Elektretmikrofone haben ein geringes Volumen, eine einfache
Struktur, gute elektroakustische Eigenschaften, sind
kostengünstig und finden breite Anwendung.
Elektretmikrofone,
auch als Elektretmikrofone bekannt, bestehen aus akustischer
elektrischer Umwandlung und Impedanzumwandlung. Die
Elektretmembran ist eine Schlüsselkomponente der akustischen
elektrischen Umwandlung. Es handelt sich um eine sehr dünne
Kunststofffolie, deren eine Seite eine aufgedampfte Metallfolie
ist. Wenn man dann hinter einem Hochspannungsfeld steht, werden
auf beiden Seiten entgegengesetzte Ladungen stationiert. Die
Dampfseite der Membran zeigt nach außen und kommuniziert mit dem
Metallgehäuse. In Elektretmikrofonen werden
Feldeffekttransistoren zur Vorverstärkung verwendet, sodass für
den normalen Betrieb von Elektretmikrofonen eine bestimmte
Vorspannung erforderlich ist, die im Allgemeinen 10 V nicht
überschreitet.
Es gibt zwei Verbindungsmethoden zwischen dem
Elektretmikrofon und der Schaltung: Aktivpolausgang und
Drainpolausgang. Der Source-Ausgang ähnelt dem Emitter-Ausgang
eines Transistors. Es sind drei ausgehende Leitungen
erforderlich. Der Leckpol d ist mit dem Pluspol der
Stromversorgung verbunden. Der Widerstand Rs ist zwischen der
Quelle s und der Erde verbunden, um die Quellenspannung
bereitzustellen, und das Signal wird von der Quelle über den
Kondensator C ausgegeben. Der geflochtene Draht ist geerdet, um
eine Abschirmung bereitzustellen.
Die Ausgangsimpedanz des Source-Ausgangs beträgt weniger
als 2 k, die Schaltung ist stabil und der Dynamikbereich ist
groß. Das Ausgangssignal ist jedoch kleiner als das des
Drain-Ausgangs. Der Drain-Ausgang ähnelt dem gemeinsamen
Emitter-Eingang eines Transistors. Es werden nur zwei ausgehende
Leitungen benötigt. Der Drain-Widerstand RD ist zwischen dem
Drain d und dem Pluspol der Stromversorgung angeschlossen, und
das Signal wird vom Drain d über den Kondensator C ausgegeben.
Der Source-Pol s ist zusammen mit dem geflochtenen Kabel
geerdet. Der Drain-Ausgang hat eine Spannungsverstärkung, sodass
die Empfindlichkeit des Elektretmikrofons höher ist als die des
Source-Ausgangs, der Dynamikbereich der Schaltung jedoch etwas
kleiner ist.
Die Größe von Rs und RD sollte basierend auf der
Versorgungsspannung bestimmt werden. Sie kann im Allgemeinen
zwischen 2,1 k gewählt werden, beispielsweise eine
Versorgungsspannung von 6 V, Rs von 4,7 k und RD von 2,2 k. Wenn
im Ausgangskreis die Stromversorgung am Pluspol geerdet ist,
können d und s weiterhin als Source- und Drain-Ausgänge
verwendet werden. In der Vorverstärkerstufe des Tonsteuerkreises
gibt es zwei verschiedene Verbindungen zwischen dem
Source-Ausgang und dem Drain-Ausgang des Elektretmikrofons.
Abschließend ist zu beachten, dass das Elektretmikrofon,
unabhängig davon, ob es sich um den Source-Ausgang oder den
Drain-Ausgang handelt, für den Betrieb Gleichspannung
bereitstellen muss, da es intern mit FETs ausgestattet ist.
Das Funktionsprinzip eines Elektretmikrofons ist wie
folgt: Wenn die Elektretmembran auf akustische Schwingungen
trifft, ändert sich der Abstand zwischen der Elektretmembran und
der Metallplatte. Aufgrund der relativ geringen Kapazität
zwischen der Elektretmembran und der Metallplatte (normalerweise
bei der Zehnerwellenmethode) ist sein Ausgangsimpedanzwert sehr
hoch, etwa zehn Megaohm oder mehr.
Eine so hohe Impedanz kann nicht direkt mit dem Eingang
eines typischen Audioverstärkers übereinstimmen, daher wird zur
Impedanzumwandlung ein Sperrschicht-Feldeffekttransistor an das
Mikrofon angeschlossen. Die Spannung an beiden Enden des
Kondensators wird von einem Feldeffekttransistor mit hoher
Impedanz entnommen und gleichzeitig verstärkt, um das der
Schallwelle entsprechende Ausgangsspannungssignal zu erhalten.
Elektretmikrofone können Tonsignale in elektrische Signale
umwandeln. Sie sind klein, leicht, haben eine einfache Struktur,
einen breiten Frequenzgang, eine hohe Empfindlichkeit, sind
vibrationshemmend und günstig und eignen sich für elektronische
Geräte wie Rekorder, drahtlose Mikrofone und Sprachschalter.
