วิธีการเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กทรอนิกส์ การเชื่อมต่อไมโครโฟนแบบไดนามิกเข้ากับคอมพิวเตอร์ การใช้แรงดันไบแอสกับแคปซูลไมโครโฟนอิเล็กเตรตสองสายจากการ์ดเสียง

การเชื่อมต่อไมโครโฟนแบบไดนามิกเข้ากับคอมพิวเตอร์

อินพุตไมโครโฟนของการ์ดเสียงมีจุดประสงค์เพื่อเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กเตรต (คอนเดนเซอร์ชนิดหนึ่ง) ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์มีแอมพลิฟายเออร์ในตัว ดังนั้นสัญญาณเอาท์พุตจึงค่อนข้างแรง

รูปที่ 1 แผนภาพของไมโครโฟนคอนเดนเซอร์

ในกรณีส่วนใหญ่ ไมโครโฟนอิเล็กเตรตมีประสิทธิภาพต่ำกว่าไมโครโฟนไดนามิก หากคุณต้องการบันทึกเสียงคุณภาพสูง คุณควรใช้ไมโครโฟนไดนามิกคุณภาพสูงกว่า (เมื่อเทียบกับที่ติดตั้งไว้ เช่น ในชุดหูฟัง) ซึ่งอาจคงอยู่ตั้งแต่สมัยสหภาพโซเวียต เช่น จากเครื่องบันทึกเทป หรือไมโครโฟนมาจากชุดดีวีดีพร้อมคาราโอเกะ ภาพถ่ายแสดงตัวอย่างไมโครโฟนไดนามิกหลายตัวอย่าง

รูปที่ 2 ไมโครโฟนไดนามิกจากเครื่องเล่น DVD พร้อมคาราโอเกะ

รูปที่ 3 ไมโครโฟนไดนามิก Octave MD-47 ปีที่ผลิต 1972. เสียงเยี่ยม.

รูปที่ 4 ไมโครโฟนไดนามิก แคปซูล DEMSH-1A

รูปที่ 5 ชุดหูฟังย้อนยุคมีสไตล์พร้อมไมโครโฟนไดนามิก

เมื่อเชื่อมต่อไมโครโฟนไดนามิกเข้ากับอินพุตไมโครโฟนของการ์ดเสียง จะไม่สามารถรับสัญญาณระดับปกติได้ อย่างน้อยที่สุดถ้าคุณไม่ตะโกนใส่ไมโครโฟนนี้ จำเป็นต้องมีการเสริมสร้างความเข้มแข็ง

ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ทั้งหมดต่างจากไมโครโฟนไดนามิกตรงที่ต้องใช้พลังงานจากเครื่องขยายเสียง ในการใช้งานเครื่องขยายเสียงที่ติดตั้งอยู่ในไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ จะมีการจ่ายไฟประมาณ 3 โวลต์ให้กับหน้าสัมผัสตรงกลาง - Vbias (ในรูปที่ 8 - +วี- วงจรขยายเสียงสำหรับไมโครโฟนไดนามิกจะคล้ายกับวงจรขยายเสียงในตัวสำหรับไมโครโฟนคอนเดนเซอร์

มะเดื่อ 7 วงจรเครื่องขยายเสียงสำหรับไมโครโฟนไดนามิก

รูปที่ 8 ปลั๊กไมโครโฟน

ค่าชิ้นส่วนแตกต่างกันอย่างมาก

ทรานซิสเตอร์ V1 ชนิด n-p-n เช่น S945, KT315B, KT3102. ตัวต้านทาน R1 อยู่ภายใน 47..100 kOhm แนะนำให้ติดตั้งทริมเมอร์และนำทรานซิสเตอร์ไปที่โหมดที่เหมาะสมที่สุดจากนั้นวัดความต้านทานของตัวต้านทานทริมและตั้งค่าคงที่ของค่าที่คล้ายกัน แม้ว่าวงจรจะทำงานทันทีกับทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานที่มีพิกัดอยู่ภายในขีดจำกัดเหล่านี้ ตัวเก็บประจุ C1, C2 ตั้งแต่ 10 μF ถึง 100 μF, อย่างเหมาะสมที่สุด 47 μF ที่ 10 V ตัวต้านทาน R2 1..4.7 kOhm

ขอแนะนำให้วางวงจรไว้ในตัวไมโครโฟนให้ใกล้กับแคปซูลมากที่สุด เพื่อหลีกเลี่ยงการขยายสัญญาณรบกวนที่อาจทะลุสายเคเบิลได้ หากจะใช้ไมโครโฟนตามวัตถุประสงค์ก่อนหน้านี้หรือจำเป็นต้องมีความสามารถในการเชื่อมต่อไมโครโฟนไดนามิกที่แตกต่างกัน สามารถติดตั้งวงจรแยกต่างหากได้ ป้องกันเคสพร้อมแจ็คสำหรับเชื่อมต่อไมโครโฟนและสายเคเบิลสำหรับเชื่อมต่อกับการ์ดเสียง

ชุดหูฟังเกือบทั้งหมดที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับพีซีมีคุณสมบัติ "น่าสมเพช" เช่นนี้ซึ่งหากคุณพยายามใช้ไมโครโฟนจากชุดหูฟังดังกล่าวเพื่อบันทึกหรือร้องคาราโอเกะ คุณจะไม่ได้อะไรนอกจากความผิดหวัง มีเหตุผลเดียวเท่านั้น - ไมโครโฟนดังกล่าวทั้งหมดได้รับการออกแบบมาเพื่อการส่งเสียงพูดและมีช่วงความถี่ที่แคบมาก ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนของการออกแบบเท่านั้น แต่ยังส่งเสริมความชัดเจนของเสียงพูด ซึ่งเป็นข้อกำหนดหลักของชุดหูฟังอีกด้วย

ความพยายามที่จะเชื่อมต่อไมโครโฟนไดนามิกหรืออิเล็กเตรตปกติมักจะจบลงด้วยความล้มเหลว - ระดับจากไมโครโฟนดังกล่าวไม่เพียงพอที่จะ "เพิ่ม" การ์ดเสียงอย่างชัดเจน นอกจากนี้ การเพิกเฉยต่อวงจรอินพุตของการ์ดเสียงจะส่งผลต่อการเชื่อมต่อไมโครโฟนไดนามิกที่ไม่ถูกต้องก็ช่วยแก้ไขปัญหานี้ให้เสร็จสิ้น กำลังประกอบเครื่องขยายเสียงไมโครโฟนและเชื่อมต่ออย่าง "ชาญฉลาด" หรือไม่? คงจะดี แต่การใช้ไมโครโฟน IEC-3 นั้นง่ายกว่ามาก ซึ่งครั้งหนึ่งเคยใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์สวมใส่ได้และยังคงพบเห็นได้ทั่วไป แต่แน่นอนว่าคุณจะต้องเชื่อมต่ออย่าง "ชาญฉลาด"

ไมโครโฟนอิเล็กเตรตนี้มีคุณสมบัติค่อนข้างสูง (เช่นช่วงความถี่อยู่ในช่วง 50 - 15,000 Hz) และที่สำคัญที่สุดคือมีผู้ติดตามแหล่งที่มาในตัวซึ่งประกอบอยู่บนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามซึ่งไม่เพียงเข้ากัน ความต้านทานสูงของไมโครโฟนพร้อมแอมพลิฟายเออร์ แต่ก็มีระดับสัญญาณเอาท์พุตที่เกินพอสำหรับการ์ดเสียงใด ๆ บางทีข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวก็คือไมโครโฟนต้องใช้พลังงาน แต่การสิ้นเปลืองกระแสไฟในปัจจุบันมีน้อยมากจนแบตเตอรี่ AA สองก้อนที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมจะมีอายุการใช้งานต่อเนื่องนานหลายเดือน ลองมาดูวงจรภายในของไมโครโฟนซึ่งอยู่ในถ้วยอลูมิเนียมแล้วลองนึกถึงวิธีเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์:

สีเทาหมายถึงกระจกอลูมิเนียมที่เป็นตะแกรงและต่อเข้ากับสายร่วมของวงจร ดังที่ฉันได้กล่าวไปแล้วไมโครโฟนดังกล่าวต้องใช้พลังงานภายนอกและจะต้องจ่ายไฟลบ 3-5 V ให้กับตัวต้านทาน (สายสีแดง) และบวกกับสีน้ำเงิน เราจะรับสัญญาณที่เป็นประโยชน์จากสีขาว

