话筒原理图
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1.结构及特点
驻极体话筒的内部结构如图1(a)所示,它主要由“声—电”转换和阻抗变换两部分组成。
“声—电”转换的关键元件是驻极体振动膜片,它以一片极薄的塑料膜片作为基片,在其中一面蒸发上一层纯金属薄膜,然后再经过高压电场“驻极”处理后,在两面形成可长期保持的异性电荷——这就是“驻极体”(也称“永久电荷体”)一词的来历。
振动膜片的金属薄膜面向外(正对音孔),并与话筒金属外壳相连;另一面靠近带有气孔的金属极板,其间用很薄的塑料绝缘垫圈隔离开。
这样,振动膜片与金属极板之间就形成了一个本身具有静电场的电容——可见驻极体话筒实际上是一种特殊的、无需外接极化电压的电容式话筒。
金属极板与专用场效应管的栅极G 相接,场效应管的源极S和漏极D作为话筒的引出电极。
这样,加上金属外壳,驻极体话筒一共有3个引出电极,其内部电路如图1(b)所示。
如果将场效应管的源极S(或漏极D)与金属外壳接通,就使得话筒只剩下了2个引出电极。
驻极体话筒的内部结构如图1(a)所示,它主要由“声—电”转换和阻抗变换两部分组成。
“声—电”转换的关键元件是驻极体振动膜片,它以一片极薄的塑料膜片作为基片,在其中一面蒸发上一层纯金属薄膜,然后再经过高压电场“驻极”处理后,在两面形成可长期保持的异性电荷——这就是“驻极体”(也称“永久电荷体”)一词的来历。
振动膜片的金属薄膜面向外(正对音孔),并与话筒金属外壳相连;另一面靠近带有气孔的金属极板,其间用很薄的塑料绝缘垫圈隔离开。
这样,振动膜片与金属极板之间就形成了一个本身具有静电场的电容——可见驻极体话筒实际上是一种特殊的、无需外接极化电压的电容式话筒。
金属极板与专用场效应管的栅极G相接,场效应管的源极S和漏极D作为话筒的引出电极。
这样,加上金属外壳,驻极体话筒一共有3个引出电极,其内部电路如图1(b)所示。
如果将场效应管的源极S(或漏极D)与金属外壳接通,就使得话筒只剩下了2个引出电极。
驻极体话筒构成
图图1
(a)内部结
构(b)内部电路
驻极体话筒的工作原理是这样的: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。
2.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,其外形如图2(a)所示。
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
本文以MF50型指针式万用表为例,介绍在业余条件下使用万用表快速判断驻极体话筒的极性、检测驻极体话筒的好坏及性能的具体方法。
驻极体话筒的检测图1
(a)判断极性与好坏
(b)检测两端式话筒灵敏度
(c)检测三端式话筒灵敏度
判断极性--由于驻极体话筒内部场效应管的漏极D和源极S直接作为话筒的引出电极,所以只要判断出漏极D和源极S,也就不难确定出驻极体话筒的电极。
如图1(a)所示,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。
进一步判断:如果驻极体话筒的金属外壳与所检测出的源极S电极相连,则被测话筒应为两端式驻极体话筒,其漏极D电极应为“正电源/信号输出脚”,源极S 电极为“接地引脚”;如果话筒的金属外壳与漏极D相连,则源极S电极应为“负电源/信号输出脚”,漏极D电极为“接地引脚”。
如果被测话筒的金属外壳与源极S、漏极D电极均不相通,则为三端式驻极体话筒,其漏极D和源极S电极可分别作为“正电源引脚”和“信号输出脚”(或“信号输出脚”和“负电源引脚”),金属外壳则为“接地引脚”。
检测好坏---在上面的测量中,驻极体话筒正常测得的电阻值应该是一大一小。
如果正、反向电阻值均为∞,则说明被测话筒内部的场效应管已经开路;如果正、反向电阻值均接近或等于0Ω,则说明被测话筒内部的场效应管已被击穿或发生了短路;如果正、反向电阻值相等,则说明被测话筒内部场效应管栅极G与源极S之间的晶体二极管已经开路。
由于驻极体话筒是一次性压封而成,所以内部发生故障时一般不能维修,弃旧换新即可。
检测灵敏度----将万用表拨至“R×100”或“R×1k”电阻挡,按照图1(b)所示,黑表笔(万用表内部接电池正极)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,再用嘴对着话筒正面的入声孔吹一口气,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1(c)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。
以上检测方法是针对机装型驻极体话筒而言,对于带有引线插头的外置型驻极体话筒,可按照图2所示直接在插头上进行测量。
但要注意,有的话筒上装有开关,测试时要将此开关拨至“ON”(接通)位置,而不能将开关拨至“OFF”(断开)的位置。
否则,将无法进行正常测试。