Подключение электретного микрофона к компьютеру

Обновлено: 07.07.2024

Электретные микрофоны стали одними из самых первых – они были созданы в 1928 году и по сей день остаются важнейшими электретными приборами. Однако если в прошлом использовались восковые термоэлектреты, то в наши дни технологии существенно продвинулись вперед.

Остановимся подробнее на особенностях таких микрофонов и их отличительных характеристиках.

Что это такое?

Электретные микрофоны считаются одним из подвидов конденсаторных устройств. Визуально они напоминают небольшой конденсатор и отвечают всем современным требованиям к мембранным устройствам. Обычно изготавливаются из поляризованной пленки с нанесенным на нее тончайшим слоем металла. Такое покрытие представляет собой одну из граней конденсатора, вторая при этом выглядит как твердая плотная пластина: звуковое давление действует на колышущуюся диафрагму и тем самым вызывает изменение характеристик емкости самого конденсатора.

Устройство электронного слоя предусматривает статичное покрытие, оно выполняется из самых качественных материалов с высокими акустическими и механическими характеристиками.

Как и любое другое устройство, электретный микрофон имеет свои достоинства и недостатки.

К преимуществам такой техники относят ряд факторов:

имеют низкую себестоимость, благодаря чему такие микрофоны и считаются одними из наиболее бюджетных на современном рынке;
могут применяться в качестве устройств для проведения конференций, а также устанавливаться в бытовых микрофонах, персональных компьютерах, видеокамерах, а также в домофонах, приспособлениях для прослушивания и мобильных телефонах;
более современные модели нашли свое применение в производстве измерителей качества звучания, а также в оборудовании для вокала;
потребителям доступны как изделия с разъемами типа XLR, так и устройства с разъемом 3,5 мм, а также проводными клеммами.

Как и многие другие установки конденсаторного типа, электретная техника характеризуется повышенной чувствительностью и продолжительной стабильностью. Такие изделия отличаются высокой стойкостью к повреждениям, ударам и воздействию воды.

Впрочем, не обошлось и без недочетов. Минусами моделей стали некоторые их особенности:

они не могут использоваться для каких-то больших серьёзных проектов, так как подавляющее большинство звукорежиссеров считает такие микрофоны худшим из предлагаемых вариантов;
так же, как и типовым конденсаторным микрофонам, электретным установкам необходим дополнительный источник подпитки – хотя в данном случае будет вполне достаточно только 1 В.

Электретный микрофон довольно часто становится элементом общей системы визуального и звукового мониторинга.

За счет компактных размеров и высокой гидростойкости их можно установить почти везде. В комбинации с миниатюрными камерами они оптимально подходят для того, чтобы вести наблюдение за проблемными и труднодоступными местами.

Устройство и характеристики

Электретные конденсаторные устройства в последние годы все чаще устанавливаются в бытовых микрофонах. Они имеют довольно широкий диапазон воспроизводимых частот – от 3 до 20000 Гц. Микрофоны такого вида дают выраженный электрический сигнал, параметры которого в 2 раза больше, чем у традиционного угольного устройства.

Современная радиопромышленность предлагает пользователям электретные микрофоны нескольких видов.

МКЭ-82 и МКЭ-01 – по своим габаритам они идентичны угольным моделям.

МК-59 и их аналоги – их допускается устанавливать в самый обычный телефонный аппарат без его переделки. Электретные разновидности микрофонов намного дешевле, чем стандартные конденсаторные, потому радиолюбители отдают предпочтение именно им. Российские производители также наладили выпуск большого ассортимента электретных микрофонов, среди которых максимальное распространение получила модель МКЭ-2. Это устройство односторонней направленности, предназначенное для использования в катушечных магнитофонах первой категории.

Отдельные модели пригодны для монтажа в любую радиоэлектронную технику — МКЭ-3, а также МКЭ-332 и МКЭ-333.

Такие микрофоны обычно изготавливаются в пластиковом корпусе. Для фиксации на лицевой панели предусмотрен фланец, подобные устройства не допускают сильной тряски и силовых ударов.

Пользователи часто задаются вопросом о том, какой микрофон (электретный либо же традиционный конденсаторный) предпочтительнее. Выбор оптимальной модели зависит от каждой конкретной ситуации с учетом особенностей будущего использования оборудования и финансовых ограничений покупателя. Электретный микрофон намного дешевле конденсаторных емкостных, в то же время по качеству вторые значительно выигрывают.

Если говорить о принципе действия, то в обоих микрофонах он одинаков, то есть внутри заряженного конденсатора при малейших колебаниях одной либо нескольких обкладок возникает напряжение. Единственное различие заключается в том, что в стандартном конденсаторном микрофоне необходимая зарядка поддерживается при помощи непрерывного поляризующегося напряжения, которое подается в устройство.