ตอนนี้เรามาดูวงจรอินพุตไมโครโฟนของคอมพิวเตอร์กัน:

ปรากฎว่าควรจ่ายสัญญาณไปที่ปลายสุดของตัวเชื่อมต่อซึ่งมีเครื่องหมายสีเขียวเท่านั้นและการ์ดเสียงเองก็จ่าย +5 V ให้กับสีแดงผ่านตัวต้านทาน ซึ่งทำเพื่อจ่ายไฟให้กับปรีแอมพลิฟายเออร์ของชุดหูฟัง หากใช้ เราจะไม่ใช้แรงดันไฟฟ้านี้ด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก เราจำเป็นต้องมีขั้วที่แตกต่างกัน และถ้าเราเพียงแค่ "หมุน" สายไฟ ไมโครโฟนก็จะทำให้เกิดเสียงรบกวนมาก ประการที่สองแหล่งจ่ายไฟของพีซีกำลังสลับและการรบกวนที่ห้าโวลต์นี้จะมีความสำคัญมาก การใช้องค์ประกอบกัลวานิกในแง่ของการรบกวนนั้นเหมาะอย่างยิ่ง - "คงที่" บริสุทธิ์โดยไม่มีการเต้นเป็นจังหวะแม้แต่น้อย ดังนั้นแผนภาพที่สมบูรณ์สำหรับการเชื่อมต่อไมโครโฟนของเรากับคอมพิวเตอร์จะมีลักษณะเช่นนี้

ไมโครโฟน (ไฟฟ้าไดนามิก แม่เหล็กไฟฟ้า อิเล็กเตรต คาร์บอน) - พารามิเตอร์พื้นฐาน การทำเครื่องหมายและการรวมในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุ มีการใช้ไมโครโฟนกันอย่างแพร่หลาย - อุปกรณ์ที่แปลงการสั่นสะเทือนของเสียงเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า ไมโครโฟนมักเข้าใจว่าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ในการตรวจจับและขยายเสียงที่อ่อนแอ

พารามิเตอร์ไมโครโฟนพื้นฐาน

คุณภาพของไมโครโฟนนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์ทางเทคนิคมาตรฐานหลายประการ:

ความไว,
ช่วงความถี่ที่กำหนด
การตอบสนองความถี่
ทิศทาง,
ช่วงไดนามิก
โมดูลความต้านทานไฟฟ้า,
พิกัดความต้านทานโหลด
และอื่น ๆ.

การทำเครื่องหมาย

โดยทั่วไปแบรนด์ไมโครโฟนจะมีเครื่องหมายอยู่ที่ตัวไมโครโฟนและประกอบด้วยตัวอักษรและตัวเลข ตัวอักษรระบุประเภทไมโครโฟน:

MD - รีลต่อรีล (หรือ "ไดนามิก")
MDM - ขนาดเล็กแบบไดนามิก
MM - อิเล็กโทรไดนามิกขนาดเล็ก
ML - เทป
MK - ตัวเก็บประจุ
FEM - อิเล็กเตรต
MPE - เพียโซอิเล็กทริก

ตัวเลขระบุหมายเลขซีเรียลของการพัฒนา หลังตัวเลขจะมีตัวอักษร A, T และ B ซึ่งระบุว่าไมโครโฟนผลิตในรุ่นส่งออก - A, T - เขตร้อน และ B - มีไว้สำหรับอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ในครัวเรือน (REA)

เครื่องหมายของไมโครโฟน MM-5 สะท้อนถึงคุณสมบัติการออกแบบและประกอบด้วยสัญลักษณ์หกตัว:

ที่หนึ่งและที่สอง............ MM - ไมโครโฟนจิ๋ว;
ที่สาม................................ 5 - การออกแบบที่ห้า;
ที่สี่และห้า......ตัวเลขสองตัวระบุขนาดมาตรฐาน
ตัวอักษรที่หก ......................... ที่แสดงลักษณะรูปร่างของอินพุตเสียง (O - รูกลม, C - ท่อ, B - รวมกัน ).

ในทางปฏิบัติของนักวิทยุสมัครเล่นวิทยุมีการใช้ไมโครโฟนหลายประเภทหลัก: คาร์บอน, อิเล็กโทรไดนามิก, แม่เหล็กไฟฟ้า, คอนเดนเซอร์, อิเล็กเตรตและเพียโซอิเล็กทริก

ไมโครโฟนไฟฟ้าไดนามิก

ชื่อของไมโครโฟนประเภทนี้ถือว่าล้าสมัย และปัจจุบันไมโครโฟนเหล่านี้เรียกว่าไมโครโฟนแบบม้วนต่อม้วน

ผู้ที่ชื่นชอบการบันทึกเสียงมักใช้ไมโครโฟนประเภทนี้เนื่องจากมีความไวค่อนข้างสูงและไม่รู้สึกไวต่ออิทธิพลของบรรยากาศโดยเฉพาะลม

อีกทั้งยังทนทานต่อแรงกระแทก ใช้งานง่าย และสามารถทนต่อระดับสัญญาณสูงได้โดยไม่เกิดความเสียหาย คุณสมบัติเชิงบวกของไมโครโฟนเหล่านี้มีมากกว่าข้อเสีย: คุณภาพการบันทึกเสียงโดยเฉลี่ย

ในปัจจุบัน ไมโครโฟนไดนามิกขนาดเล็กที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมภายในประเทศ ซึ่งใช้สำหรับการบันทึกเสียง การส่งผ่านเสียง การขยายเสียง และระบบการสื่อสารต่างๆ เป็นที่สนใจของนักวิทยุสมัครเล่นเป็นอย่างมาก

ไมโครโฟนผลิตขึ้นในกลุ่มความซับซ้อนสี่กลุ่ม - 0, 1, 2 และ 3 ไมโครโฟนขนาดเล็กของกลุ่มความซับซ้อน 0, 1 และ 2 ใช้สำหรับการส่งเสียง การบันทึกเสียง และการขยายเสียงของดนตรีและคำพูด และกลุ่มที่ 3 - สำหรับเสียง การส่งผ่าน การบันทึกเสียง และการขยายเสียงคำพูด

สัญลักษณ์ไมโครโฟนประกอบด้วยตัวอักษรสามตัวและตัวเลข ตัวอย่างเช่น MDM-1 ไมโครโฟนไดนามิกคอมแพ็ครุ่นแรก

สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือไมโครโฟนขนาดเล็กแบบอิเล็กโทรไดนามิกของซีรีส์ MM-5 ซึ่งสามารถบัดกรีเข้ากับบอร์ดขยายเสียงได้โดยตรงหรือใช้เป็นองค์ประกอบในตัวของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ไมโครโฟนเป็นส่วนประกอบรุ่นที่สี่ที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์และวงจรรวม

ไมโครโฟน MM-5 มีจำหน่ายในประเภทเดียวในสองเวอร์ชัน: ความต้านทานสูง (600 โอห์ม) และความต้านทานต่ำ (300 โอห์ม) รวมถึงขนาดมาตรฐานสามสิบแปดซึ่งแตกต่างกันเฉพาะในความต้านทานของขดลวด DC ตำแหน่ง ของอินพุตเสียงและประเภทของอินพุต

พารามิเตอร์อิเล็กโทรอะคูสติกหลักและคุณสมบัติทางเทคนิคของไมโครโฟนของซีรีย์ MM-5 แสดงไว้ในตาราง 1 1.

ตารางที่ 1.

