הפוסט מסביר כיצד פועלים מכשירי מיקרופון אלקטרוניים, באמצעות דיאגרמות ונוסחאות מתאימות.

מה זה מיקרופון

מיקרופון הוא מכשיר המיועד להפיכת רעידות קול חלשות לפולסים חשמליים זעירים, שאותם ניתן להגביר באמצעות מגבר כוח באמצעות רמקול להשגת רפרודוקציה חזקה יותר של הצליל.

“מהו מנוע צעד ”

הצורה הנפוצה והרב-תכליתית ביותר של מכשיר מיקרופון המופעל במעגלים אלקטרוניים הם מיקרופוני ה- electret.

מכשירי ה- MIC הללו הם בגודל מיניאטורי, רגישים ביותר ומסוגלים ללכוד או להגיב לרטבי קול מכל הזוויות, כלומר מכל זווית של 360 מעלות.

כיצד עובדים מיקרופונים של Electret

מיקרופון אלקטרוט מורכב בעיקר מסרעפת, מכמה אלקטרודות ומ- JFET מובנה.
הסרעפת עשויה מחומר טפלון דק והיא מכונה גם 'electret' ומכאן השם electret MIC.
לאלקטרט זה יש מטען קבוע (C) והוא מוטמע בין שתי האלקטרודות.
האלקטרט יחד עם שתי האלקטרודות לובש צורה של קבלים משתנים רגישים אשר פני השטח החיצוניים שלהם מגיבים לוויברציות קול, מה שמביא לקיבול משתנה על פני שתי האלקטרודות.
גלי קול בצורת לחץ אוויר מזיזים את אחת האלקטרודות הפונות לצד הפתוח של ה- MIC וגורמים לשינויים יעילים על פני הלוחות הקיבוליים.
הערך המיידי של הקיבול המשתנה של ה- MIC הופך להיות פרופורציונלי באופן ישיר ללחץ הקול הפוגע באלקטרקט באותו רגע.

חישוב קיבולת MIC

כפי שצוין קודם לכן, מכיוון שערך הטעינה על חומר הטפלון קבוע, ההפרש הפוטנציאלי שפותח על פני קבלים MIC הופך לשווה ערך לערך שניתן לבטא בנוסחה הבאה:

Q = C.V

איפה ש- Q הוא החיוב (אשר קבוע עבור electret)

C מציין את הקיבול, ואילו ה- V מסמל את רמת המתח המפותחת או את הפרש הפוטנציאל בין האלקטרודות.

מהדיון לעיל משתמע כי המבנה הפנימי של ה- MIC של electret מתנהג כמקור מתח מצויד בזרם AC.

ברוב ה- MIC של electret יש JFET מובנה ששערו מחובר לקבל electret ויוצר חיץ לקבל ה- MIC.

מכיוון שהמטען של הקבל קבוע, המאגר הזה צריך להיות בעל עכבה גבוהה מאוד ובגלל זה משתמשים ב- JFET.

התרשים הבא מציג את פריסת החיווט הפנימית הבסיסית של מיקרופון אלקטרוני טיפוסי.

תנודות קול הפוגעות בקבל האלקטרט משתנות בקיבולו ומייצרות מתח מווסת לשער ה- JFET, המצוין כ Vg .

אפנון זה משנה את דפוס הזרימה הנוכחי על פני הניקוז / מקור ה- JFET, המיוצג כ- Imic .

נגד מייצב RG ניתן לראות גם מחובר פנימה מעבר לשער ולמקור ה- JFET, מובטח שלנגד זה יש ערך גבוה במיוחד כדי למנוע מעבר של תפוקת ה- electret לשער JFET.

“4 סוגים של אנרגיה מתחדשת ”

מבט חתך של מבנה פנימי MIC של Electret

התמונה הבאה מציגה תצוגת חתך חתך של מיקרופון אלקטרוני לדוגמא.

אחת האלקטרודות נוצרת על ידי מתכת של שכבתה על גבי סרט פולימרי טעון.

שכבה מתכתית זו מחוברת למארז ה- MIC באמצעות מכונת כביסה מתכתית.

המקרה של ה- MIC מחובר בתורו להוביל המקור של ה- JFET הפנימי.

לוח הקבל האחר או האלקטרודה השנייה מיוצרים באמצעות לוח מתכת אחורי, שניתן לראות אותו מופרד מסרט השכבה המתכתית באמצעות מכונת כביסה מפלסטיק. לוחית זו מחוברת לאחר מכן למסוף השער של ה- JFET

גלי קול הפוגעים בצלחת זו מייצרים עליה רמת מאמץ, ובכך משתנים את המרחק בין האלקטרודות הקיבוליות וגורמים להפרש פוטנציאלי שווה ערך להתפתח על פניהם.

מתח משתנה זה על פני הניקוז של ה- JFET משמש כפלט לשלב מעגל מגבר קדם שאחריו מגביר זאת עוד לרמה הניתנת לשחזור באמצעות רמקול, וניתן לשמוע גרסה מוגברת של גלי הקול.