В электретном устройстве предусмотрен слой специального вещества, которое представляет собой некий аналог постояннодействующего магнита. Оно создаёт поле без какой-либо наружной подпитки – таким образом напряжение, которое подается на электретный микрофон, предназначается не для того, чтобы зарядить конденсатор, а для поддержки питания усилителя на едином транзисторе.

В большинстве случаев электретные модели представляют собой компактные дешевые установки со средними электрозвуковыми характеристиками.

В то время как классические конденсаторные относятся к категории дорогостоящего профессионального оборудования с завышенными эксплуатационными параметрами и фильтром нижних частот. Их даже зачастую применяют при проведении акустических измерений. Параметры чувствительности конденсаторного оборудования гораздо ниже, нежели электретного, потому им непременно нужен дополнительный звукоусилитель со сложным механизмом подачи напряжения.

Если вы планируете использовать микрофон в профессиональной сфере, допустим, для записи песни или звучания музыкальных инструментов, то предпочтение лучше отдавать классическим емкостным изделиям. В то время как для любительского применения в кругу друзей и близких будет вполне достаточно электретных установок вместо динамических – они идеально работают в качестве конференц-микрофона и компьютерного микрофона, при этом могут быть поверхностными либо галстучными.

Принцип работы

Для того чтобы понять, что представляет собой устройство и механизм работы электретного микрофона, сперва нужно узнать, что представляет собой электрет.

Электрет – это особый материал, который обладает свойством долгое время находиться в поляризованном состоянии.

Электретный микрофон включает несколько конденсаторов, у них определённая часть плоскости выполняется из плёнки с электродом, эту плёнку натягивают на кольцо, после чего она подвергается действию заряженных частиц. Электрические частицы проникают внутрь плёнки на незначительную глубину – как следствие, в зоне возле него формируется заряд, который может работать довольно долгое время.

Пленка покрывается тонким слоем металла. Кстати, именно он используется как электрод.

На незначительном удалении размещается ещё один электрод, который представляет собой миниатюрный металлический цилиндр, плоской частью он поворачивается к пленке. Полиэтиленовый мембранный материал создает определенные звуковые колебания, которые дальше передаются на электроды – и в результате образуется ток. Его сила ничтожно мала, поскольку выходное сопротивление имеет повышенное значение. В связи с этим и передача акустического сигнала осуществляется с трудом. Для того чтобы слабый по силе ток и повышенное сопротивление были согласованы друг с другом, в устройство монтируется специальный каскад, он имеет форму униполярного транзистора и располагается в небольшом капсюле в корпусе микрофона.

Функционирование электретного микрофона основано на способности разных типов материалов под действием звуковой волны менять свой поверхностный заряд, при этом все используемые материалы должны иметь повышенную диэлектрическую проницаемость.

Правила подключения

Так как электретные микрофоны отличаются довольно высоким выходным сопротивлением, то их без каких-либо проблем можно будет подводить к ресиверам, а также усилителям с входящим повышенным сопротивлением. Чтобы проверить усилитель на работоспособность, нужно просто подключить к нему мультиметр, а затем посмотреть на получившееся значение. Если в результате всех измерений рабочий параметр оборудования будет соответствовать 2-3 единицам, то усилитель смело можно использовать с электретной техникой. В конструкцию почти всех моделей электретных микрофонов обычно входит предусилитель, которые называют «преобразователь сопротивления» либо «согласователь импеданса». Его подключают к импортному трансиверу и мини-радиолампам, имеющим входное сопротивление около 1 Ом со значительным выходным сопротивлением.

Именно поэтому даже невзирая на отсутствие постоянной необходимости в поддержании поляризующего напряжения, подобные микрофоны в любом случае нуждаются во внешнем источнике электрического питания.

В целом схема включения выглядит следующим образом.

Для поддержания нормальной работы устройства важно подать на него питание с соблюдением полярности. Для трехвходного устройства типично соединение минуса с корпусом, в этом случае питание производится через плюсовой вход. Затем через разделяющий конденсатор, откуда и производится параллельное подключение ко входу усилителя мощности.

Двухвыходная модель питается через ограничительный резистор, также на положительный вход. Тут же снимается и выходной сигнал. Далее принцип тот же – сигнал идет на разделительный конденсатор, а затем на усилитель мощности.

Как подключить электретный микрофон, смотрите далее.

Электретный микрофон в основном устанавливается в современных смартфонах, ноутбуках и домофонах из-за их компактности. Однако устройство также используется в звукозаписывающих студиях и в качестве измерителей уровня шума.

Исторические сведения

Первое электретное устройство сделал японский изобретатель Егути в начале XX в. По принципу работы и схеме конструкции он похож на менее распространенный сейчас конденсаторный микрофон, но вместо неподвижной обкладки и источника электрического тока стоит пластина из электрета.