ประเภทไมโครโฟน	เอ็มเอ็ม-5
ตัวเลือกการดำเนินการ	ความต้านทานต่ำ	ความต้านทานสูง
ช่วงที่กำหนด ความถี่ในการทำงาน, Hz	500...5000
โมดูลเต็ม ไฟฟ้า ความต้านทาน ขดลวด, โอห์ม	135115	900±100
เปิดความไว ความถี่ 1000 เฮิรตซ์, µV/Pa, ไม่น้อยกว่า (ความต้านทานโหลด)	300 (600 โอห์ม)	600 (300 โอห์ม)
ความไวโดยเฉลี่ยใน ช่วงความถี่ 500...5,000 เฮิรตซ์ µV/Pa ไม่น้อย (ความต้านทานโหลด)	600 (600 โอห์ม)	1200 (3000 โอห์ม)
ความถี่ไม่สม่ำเสมอ ลักษณะความไว ภายในช่วงที่กำหนด ความถี่ dB ไม่มากไปกว่านี้	24
น้ำหนักกรัมไม่มีอีกแล้ว	900±100
อายุการใช้งานปีไม่น้อย	5
ขนาด, มม	9.6x9.6x4

ข้าว. 1. แผนผังของการสลับอินพุตของลำโพงอัลตราโซนิกเป็นไมโครโฟน

ในกรณีที่ไม่มีไมโครโฟนไดนามิก นักวิทยุสมัครเล่นมักใช้ลำโพงอิเล็กโทรไดนามิกแบบธรรมดาแทน (รูปที่ 1)

ไมโครโฟนแม่เหล็กไฟฟ้า

สำหรับแอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำที่ประกอบกับทรานซิสเตอร์และมีอิมพีแดนซ์อินพุตต่ำ มักจะใช้ไมโครโฟนแม่เหล็กไฟฟ้า

ไมโครโฟนแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถหมุนกลับด้านได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้เป็นโทรศัพท์ได้ด้วย ไมโครโฟนดิฟเฟอเรนเชียลที่เรียกว่า DEMSH-1 และการดัดแปลง DEMSH-1A ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

ผลลัพธ์ที่ดีจะได้รับเมื่อใช้แทนไมโครโฟนแม่เหล็กไฟฟ้า DEMSH-1 และ DEM-4M หูฟังแม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไปจากหูฟัง TON-1, TON-2, TA-56 ฯลฯ (รูปที่ 2 - 4)

ข้าว. 2. แผนผังการเชื่อมต่อหูฟังแม่เหล็กไฟฟ้าที่อินพุตอัลตราโซนิกเป็นไมโครโฟน

ข้าว. 3. แผนผังของการสลับไมโครโฟนแม่เหล็กไฟฟ้าที่อินพุตของเครื่องส่งเสียงอัลตราโซนิกโดยใช้ทรานซิสเตอร์

ข้าว. 4. แผนผังของการสลับไมโครโฟนแม่เหล็กไฟฟ้าที่อินพุตของเครื่องขยายเสียงอัลตราโซนิกบนเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน

ไมโครโฟนแบบอิเล็กเตรต

เมื่อเร็วๆ นี้ มีการใช้ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์แบบอิเล็กเตรตในเครื่องบันทึกเทปในครัวเรือน ไมโครโฟนแบบอิเล็กเตรตมีช่วงความถี่กว้างที่สุด - 30...20000 Hz

ไมโครโฟนประเภทนี้จะให้สัญญาณไฟฟ้าขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของสัญญาณคาร์บอนทั่วไป

อุตสาหกรรมผลิตไมโครโฟนอิเล็กเตรต MKE-82 และ MKE-01 ในขนาดใกล้เคียงกับไมโครโฟนคาร์บอน MK-59 และสิ่งที่คล้ายคลึงกันซึ่งสามารถติดตั้งในเครื่องโทรศัพท์ธรรมดาแทนที่จะเป็นไมโครโฟนโดยไม่ต้องดัดแปลงชุดโทรศัพท์

ไมโครโฟนประเภทนี้มีราคาถูกกว่าไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ทั่วไปมาก ดังนั้นจึงเข้าถึงได้ง่ายกว่าสำหรับนักวิทยุสมัครเล่น

อุตสาหกรรมในประเทศผลิตไมโครโฟนอิเล็กเตรตหลากหลายประเภท ในจำนวนนี้ MKE-2 ทิศทางเดียวสำหรับเครื่องบันทึกเทปแบบม้วนต่อม้วนคลาส 1 และสำหรับการรวมเข้ากับอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ - MKE-3, MKE-332 และ MKE-333

สำหรับนักวิทยุสมัครเล่น ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์อิเล็กเตรต MKE-3 ซึ่งมีการออกแบบขนาดเล็กจิ๋วเป็นที่สนใจมากที่สุด

ไมโครโฟนนี้ใช้เป็นอุปกรณ์ในตัวในเครื่องบันทึกเทป วิทยุ และเครื่องบันทึกเทปภายในบ้าน เช่น Sigma-VEF-260, Tom-303, Romantic-306 เป็นต้น

ไมโครโฟน MKE-3 ผลิตในกล่องพลาสติกพร้อมหน้าแปลนสำหรับติดตั้งที่แผงด้านหน้าของอุปกรณ์วิทยุจากด้านใน ไมโครโฟนเป็นแบบรอบทิศทางและมีรูปแบบวงกลม

ไมโครโฟนไม่อนุญาตให้กระแทกหรือสั่นอย่างรุนแรง ในตาราง รูปที่ 2 แสดงพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของไมโครโฟนอิเล็กเตรตคอนเดนเซอร์ขนาดเล็กบางยี่ห้อ

ตารางที่ 2.

ประเภทไมโครโฟน	MKE-3	MKE-332	MKE-333	MKE-84
ช่วงที่กำหนด ความถี่ในการทำงาน, Hz	50...16000	50... 15000	50... 15000	300...3400
ความไวโดย เปิดสนามฟรี ความถี่ 1000 เฮิรตซ์ µV/Pa	ไม่เกิน 3	อย่างน้อย 3	อย่างน้อย 3	เอ - 6...12 วี - 10...20
ความไม่สม่ำเสมอ การตอบสนองความถี่ ความไวใน ช่วงความถี่ 50... 16,000 เฮิรตซ์ เดซิเบล ไม่น้อย	10	-	-	-
โมดูลเต็ม ความต้านทานไฟฟ้า ที่ 1,000 เฮิร์ตซ์ โอห์ม ไม่มีอีกแล้ว	250	600 ±120	600 ± 120	-
ระดับที่เท่าเทียมกัน ความดันเสียง, ปรับอากาศด้วยตัวเอง เสียงไมโครโฟน dB อีกต่อไป	25	-	-	-
ความแตกต่างระดับเฉลี่ย ความไว "หน้า-หลัง", เดซิเบล	-	ไม่ น้อยกว่า 12	ไม่เกิน 3	-
ข้อกำหนดการใช้งาน: อุณหภูมิ, เซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ อากาศไม่มีอีกแล้ว	5...30 85% ที่ 20 องศาเซลเซียส	-10...+50 95 ± 3% ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส	10...+50 95 ± 3% ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส	0...+45 93% ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส
แรงดันไฟฟ้า, V	-	1,5...9	1,5...9	1,3...4,5
น้ำหนักกรัม	8	1	1	8
ขนาด (เส้นผ่านศูนย์กลาง x ยาว) มม	14x22	10.5 x 6.5	10.5 x 6.5	22.4x9.7

ในรูป รูปที่ 5 แสดงแผนผังการเชื่อมต่อสำหรับไมโครโฟนอิเล็กเตรตประเภท MKE-3 ซึ่งพบได้ทั่วไปในการออกแบบวิทยุสมัครเล่น

ข้าว. 5. แผนผังการเชื่อมต่อไมโครโฟนประเภท MKE-3 ที่อินพุตของเครื่องส่งเสียงอัลตราโซนิกทรานซิสเตอร์

ข้าว. 6. ภาพถ่ายและแผนภาพวงจรภายในของไมโครโฟน MKE-3 ตำแหน่งของตัวนำสี

ไมโครโฟนคาร์บอน

แม้ว่าไมโครโฟนคาร์บอนจะค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยไมโครโฟนประเภทอื่นๆ เนื่องจากการออกแบบที่เรียบง่ายและมีความไวค่อนข้างสูง แต่ไมโครโฟนเหล่านี้ยังคงพบตำแหน่งในอุปกรณ์สื่อสารต่างๆ

ที่พบมากที่สุดคือไมโครโฟนคาร์บอนที่เรียกว่าแคปซูลโทรศัพท์โดยเฉพาะ MK-10, MK-16, MK-59 เป็นต้น

วงจรที่ง่ายที่สุดในการเชื่อมต่อไมโครโฟนคาร์บอนจะแสดงในรูปที่ 1 7. ในวงจรนี้หม้อแปลงจะต้องเป็นแบบสเต็ปอัพและสำหรับไมโครโฟนคาร์บอนที่มีความต้านทาน R = 300...400 โอห์มสามารถพันบนแกนเหล็กรูปตัว W ที่มีหน้าตัดได้ 1...1.5 ซม2.

ขดลวดปฐมภูมิ (I) ประกอบด้วยลวด PEV-1 จำนวน 200 รอบ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 มม. และขดลวดทุติยภูมิ (II) ประกอบด้วยลวด PEV-1 จำนวน 400 รอบ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.08...0.1 มม.

ไมโครโฟนคาร์บอน ขึ้นอยู่กับความต้านทานแบบไดนามิก แบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม:

ความต้านทานต่ำ (ประมาณ 50 โอห์ม) โดยมีกระแสจ่ายสูงถึง 80 mA;
ความต้านทานปานกลาง (70... 150 โอห์ม) โดยมีกระแสไฟจ่ายไม่เกิน 50 mA;
ความต้านทานสูง (150...300 โอห์ม) โดยมีกระแสจ่ายไม่เกิน 25 mA

ตามมาว่าในวงจรไมโครโฟนคาร์บอนจำเป็นต้องตั้งค่ากระแสให้สอดคล้องกับประเภทของไมโครโฟน มิฉะนั้นที่กระแสไฟสูง ผงคาร์บอนจะเริ่มเผาและไมโครโฟนก็จะเสื่อมสภาพ

ในกรณีนี้ การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นจะปรากฏขึ้น ที่กระแสไฟต่ำมาก ความไวของไมโครโฟนจะลดลงอย่างรวดเร็ว แคปซูลคาร์บอนยังสามารถทำงานโดยใช้กระแสไฟของแหล่งจ่ายที่ลดลง โดยเฉพาะในแอมพลิฟายเออร์แบบหลอดและทรานซิสเตอร์

ความไวที่ลดลงด้วยกำลังไมโครโฟนที่ลดลงจะได้รับการชดเชยโดยการเพิ่มเกนของเครื่องขยายเสียง

ในกรณีนี้ การตอบสนองความถี่จะดีขึ้น ระดับเสียงจะลดลงอย่างมาก และความเสถียรและความน่าเชื่อถือของการทำงานจะเพิ่มขึ้น

ข้าว. 7. แผนผังการเชื่อมต่อไมโครโฟนคาร์บอนโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้า

ตัวเลือกในการเชื่อมต่อไมโครโฟนคาร์บอนเข้ากับสเตจแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์จะแสดงในรูปที่ 8

ตัวเลือกสำหรับการเชื่อมต่อไมโครโฟนคาร์บอนร่วมกับทรานซิสเตอร์ที่อินพุตของเครื่องขยายเสียงแบบหลอดตามแผนภาพในรูป 9 ช่วยให้ได้รับไฟฟ้าแรงสูง

ข้าว. 8. แผนผังของการเชื่อมต่อไมโครโฟนคาร์บอนที่อินพุตของเครื่องส่งเสียงอัลตราโซนิกของทรานซิสเตอร์

ข้าว. 9. แผนผังของการเชื่อมต่อไมโครโฟนคาร์บอนที่อินพุตของเครื่องส่งเสียงอัลตราโซนิกแบบไฮบริดที่ประกอบบนทรานซิสเตอร์และหลอดอิเล็กตรอน

วรรณกรรม: V.M. Pestrikov - สารานุกรมนักวิทยุสมัครเล่น

ไมโครโฟนใช้ในการแปลงพลังงานของการสั่นสะเทือนของเสียงให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ตามการจำแนกประเภท ไมโครโฟนอะคูสติกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่:

ความต้านทานสูง (ตัวเก็บประจุ, อิเล็กเตรต, เพียโซอิเล็กทริก);

ความต้านทานต่ำ (ไฟฟ้าพลศาสตร์, แม่เหล็กไฟฟ้า, คาร์บอน)

ไมโครโฟนของกลุ่มแรกสามารถแสดงตามอัตภาพว่าเทียบเท่าได้

ตัวเก็บประจุแบบแปรผันและไมโครโฟนของกลุ่มที่สอง - ในรูปแบบของตัวเหนี่ยวนำที่มีแม่เหล็กเคลื่อนที่หรือในรูปแบบของตัวต้านทานแบบแปรผัน

ในบรรดาไมโครโฟนที่มีอิมพีแดนซ์สูง ไมโครโฟนอิเล็กเตรตจะมีราคาไม่แพงกว่า พารามิเตอร์ของพวกเขาได้รับมาตรฐานในช่วงความถี่เสียงมาตรฐานซึ่งนิยมเรียกว่า "สองคูณยี่สิบ" (20 Hz ... 20 kHz) คุณสมบัติอื่นๆ: ความไวสูง, แบนด์วิธกว้าง, รูปแบบการแผ่รังสีแคบ, การบิดเบือนต่ำ, สัญญาณรบกวนต่ำ

มีไมโครโฟนอิเล็กเตรตสองและสามเทอร์มินัล (รูปที่ 3.37, a, b) เพื่อให้ระบุสายไฟที่ออกมาจากไมโครโฟนได้ง่ายขึ้น จึงมีเจตนาสร้างสายไฟหลายสี เช่น สีขาว แดง น้ำเงิน

รูปที่ 3.37 วงจรภายในของไมโครโฟนอิเล็กเตรต: ก) สายสื่อสารสองเส้น; b) สายสื่อสารสามสาย

แม้ว่าทรานซิสเตอร์จะอยู่ภายในไมโครโฟน แต่ก็มีสายตาสั้นในการส่งสัญญาณจากไมโครโฟนไปยังอินพุต MK โดยตรง จำเป็นต้องมีปรีแอมป์ ในกรณีนี้ ไม่สำคัญว่าแอมพลิฟายเออร์จะติดตั้งอยู่ในช่อง MK ADC หรือเป็นหน่วยภายนอกแยกต่างหากที่ประกอบบนทรานซิสเตอร์หรือไมโครวงจร

ไมโครโฟนอิเล็กเตรตมีลักษณะคล้ายกับเซ็นเซอร์สั่นสะเทือนแบบเพียโซ แต่ต่างจากรุ่นหลังตรงที่มีการส่งผ่านเชิงเส้นและตอบสนองความถี่ที่กว้างกว่า สิ่งนี้ทำให้คุณสามารถประมวลผลสัญญาณเสียงคำพูดของมนุษย์ได้โดยไม่ผิดเพี้ยน ซึ่งในความเป็นจริงแล้วคือจุดประสงค์โดยตรงของไมโครโฟน

หากคุณจัดเรียงไมโครโฟนอิเล็กเตรตที่ผลิตในประเทศ CIS เพื่อปรับปรุงพารามิเตอร์ คุณจะได้แถวต่อไปนี้: MD-38, MD-59,

MK-5A, MKE-3, MKE-5B, MKE-19, MK-120, KMK-51. ช่วงความถี่การทำงานคือตั้งแต่ 20…50 Hz ถึง 15…20 kHz ความไม่สม่ำเสมอของการตอบสนองแอมพลิจูด-ความถี่คือ 4… 12 dB ความไวที่ความถี่ 1 kHz คือ 0.63… 10 mV/Pa

ในรูป ในรูป 3.38, a, b แสดงไดอะแกรมการเชื่อมต่อโดยตรงของไมโครโฟนอิเล็กเตรตกับ MK ในรูป ในรูป 3.39 หรือ...k แสดงวงจรที่มีเครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์ และในรูปที่ 3 3.40, a...p - พร้อมแอมพลิฟายเออร์บนไมโครวงจร

ข้าว. 3.38. แผนการเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กเตรตกับ MK โดยตรง:

a) สามารถเชื่อมต่อไมโครโฟน VM1 กับ MK โดยตรงได้หากช่อง ADC มีเครื่องขยายสัญญาณภายในที่มีค่าสัมประสิทธิ์อย่างน้อย 100 ตัวกรอง R2, C/ ลดพื้นหลังความถี่ต่ำจากการกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้า +5 V

b) เชื่อมต่อไมโครโฟนสเตอริโอ VMI เข้ากับ ADC MK สองช่องสัญญาณซึ่งมีเครื่องขยายเสียงภายใน ตัวต้านทาน R3 จะจำกัดกระแสผ่านไดโอด MK ระหว่างการกระแทกอย่างรุนแรงต่อตัวไมโครโฟนหรือบนแผ่นเพียโซอิเล็กทริกเอง

c) ทรานซิสเตอร์ VTI จะต้องมีอัตราขยายสูงสุดที่เป็นไปได้ (สัมประสิทธิ์ hjy^)’

d) ตัวต้านทาน R3 เลือกแรงดันไฟฟ้าบนตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ VT1 ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟครึ่งหนึ่ง (เพื่อจำกัดสัญญาณจากไมโครโฟน VM 1 อย่างสมมาตร)\

