)管的阻抗變換，其輸出阻抗一般小于3k。 （7）固有噪聲。這是指在沒有外界聲音時(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

10、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。 4.型號(hào)與引腳識(shí)別 由于駐極體話筒的型號(hào)命名各廠家不統(tǒng)一，可謂各行其事，無規(guī)律可循。要想知道某一型號(hào)產(chǎn)品的性能和有關(guān)參數(shù)等，一般只能查看廠家說明書或相關(guān)的參數(shù)手冊(cè)。業(yè)余條件下，對(duì)于不同型號(hào)的駐極體話筒，只要體積和引腳數(shù)相同、靈敏度等參數(shù)相近，一般均可以直接代換使用。附表列出了部分常用駐極體話筒的主要參數(shù)，供參考。 駐極體話筒的引腳識(shí)別圖3駐極體話筒的引腳識(shí)別方法很簡單，無論是直插式、引線式或焊腳式，其底面一般均是印制電路板，如圖3所示。對(duì)于印制電路板上面有2部分敷銅的駐極體話筒，與金屬外殼相通的敷銅應(yīng)為“接地端”，另一敷銅則為“電源/信號(hào)輸出端”（有“漏極D輸出”和“源極S輸出”之分）。對(duì)于印制電路板上面有3部分敷銅的駐極體話筒，除了與金屬外殼相通