Несколько лет после создания они не пользовались спросом из-за высокой стоимости и большого выходного сопротивления.

Что такое электретный микрофон

Устройство и параметры

Микрофон производится из:

Электретного капсюля.
Штекера Jack 3,5 для подключения к компьютеру.
Корпуса, который защищает провода.
Зажимов для фиксации и соединения деталей.
Тонкого провода длиной 1-1,5 м.
Источника питания.

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

Чувствительностью.
Частотным диапазоном
Разницей между наибольшей и наименьшей частотой.
Величиной электрического сопротивления.
Характеристикой направленности.

Принцип действия электретного микрофона

Мембрана передает акустические волны, после чего создается ток. Сила образованного тока слишком мала, а сопротивление для него большое. Это затрудняет передачу аудиосигнала. Чтобы согласовать все параметры устройства и заставить его работать, устанавливается специальный каскад. Он состоит из униполярных транзисторов. Работа микрофона основывается на способности некоторых материалов подстраивать электрический заряд.

Поскольку подобные микрофоны производятся с большим сопротивлением, их можно дополнительно подсоединить к ресиверам.

Чтобы проверить, возможно ли комбинировать устройства, достаточно сравнить значения, полученные с помощью мультиметра. Если после измерений величина составила 2-3 Вт, то они смогут работать вместе.

Достоинства и недостатки

Преимущества электретных микрофонов:

Низкая цена комплектующих и производства. Если сравнивать с другими моделями, то электретные дешевле на 20-30%.
Широкий спектр применения. Они устанавливаются в смартфоны, персональные компьютеры, гаджеты для прослушки.
Высокое качество звука. Устройства используют для измерения звука.
Возможность использовать разные типы подключения. Они поддерживают XLR, 3,5 мм и т.д.
Хорошая чувствительность и долговечность мембраны.
Устойчивость к повреждениям и воздействию воды.

Необходимость установки усилителей.
Потребность в дополнительном источнике питания.

Особенного подключения электретного микрофона

Электретный микрофон можно легко подсоединить к усилителю низкой частотности. Для этого к корпусу гаджета необходимо подключить элемент с отрицательным зарядом источника питания.

А положительный ставится в другой вывод через резистор с сопротивлением 1к-4к, а вывод звука с помощью электролитического конденсатора подсоединяется к УНЧ.

В чем разница между электретным микрофоном и конденсаторным

В электретной модели поляризующее напряжение создается с помощью такой процедуры, как электризация материала электрода. Подобный электрод покрывается сталью. Поляризация быстро снижается и через 2-3 года постоянного использования микрофона его придется заменить или провести еще 1 процедуру.

Электретный микрофон, если сравнивать с конденсаторным, не требует источника электричества. По механическим и акустическим характеристикам, как и по схеме конструкции, они почти не отличаются.

Что еще нужно учесть при покупке

Перед покупкой нужно учесть 4 параметра:

Уровень давления акустических волн.
Тип включения.
Частотный диапазон.
Направление.

Первый пункт отражает, звук какой силы будет записан. Чем он больше, тем меньше искажений произойдет во время записи. Сильный шум, подходящий для микрофона на 90 дБ, создает водопад, крупный концерт. Поэтому нужно заранее понять, для какой цели покупается устройство. Для общения с друзьями лучше выбрать со средней характеристикой (40 дБ).

Частотный диапазон указывает на качество захвата и обработки звуковых волн. Для стандартного разговора хватит гаджета с охватом до 10 тыс. Гц. А для микрофонов, использующихся на концертах, телевидении, для записи вокала охват должен быть больше.

Современные модели бывают 2 видов:

Последний вариант предпочтительнее покупать для караоке, чтобы человек не запутался в кабелях во время пения. Но может разрядиться аккумулятор или испортится качество звука из-за удаленности от подключенного компьютера. А первый лучше подойдет для случаев, где важна чистота звучания. Поэтому стоит обратить внимание на устройства, которые могут работать как от аккумулятора, так и от сети.

По направленности действия устройства подразделяются на:

Круговые. Они улавливают акустические колебания с любой стороны, поэтому их используют на концертах, в телефонах, а также в караоке. Однако их недостатком является то, что кроме нужных звуков записывается нежелательный шум.
Однонаправленные. Они обрабатывают звуки только с 1 стороны. Из-за этого их используют в съемках кино, записи вокала, где необходимо высокое качество. Человеку нужно говорить, не убирая микрофон далеко ото рта, но при этом посторонний шум не запишется.

Исторические сведения

Что такое электретный микрофон

Устройство и параметры

Микрофон производится из:

Электретного капсюля.
Штекера Jack 3,5 для подключения к компьютеру.
Корпуса, который защищает провода.
Зажимов для фиксации и соединения деталей.
Тонкого провода длиной 1-1,5 м.
Источника питания.