e) chain /?/, C1 ลดความกว้างของระลอกเครือข่ายจากแหล่งจ่ายไฟ +5 V ดังนั้น "เสียงดังก้อง" ที่ไม่ต้องการที่มีความถี่ 50/100 Hz จึงลดลง จากนี้ไปตัวอักษร "c", "b", "k" จะระบุสีของสายไมโครโฟน "สีน้ำเงิน", "สีขาว", "สีแดง";

e) การเชื่อมต่อไมโครโฟน BMI สามพินที่ง่ายขึ้น การไม่มีตัวต้านทานในตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ VTI จะช่วยลดความต้านทานอินพุตของสเตจ

g) “ไมโครโฟนสองเทอร์มินัล” ระยะไกลพร้อมพลัง Phantom สำหรับทรานซิสเตอร์ VTI, VT2 ผ่านตัวต้านทาน R5 ตัวต้านทาน R1 เลือกแรงดันไฟฟ้า +2.4…+2.6 V ที่ตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ VT2 MK ตัวเปรียบเทียบแบบอะนาล็อกบันทึกช่วงเวลาที่สัญญาณจากไมโครโฟนมากกว่าเกณฑ์ที่กำหนดซึ่งกำหนดโดยตัวต้านทาน R7\0

h) ทรานซิสเตอร์ทำงานในโหมดคัตออฟเนื่องจากสัญญาณเสียงไซน์จากไมโครโฟน VMI กลายเป็นพัลส์สี่เหลี่ยม

i) การเชื่อมต่อไมโครโฟน VMI สามพินโดยใช้วงจรสองสาย ไมโครโฟน VM1 และตัวต้านทาน R1 สามารถสลับได้ ตัวต้านทาน R2 เลือกแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต MK ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟครึ่งหนึ่ง

j) ตัวต้านทานใช้เพื่อเลือกแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของ MK ใกล้กับ +1.5 V

ก) การแยกหม้อแปลงทำให้องค์ประกอบ BM1, DAI, GBJ, T1 สามารถเคลื่อนย้ายได้ในระยะไกล ในขณะที่อินพุต MK ควรได้รับการปกป้องด้วยไดโอด Schottky การใช้ชิป DA ในปัจจุบันนั้นต่ำมากซึ่งช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงการวางสวิตช์ในวงจรแบตเตอรี่ GB1

ข้าว. 3.40.ไดอะแกรมสำหรับเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กเตรตเข้ากับ เอ็มเคผ่านเครื่องขยายเสียงไปที่

ไมโครวงจร (ต่อ):

b) เครื่องขยายเสียงสำหรับไมโครโฟน "เพลงเบา" ตัวต้านทาน R4 ตั้งค่าเกณฑ์การตอบสนองของตัวเปรียบเทียบอะนาล็อก MK ภายใน 0…+3 V;

c) "เครื่องวัดระดับเสียงอิเล็กทรอนิกส์" เอาต์พุตเชิงบวกของตัวเปรียบเทียบอะนาล็อก MK ได้รับแรงดันไฟฟ้าที่ปรับให้เรียบตามสัดส่วนกับระดับสัญญาณเฉลี่ยจากไมโครโฟน VM1 “เลื่อย” จะถูกสร้างขึ้นโดยทางโปรแกรมที่เอาต์พุตเชิงลบของตัวเปรียบเทียบแบบอะนาล็อก

d) ตัวต้านทาน R3 ควบคุมความสมมาตรของสัญญาณ และตัวต้านทาน R5 ควบคุมอัตราขยายของ op-amp DAL สัญญาณที่ตรวจพบ (องค์ประกอบ VDI, VD2, SZ, C4) จะถูกส่งไปยังอินพุตของ MK ระดับเสียงเฉลี่ยวัดโดย ADC ภายใน

e) การใช้ไมโครวงจร "LED" ที่ไม่ได้มาตรฐาน Z) / l / จาก Panasonic อุปกรณ์ทดแทนที่เป็นไปได้คือ LB1423N, LB1433N (Sanyo), BA6137 (ROHM) สวิตช์ ZL1 ตั้งค่าความไวในการไล่ระดับห้าระดับในระดับลอการิทึม: -10; -5; 0; +3; +6 เดซิเบล;

e) อัตราขยายของ op-amp cascade Z)/4/ ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความต้านทานของตัวต้านทาน R4, R5 การตอบสนองความถี่ในย่านความถี่ต่ำถูกกำหนดโดยตัวเก็บประจุ C/;

g) อัตราขยายของ op-amp cascade Z)/l / กำหนดโดยอัตราส่วนความต้านทานของตัวต้านทาน R5, R6 ความสมมาตรของข้อจำกัดสัญญาณขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของตัวต้านทาน R3, R7\

h) เครื่องขยายเสียงไมโครโฟนพร้อมระดับเสียงที่ปรับได้อย่างต่อเนื่องโดยใช้ตัวต้านทาน R5\

i) แอมพลิฟายเออร์สองสเตจที่มีอัตราขยายแบบกระจาย: Ku= 100 (DAI.I), Ku= 5 (DAI.2) ตัวแบ่งบนตัวต้านทาน R4, /?5 ตั้งค่าอคติซึ่งน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของแหล่งจ่ายเล็กน้อย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าแอมป์ DA / op ไม่มีลักษณะ "rail-to-rail"

ข้าว. 3.40.แผนการเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กเตรตกับ MK ผ่านเครื่องขยายเสียง

ไมโครวงจร (ต่อ):

j) ความจุของตัวเก็บประจุ C4b ในบางวงจรเพิ่มขึ้นเป็น 10...47 μF (ทดสอบการปรับปรุงพารามิเตอร์ด้วยการทดลอง)

k) ครึ่ง "ซ้าย" ของออปแอมป์ DAI จะขยายสัญญาณ และครึ่ง "ขวา" เชื่อมต่อตามวงจรตัวติดตามแรงดันไฟฟ้า โดยปกติวิธีนี้จะใช้เมื่อ MC อยู่ในระยะห่างจากแอมพลิฟายเออร์มากหรือจำเป็นต้องแยกสัญญาณออกเป็นหลายทิศทาง

m) ตัวต้านทาน R2, R4 สลับอินเวอร์เตอร์ของชิปลอจิก DDI เป็นโหมดการขยาย ตัวต้านทาน R3 สามารถถูกแทนที่ด้วยตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.15 μF;

m) ชิปพิเศษ DA1 (Motorola) ตอบสนองต่อสัญญาณเสียงของบุคคลเท่านั้น

o) ปลั๊กที่เสียบเข้าไปในซ็อกเก็ต XS1 จะตัดการเชื่อมต่อระหว่างตัวเก็บประจุ C/ และ C2 โดยอัตโนมัติ ในขณะที่ไมโครโฟนภายใน VM1 ปิดอยู่ และสัญญาณเสียงภายนอกจะถูกส่งไปยังอินพุต DAL/ แอมพลิฟายเออร์ทั้งสองตัวของชิป Z)/l/ มีระดับเอาต์พุตแบบรางต่อราง

n) ตัวต้านทานตั้งค่าความสมมาตรของข้อ จำกัด ของสัญญาณที่พิน 1 ของไมโครวงจร DA 1 ทรานซิสเตอร์ VTI พร้อมด้วยองค์ประกอบ R5, SZ ทำหน้าที่ของเครื่องตรวจจับ ^

3.5.2. ไมโครโฟนไฟฟ้าไดนามิก

องค์ประกอบการออกแบบหลักของไมโครโฟนไฟฟ้าไดนามิกคือขดลวดเหนี่ยวนำ ไดอะแฟรม และแม่เหล็ก ไดอะแฟรมไมโครโฟนภายใต้อิทธิพลของการสั่นสะเทือนของเสียง จะนำแม่เหล็กเข้ามาใกล้หรือออกจากขดลวด และด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะปรากฏขึ้นในส่วนหลัง ทุกอย่างเหมือนในการทดลองทางฟิสิกส์ของโรงเรียน

สัญญาณจากไมโครโฟนอิเล็กโทรไดนามิกอ่อนเกินไป ดังนั้นจึงมักจะติดตั้งแอมพลิฟายเออร์เพื่อเชื่อมต่อกับ MK ความต้านทานอินพุตอาจต่ำ สายเชื่อมต่อจากไมโครโฟนไปยังเครื่องขยายสัญญาณอินพุตจะต้องได้รับการป้องกันหรือลดความยาวลงเหลือ 10... 15 ซม. เพื่อกำจัดสัญญาณเตือนที่ผิดพลาด แนะนำให้ห่อแคปซูลด้วยยางโฟม และไม่ขันสกรูไมโครโฟนเข้ากับผนังกล่องให้แน่น .

พารามิเตอร์ทั่วไปของไมโครโฟนไฟฟ้าไดนามิก: ความต้านทานของขดลวด 680…2200 โอห์ม แรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานสูงสุด 1.5…2 V กระแสไฟขณะทำงาน 0.5 mA ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติที่สำคัญคือไมโครโฟนไฟฟ้าไดนามิก

แยกแยะได้ง่ายจากอิเล็กเตรต (ตัวเก็บประจุ, เพียโซเซรามิก) เนื่องจากมีความต้านทานโอห์มมิกระหว่างขั้ว ข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้คือโมดูลไมโครโฟนอุตสาหกรรมที่มีทรานซิสเตอร์หรือแอมพลิฟายเออร์ในตัวอยู่ภายในตัวเครื่อง

คุณสามารถเปลี่ยนไมโครโฟนอิเล็กโทรไดนามิกด้วยอิเล็กเตรตได้ผ่านอะแดปเตอร์ที่แสดงในรูปที่ 1 3.41. ตัวเก็บประจุ C2 แก้ไขการตอบสนองความถี่ในย่านความถี่สูง ตัวแบ่งบนตัวต้านทาน R1 จะสร้างแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสำหรับไมโครโฟน BML ตัวเก็บประจุ C1 ทำหน้าที่เป็นตัวกรองแหล่งจ่ายไฟ

ข้าว. 3.43.ไดอะแกรมสำหรับเชื่อมต่อลำโพงไดนามิกเข้ากับอินพุต เอ็มเค:

a) แอมพลิฟายเออร์เซ็นเซอร์ช็อตทรานซิสเตอร์โดยใช้ลำโพง BAI ความไวจะถูกปรับโดยตัวต้านทาน RI, R2 ตัวเก็บประจุ C2 ปรับยอดสัญญาณให้เรียบ จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุ C/ เพื่อให้ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ไม่ได้เชื่อมต่อกับสายสามัญผ่านความต้านทานต่ำของลำโพง BAI

b) ทรานซิสเตอร์ VTI เป็นเครื่องขยายสัญญาณฐานทั่วไป คุณลักษณะของมันคือความต้านทานอินพุตต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับพารามิเตอร์ของลำโพง BAI เป็นอย่างดี ตัวต้านทาน RI กำหนดจุดการทำงานของทรานซิสเตอร์ VTI (แรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสม) เพื่อรับสัญญาณที่สมมาตรหรือไม่สมมาตร ตัวต้านทาน R3 ควบคุมเกณฑ์ (ความไว, อัตราขยาย);

c) ฟังก์ชั่นไมโครโฟนดำเนินการโดยชุดหูฟัง BAI มีความต้านทานการพันของขดลวดสูงกว่าลำโพงที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำ ซึ่งเพิ่มความไวและทำให้เชื่อมต่อกับ MCU ได้ง่ายขึ้น ตัวต้านทาน RI ควบคุมความกว้างของสัญญาณ

ในรูป เวอร์ชัน 3.43, a...d แสดงไดอะแกรมสำหรับเชื่อมต่อลำโพงไดนามิกเข้ากับอินพุต MK เป็นไมโครโฟน

d) ส่วนหนึ่งของวงจรอินเตอร์คอมซึ่งลำโพง BAI สลับเป็นไมโครโฟนและลำโพง MK กำหนดสถานะ "รับ/ส่ง" ตามระดับ LOW/HIGH บนสายอินพุต (ระดับ HIGH จากตัวต้านทาน R4 และ LOW จาก BAI) หาก MK มี ADC พร้อมแอมพลิฟายเออร์ภายในคุณสามารถ "ฟัง" การสนทนาในเส้นทางได้ นอกจากนี้ หากเปลี่ยนสาย MK ไปที่โหมดเอาต์พุต ก็สามารถใช้เพื่อสร้างสัญญาณเสียงต่างๆ ใน ULF ได้ (ผ่าน R3, VD1, R2, C2)

เอกสารนี้ประกอบด้วยแผนภาพวงจรไฟฟ้าและข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการจ่ายไฟให้กับไมโครโฟนอิเล็กเตรต เอกสารนี้เขียนขึ้นสำหรับผู้ที่สามารถอ่านไดอะแกรมไฟฟ้าอย่างง่ายได้

การแนะนำ
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไมโครโฟนอิเล็กเตรต
วงจรไฟฟ้าพื้นฐานสำหรับไมโครโฟนอิเล็กเตรต
การ์ดเสียงและไมโครโฟนอิเล็กเตรต
ปลั๊กไฟ
พลัง Phantom ในเครื่องเสียงระดับมืออาชีพ
T-Powering
ข้อมูลที่เป็นประโยชน์อื่นๆ

1. บทนำ

ไมโครโฟนส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้พลังงานในการทำงาน ซึ่งมักจะเป็นไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ และไมโครโฟนที่คล้ายกันในหลักการทำงาน จำเป็นต้องใช้พลังงานเพื่อใช้งานปรีแอมป์ภายในและโพลาไรซ์เมมเบรนแคปซูลไมโครโฟน หากไม่มีแหล่งพลังงานในตัว (แบตเตอรี่ ตัวเก็บประจุ) ในไมโครโฟน แรงดันไฟฟ้าจะจ่ายให้กับไมโครโฟนผ่านสายเส้นเดียวกันกับสัญญาณจากไมโครโฟนไปยังปรีแอมพลิฟายเออร์

มีหลายครั้งที่ไมโครโฟนถูกเข้าใจผิดว่าเป็นไมโครโฟนที่พังเพียงเพราะพวกเขาไม่ทราบถึงความจำเป็นในการจ่ายไฟ Phantom หรือใส่แบตเตอรี่

2. รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไมโครโฟนอิเล็กเตรต

ไมโครโฟนแบบอิเล็กเตรตมีอัตราส่วนราคา/คุณภาพที่ดีที่สุด ไมโครโฟนเหล่านี้มีความไวสูง ทนทาน กะทัดรัดเป็นพิเศษ และยังใช้พลังงานต่ำอีกด้วย ไมโครโฟนอิเล็กเตรตมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีขนาดเล็ก จึงมักถูกติดตั้งไว้ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป โดยยังคงรักษาคุณลักษณะประสิทธิภาพสูงเอาไว้ ตามการประมาณการบางประการ 90% ของกรณีมีการใช้ไมโครโฟนอิเล็กเตรตซึ่งเกินกว่าเหตุผลข้างต้น ไมโครโฟนแบบหนีบเสื้อ ไมโครโฟนที่ใช้ในกล้องวิดีโอสมัครเล่น และไมโครโฟนที่ใช้ร่วมกับการ์ดเสียงของคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่เป็นไมโครโฟนแบบอิเล็กเตรต

ไมโครโฟนอิเล็กเตรตมีความคล้ายคลึงกับไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ในหลักการของการแปลงการสั่นสะเทือนทางกลให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ไมโครโฟนคอนเดนเซอร์แปลงการสั่นสะเทือนทางกลเป็นการเปลี่ยนแปลงความจุของตัวเก็บประจุ ซึ่งได้มาจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปที่เมมเบรนของแคปซูลไมโครโฟน การเปลี่ยนแปลงความจุจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าบนจานตามสัดส่วนของคลื่นเสียง ในขณะที่แคปซูลของไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ต้องใช้พลังงานภายนอก (phantom) เมมเบรนของแคปซูลของไมโครโฟนอิเล็กเตรตจะมีประจุของตัวเองที่หลายโวลต์ ต้องใช้พลังงานสำหรับพรีแอมป์บัฟเฟอร์ในตัว ไม่ใช่สำหรับโพลาไรซ์เมมเบรน

แคปซูลไมโครโฟนอิเล็กเตรตทั่วไป (รูปที่ 01) มีสองพิน (บางครั้งมีสามพิน) สำหรับเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแส 1-9 โวลต์ และตามกฎแล้วจะกินไฟน้อยกว่า 0.5 mA กำลังไฟนี้ใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับพรีแอมป์บัฟเฟอร์ขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่ในแคปซูลไมโครโฟน ซึ่งทำหน้าที่จับคู่อิมพีแดนซ์สูงของไมโครโฟนและสายเคเบิลที่เชื่อมต่อ ควรจำไว้ว่าสายเคเบิลมีความจุของตัวเองและที่ความถี่ที่สูงกว่า 1 kHz ความต้านทานสามารถเข้าถึงได้หลาย 10 kOhms
ตัวต้านทานโหลดจะกำหนดความต้านทานของแคปซูล และได้รับการออกแบบมาให้เข้ากับพรีแอมพลิฟายเออร์สัญญาณรบกวนต่ำ โดยปกติจะเป็น 1-10kOhm ขีดจำกัดล่างถูกกำหนดโดยสัญญาณรบกวนแรงดันไฟฟ้าของแอมพลิฟายเออร์ ในขณะที่ขีดจำกัดบนถูกกำหนดโดยสัญญาณรบกวนปัจจุบันของแอมพลิฟายเออร์ ในกรณีส่วนใหญ่ ไมโครโฟนจะจ่ายแรงดันไฟฟ้า 1.5-5V ผ่านตัวต้านทานหลาย kOhms

เนื่องจากไมโครโฟนอิเล็กเตรตมีบัฟเฟอร์พรีแอมพลิไฟเออร์ ซึ่งจะเพิ่มสัญญาณรบกวนของตัวเองให้กับสัญญาณที่มีประโยชน์ จึงกำหนดอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (ปกติจะอยู่ที่ประมาณ 94 เดซิเบล) ซึ่งเทียบเท่ากับสัญญาณเสียงต่อเสียงรบกวนแบบอะคูสติก อัตราส่วน 20-30 เดซิเบล

ไมโครโฟนอิเล็กเตรตต้องใช้แรงดันไบอัสสำหรับปรีแอมป์บัฟเฟอร์ในตัว แรงดันไฟฟ้านี้ต้องมีเสถียรภาพและไม่มีระลอกคลื่น มิฉะนั้นจะมาถึงเอาต์พุตโดยเป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณที่มีประโยชน์

3. วงจรจ่ายไฟพื้นฐานสำหรับไมโครโฟนอิเล็กเตรต

3.1 แผนภาพวงจร

รูปที่ 02 แสดงวงจรกำลังพื้นฐานสำหรับอิเล็กเตรตไมโครโฟน และควรอ้างอิงเมื่อพิจารณาการเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กเตรต ความต้านทานเอาต์พุตถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน R1 และ R2 ในทางปฏิบัติ ความต้านทานเอาต์พุตสามารถใช้เป็น R2 ได้

3.2 การจ่ายไฟให้กับไมโครโฟนอิเล็กเตรตจากแบตเตอรี่ (แบตเตอรี่)

วงจรนี้สามารถใช้ร่วมกับเครื่องบันทึกเทปและการ์ดเสียงในครัวเรือนซึ่งเดิมออกแบบมาเพื่อทำงานกับไมโครโฟนแบบไดนามิก เมื่อคุณประกอบวงจรนี้ไว้ภายในตัวไมโครโฟน (หรือในกล่องภายนอกขนาดเล็ก) ไมโครโฟนอิเล็กเตรตของคุณจะมีการใช้งานที่หลากหลาย

เมื่อสร้างวงจรนี้จะมีประโยชน์ในการเพิ่มสวิตช์ปิดแบตเตอรี่เมื่อไม่ได้ใช้งานไมโครโฟน ควรสังเกตว่าระดับเอาต์พุตของไมโครโฟนนี้สูงกว่าระดับที่ได้รับจากไมโครโฟนไดนามิกอย่างมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมเกนที่อินพุตของการ์ดเสียง (เครื่องขยายเสียง/คอนโซลผสม/เครื่องบันทึกเทป ฯลฯ) หากไม่ดำเนินการ ระดับสัญญาณอินพุตที่สูงอาจส่งผลให้เกิดการโอเวอร์โมดูเลชั่น ความต้านทานเอาต์พุตของวงจรนี้อยู่ที่ประมาณ 2 kOhm จึงไม่แนะนำให้ใช้สายไมโครโฟนที่ยาวเกินไป ไม่เช่นนั้นอาจทำหน้าที่เป็นตัวกรองความถี่ต่ำผ่านได้ (ไม่กี่เมตรคงไม่มีผลมากนัก)

3.3 วงจรจ่ายไฟที่ง่ายที่สุดสำหรับไมโครโฟนอิเล็กเตรต

ในกรณีส่วนใหญ่ คุณสามารถใช้แบตเตอรี่ 1.5V หนึ่งหรือสองก้อน (ขึ้นอยู่กับไมโครโฟนที่ใช้) เพื่อจ่ายไฟให้กับไมโครโฟน เชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมกับไมโครโฟน (รูปที่ 05)
วงจรนี้ใช้งานได้ตราบเท่าที่กระแส DC ที่จ่ายจากแบตเตอรี่ไม่ส่งผลเสียต่อปรีแอมป์ สิ่งนี้เกิดขึ้นแต่ไม่เสมอไป โดยทั่วไป ปรีแอมพลิฟายเออร์จะทำหน้าที่เป็นแอมพลิฟายเออร์ AC เท่านั้น และส่วนประกอบ DC จะไม่มีผลกระทบใดๆ

หากคุณไม่ทราบขั้วที่ถูกต้องของแบตเตอรี่ ให้ลองหมุนทั้งสองทิศทาง ในกรณีส่วนใหญ่ ขั้วที่ไม่ถูกต้องที่แรงดันไฟฟ้าต่ำจะไม่ทำให้แคปซูลไมโครโฟนเสียหาย

4. การ์ดเสียงและไมโครโฟนอิเล็กเตรต

ในส่วนนี้กล่าวถึงตัวเลือกในการจ่ายไฟให้กับไมโครโฟนจากการ์ดเสียง

4.1 รุ่น Sound Blaster

การ์ดเสียง Sound Blaster (SB16, AWE32, SB32, AWE64) จาก Creative Labs ใช้แจ็คสเตอริโอ 3.5 มม. เพื่อเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กเตรต pinout ของแจ็คแสดงในรูปที่ 06
Creative Labs มีข้อกำหนดเฉพาะบนเว็บไซต์ ซึ่งไมโครโฟนที่เชื่อมต่อกับการ์ดเสียง Sound Blaster จะต้องมี:

ประเภทอินพุต: ไม่สมดุล (ไม่สมดุล), ความต้านทานต่ำ
ความไว: ประมาณ-20dBV (100mV)
ความต้านทานอินพุต: 600-1500 โอห์ม
ขั้วต่อ: แจ็คสเตอริโอ 3.5 มม
พินเอาท์: รูปที่ 07

รูปที่ 07 - Pinout ของตัวเชื่อมต่อจากเว็บไซต์ Creative Labs

รูปด้านล่าง (รูปที่ 08) แสดงตัวอย่างแผนภาพวงจรอินพุตเมื่อเชื่อมต่อไมโครโฟนเข้ากับการ์ดเสียง Sound Blaster

รูปที่ 08 - อินพุตไมโครโฟนของการ์ดเสียง Sound Blaster

4.2 ตัวเลือกอื่นสำหรับการเชื่อมต่อไมโครโฟนเข้ากับการ์ดเสียง

การ์ดเสียงจากรุ่น/ผู้ผลิตอื่นอาจใช้วิธีการตามที่กล่าวไว้ข้างต้น หรืออาจมีเวอร์ชันของตัวเอง การ์ดเสียงที่ใช้แจ็คโมโนขนาด 3.5 มม. ในการเชื่อมต่อไมโครโฟนมักจะมีจัมเปอร์ที่ช่วยให้คุณสามารถจ่ายไฟให้กับไมโครโฟนหรือปิดได้หากจำเป็น หากจัมเปอร์อยู่ในตำแหน่งที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับไมโครโฟน (โดยปกติคือ +5V ผ่านตัวต้านทาน 2-10 kOhm) แรงดันไฟฟ้านี้จะจ่ายผ่านสายเดียวกันกับสัญญาณจากไมโครโฟนไปยังการ์ดเสียง (รูปที่ 09 ).

อินพุตการ์ดเสียงในกรณีนี้มีความไวประมาณ 10 mV
การเชื่อมต่อนี้ยังใช้กับคอมพิวเตอร์ Compaq ที่มาพร้อมกับการ์ดเสียง Compaq Business Audio (ไมโครโฟน Sound Blaster ทำงานได้ดีกับ Compaq Deskpro XE560) แรงดันออฟเซ็ตที่วัดที่เอาต์พุตของ Compaq คือ 2.43V กระแสไฟลัดวงจร 0.34mA. นี่แสดงให้เห็นว่าแรงดันไบแอสถูกใช้ผ่านตัวต้านทานประมาณ 7 kOhm ไม่ได้ใช้วงแหวนแจ็ค 3.5 มม. และไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใดๆ คู่มือผู้ใช้ของ Compaq ระบุว่าอินพุตไมโครโฟนนี้ใช้เพื่อเชื่อมต่อไมโครโฟนอิเล็กเตรตที่มีกำลัง Phantom เท่านั้น เช่นที่ Compaq จัดหามาให้เอง ตามข้อมูลของ Compac วิธีการส่งพลังงานนี้เรียกว่าพลังแฝง แต่ไม่ควรสับสนคำนี้กับสิ่งที่ใช้ในอุปกรณ์เครื่องเสียงมืออาชีพ ตามลักษณะทางเทคนิคที่ระบุไว้ ความต้านทานอินพุตของไมโครโฟนคือ 1 kOhm และระดับสัญญาณอินพุตสูงสุดที่อนุญาตคือ 0.013V

4.3 การใช้แรงดันไบอัสกับแคปซูลไมโครโฟนอิเล็กเตรตสามสายจากการ์ดเสียง

วงจรนี้ (รูปที่ 10) เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อแคปซูลไมโครโฟนอิเล็กเตรตสามสายเข้ากับการ์ดเสียง Sound Blaster ที่รองรับแรงดันไบแอส (BC) เข้ากับไมโครโฟนอิเล็กเตรต

4.4 การใช้แรงดันไบอัสกับแคปซูลไมโครโฟนอิเล็กเตรตสองสายจากการ์ดเสียง

วงจรนี้ (รูปที่ 11) เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อแคปซูลอิเล็กเตรตสองสายกับการ์ดเสียง (Sound Blaster) ที่รองรับการจ่ายแรงดันไบแอส

มะเดื่อ 12 - วงจรที่ง่ายที่สุดที่ทำงานกับ SB16

วงจรนี้ (รูปที่ 12) ใช้งานได้เนื่องจากมีการจ่ายไฟ +5V ผ่านตัวต้านทาน 2.2k โอห์มที่ติดตั้งอยู่ในการ์ดเสียง ตัวต้านทานนี้ทำงานได้ดีในฐานะตัวจำกัดกระแสและเป็นตัวต้านทาน 2.2k โอห์ม การเชื่อมต่อนี้ใช้ในไมโครโฟนคอมพิวเตอร์ Fico CMP-202

4.5 แหล่งจ่ายไฟสำหรับไมโครโฟนอิเล็กเตรตพร้อมแจ็คโมโน 3.5 มม. จาก SB16

วงจรไฟฟ้าด้านล่าง (รูปที่ 13) สามารถใช้กับไมโครโฟนที่มีการจ่ายแรงดันไบแอสไปตามสายเส้นเดียวกับที่ส่งสัญญาณเสียง

4.6 การเชื่อมต่อไมโครโฟนของเครื่องเข้ากับการ์ดเสียง

ตามบทความข่าวบางส่วนใน comp.sys.ibm.pc.soundcard.tech วงจรนี้สามารถใช้เพื่อเชื่อมต่อแคปซูลอิเล็กเตรตของเครื่องโทรศัพท์เข้ากับการ์ดเสียง Sound Blaster ก่อนอื่น คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าไมโครโฟนในหูโทรศัพท์ที่เลือกนั้นเป็นอิเล็กเตรต หากเป็นกรณีนี้ คุณจะต้องถอดท่อออก เปิดออกแล้วหาข้อดีของแคปซูลไมโครโฟน หลังจากนั้นให้เชื่อมต่อแคปซูลดังแสดงในรูปด้านบน (รูปที่ 13) หากคุณต้องการใช้ขั้วต่อ RJ11 ของชุดหูฟัง ให้เชื่อมต่อไมโครโฟนเข้ากับสายของคู่ภายนอก โทรศัพท์มือถือแต่ละรุ่นมีระดับเอาต์พุตที่แตกต่างกัน และบางรุ่นอาจมีระดับไม่เพียงพอสำหรับใช้กับการ์ดเสียง Sound Blaster

หากคุณต้องการใช้ลำโพงหูโทรศัพท์ ให้เชื่อมต่อเข้ากับปลายและเสียบเข้ากับการ์ดเสียง ก่อนทำสิ่งนี้ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความต้านทานมากกว่า 8 โอห์ม มิฉะนั้นแอมพลิฟายเออร์ที่เอาต์พุตของการ์ดเสียงอาจไหม้ได้

4.7 การเปิดไมโครโฟนมัลติมีเดียจากแหล่งภายนอก

แนวคิดพื้นฐานในการจ่ายไฟให้กับไมโครโฟนมัลติมีเดีย (MM) แสดงอยู่ด้านล่าง (รูปที่ 14)

วงจรแหล่งจ่ายไฟทั่วไปสำหรับไมโครโฟนคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับ Sound Blaster และการ์ดเสียงอื่นที่คล้ายคลึงกันแสดงในรูปด้านล่าง (รูปที่ 15):

มะเดื่อ 15 - วงจรจ่ายไฟทั่วไปสำหรับไมโครโฟนคอมพิวเตอร์

หมายเหตุ 1: เอาต์พุตของวงจรนี้คือกระแส DC ไม่กี่โวลต์ หากเกิดปัญหา คุณจะต้องเพิ่มตัวเก็บประจุแบบอนุกรมพร้อมกับเอาต์พุตไมโครโฟน

หมายเหตุ 2: โดยทั่วไป แรงดันไฟฟ้าสำหรับไมโครโฟนที่เชื่อมต่อกับการ์ดเสียงจะอยู่ที่ประมาณ 5 โวลต์ ซึ่งจ่ายผ่านตัวต้านทาน 2.2 kOhm โดยทั่วไปแคปซูลไมโครโฟนจะไม่ไวต่อกระแส DC 3 ถึง 9 โวลต์ และจะทำงาน (แม้ว่าระดับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้อาจส่งผลต่อแรงดันเอาต์พุตของไมโครโฟนก็ตาม)

4.8 การเชื่อมต่อไมโครโฟนมัลติมีเดียเข้ากับอินพุตไมโครโฟนปกติ

แรงดันไฟฟ้า +5V สามารถรับได้จากแรงดันไฟฟ้าที่ใหญ่กว่าโดยใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า เช่น 7805 หรือคุณสามารถใช้แบตเตอรี่ 1.5V สามก้อนต่ออนุกรมกัน หรือคุณสามารถใช้แบตเตอรี่ 4.5V หนึ่งก้อนก็ได้ ควรเปิดดังแสดงในรูปด้านบน (รูปที่ 16)

4.9 ปลั๊กไฟ

กล้องวิดีโอและเครื่องบันทึกขนาดเล็กจำนวนมากใช้ปลั๊กไมโครโฟนสเตอริโอขนาด 3.5 มม. เพื่อเชื่อมต่อไมโครโฟนสเตอริโอ อุปกรณ์บางชนิดได้รับการออกแบบสำหรับไมโครโฟนที่จ่ายไฟจากภายนอก ในขณะที่อุปกรณ์อื่นๆ จ่ายไฟผ่านแจ็คเดียวกันกับที่ใช้ส่งสัญญาณเสียง ในลักษณะของอุปกรณ์ที่จ่ายไฟให้กับแคปซูลผ่านอินพุตไมโครโฟน อินพุตนี้เรียกว่า "พลังงานแบบปลั๊กอิน"

สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้การเชื่อมต่อสายไฟแบบปลั๊กอินสำหรับไมโครโฟนอิเล็กเตรต แผนภาพจะแสดงด้านล่าง (รูปที่ 17):
เทคโนโลยีสำหรับการเชื่อมต่อไมโครโฟนกำลังแบบปลั๊กอินจากมุมมองของวงจรของอุปกรณ์บันทึก (รูปที่ 18):

ภาพที่ 18 - วงจรขั้วต่อปลั๊กไฟ

ค่าขององค์ประกอบในวงจรอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับผู้ผลิตอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม เห็นได้ชัดว่าแรงดันไฟจ่ายอยู่ที่หลายโวลต์ และค่าตัวต้านทานคือหลายกิโลโอห์ม