Микрофоны характеризуются следующими параметрами:

Чувствительностью.
Частотным диапазоном
Разницей между наибольшей и наименьшей частотой.
Величиной электрического сопротивления.
Характеристикой направленности.

Принцип действия электретного микрофона

Поскольку подобные микрофоны производятся с большим сопротивлением, их можно дополнительно подсоединить к ресиверам.

Достоинства и недостатки

Преимущества электретных микрофонов:

Низкая цена комплектующих и производства. Если сравнивать с другими моделями, то электретные дешевле на 20-30%.
Широкий спектр применения. Они устанавливаются в смартфоны, персональные компьютеры, гаджеты для прослушки.
Высокое качество звука. Устройства используют для измерения звука.
Возможность использовать разные типы подключения. Они поддерживают XLR, 3,5 мм и т.д.
Хорошая чувствительность и долговечность мембраны.
Устойчивость к повреждениям и воздействию воды.

Необходимость установки усилителей.
Потребность в дополнительном источнике питания.

Особенного подключения электретного микрофона

А положительный ставится в другой вывод через резистор с сопротивлением 1к-4к, а вывод звука с помощью электролитического конденсатора подсоединяется к УНЧ.

В чем разница между электретным микрофоном и конденсаторным

Что еще нужно учесть при покупке

Перед покупкой нужно учесть 4 параметра:

Уровень давления акустических волн.
Тип включения.
Частотный диапазон.
Направление.

Современные модели бывают 2 видов:

По направленности действия устройства подразделяются на:

Круговые. Они улавливают акустические колебания с любой стороны, поэтому их используют на концертах, в телефонах, а также в караоке. Однако их недостатком является то, что кроме нужных звуков записывается нежелательный шум.
Однонаправленные. Они обрабатывают звуки только с 1 стороны. Из-за этого их используют в съемках кино, записи вокала, где необходимо высокое качество. Человеку нужно говорить, не убирая микрофон далеко ото рта, но при этом посторонний шум не запишется.

Хочу поделится c вами своим опытом подключения электретного микрофона. Не судите строго ибо сам не имею профильного радиоэлектронного образования, а всего лишь любитель - самоучка. Хочу сразу сказать что расчет схемы не производился, а все подбиралось опытным путем. Но все работает и чувствительность микрофона довольно таки хорошая. В следующий статье будем подключать его к микроконтроллеру

Как работает электретный микрофон?

По своей структуре и принципу функционирования электретные микрофоны можно отнести к разряду конденсаторов, за исключением того, что постоянное напряжение обеспечивается за счет заряда электрета. Электрет наноситься на мембрану и, по своим свойствам, способен сохранять заряд достаточно продолжительное время.

В связи с тем, что данному классу микрофонов свойственно высокое выходное сопротивление, в их корпусе размещают истоковый повторитель на полевом транзисторе. Вследствие чего выходное сопротивление снижается до величины 3…4кОм, что, при подключении к входу микрофонного усилителя, ведет к уменьшению потери сигнала.

Широкое распространение получили электретные микрофоны с тремя и двумя выводами. Трех выводные микрофоны имеют истоковый выход, а двух выводные сконструированы по принципу усилителя с открытым стоком.

Электретные микрофоны, являясь очень качественными и умеренно дорогими, имея высокие акустические показатели, по многим показателям превосходят динамические микрофоны.

Для оптимального функционирования микрофона необходимо, при подключении его к входу усилителя, подать на него необходимое питание. В зависимости от модели прибора диапазон напряжения может составлять от 1,5В до 12В.

Особенностям строения трех выходного электретного микрофона, характерно соединение минуса с корпусом. Питание осуществляется непосредственно через плюсовой выход. Далее через разделительный конденсатор, осуществляется подключение к входу усилителя мощности.

Для двух выходного электретного микрофона характерна подача питания через ограничительный резистор на положительный выход. Выходной сигнал снимается тут же. Далее, сигнал так же подается через разделительный конденсатор на вход усилителя мощности.

Электретный микрофон представляет собой своего рода конденсатор емкость которого меняеться в зависимости от звукового давления на его обкладку. Для того чтобы услышать эти слабые колебания нужен усилитель с хорошим коэффициентом усиления.

Для получения хорошего усиления возьмем транзисторы с коэффициентом усиления порядка 220. Этим требования удовлетворяют транзисторы bc547. Схему будем собирать на монтажной плате. Схема имеет 3 каскада. При подключении самого электретного микрофона важно соблюдать полярность. Минусом на нем является тот вывод который соединен с корпусом. В случае ошибки работать не будет!

В качестве нагрузке я использовал обычные наушники, которые подключил в цепь коллектора последнего транзистора. Напряжение питания всей схемы 5 Вольт. Напряжение подавалось от платы USBasp для прошивки микроконтроллера) Привожу схему подключения электретного микрофона которая у меня получилась:

Читайте также: