Elektretové mikrofony: co to je a jak se připojit?

Mezi úplně první patřily elektretové mikrofony – vznikly v roce 1928 a dodnes zůstávají nejvýznamnějšími elektretovými nástroji. Pokud se však v minulosti používaly voskové termoelektrety, pak dnešní technologie výrazně pokročily.

Zastavme se u vlastností takových mikrofonů a jejich charakteristických vlastností.

Elektretové mikrofony jsou považovány za podtyp kondenzátorových zařízení. Vizuálně připomínají malý kondenzátor a splňují všechny moderní požadavky na membránová zařízení. Obvykle jsou vyrobeny z polarizovaného filmu potaženého nejtenčí vrstvou kovu. Takový povlak je jednou z čel kondenzátoru, zatímco druhá vypadá jako pevná hustá deska: akustický tlak působí na vlnící se membránu a tím způsobuje změnu kapacitních charakteristik samotného kondenzátoru.

Jako každé jiné zařízení má i elektretový mikrofon své výhody a nevýhody.

Mezi výhody této techniky patří řada faktorů:

• mají nízké náklady, díky nimž jsou takové mikrofony považovány za jeden z nejlevnějších na moderním trhu;
• lze použít jako konferenční zařízení a také instalovat do domácích mikrofonů, osobních počítačů, videokamer, stejně jako interkomů, odposlechových zařízení a mobilních telefonů;
• modernější modely našly své uplatnění při výrobě měřičů kvality zvuku, stejně jako ve vybavení pro vokály;
• spotřebitelům jsou k dispozici jak produkty s XLR konektory, tak zařízení s 3,5mm konektorem a drátovými koncovkami.

Stejně jako mnoho jiných instalací kondenzátorového typu se elektretová technika vyznačuje zvýšenou citlivostí a dlouhodobou stabilitou. Takové výrobky jsou vysoce odolné proti poškození, nárazu a vodě.

Nebylo to však bez nevýhod. Nevýhody modelů jsou některé z jejich vlastností:

• nelze je použít pro žádné velké seriózní projekty, protože drtivá většina zvukařů považuje takové mikrofony za nejhorší z navrhovaných možností;
• Stejně jako typické kondenzátorové mikrofony potřebují elektretové instalace další zdroj energie – i když v tomto případě bude stačit pouze 1 V.

Díky kompaktní velikosti a vysoké hydraulické odolnosti je lze instalovat téměř kdekoli. V kombinaci s miniaturními kamerami jsou ideální pro sledování problematických a těžko dostupných míst.

Elektretová kondenzátorová zařízení se v posledních letech stále více používají ve spotřebitelských mikrofonech. Mají poměrně široký rozsah reprodukovatelných frekvencí - od 3 do 20 000 Hz. Mikrofony tohoto typu dávají výrazný elektrický signál, jehož parametry jsou 2x vyšší než u tradičního uhlíkového zařízení.

Moderní rádiový průmysl nabízí uživatelům několik typů elektretových mikrofonů.

MKE-82 a MKE-01 - svými rozměry jsou totožné s uhelnými modely.

MK-59 a jejich analogy - je povoleno je instalovat do nejběžnějšího telefonního přístroje bez jeho úprav. Elektretové mikrofony jsou mnohem levnější než standardní kondenzátorové mikrofony, proto je radioamatéři preferují. Ruští výrobci také uvedli na trh velký sortiment elektretových mikrofonů, mezi nimiž je nejrozšířenější model MKE-2... Jedná se o jednosměrné směrové zařízení určené pro použití v kotoučových magnetofonech první kategorie.

Tyto mikrofony se obvykle vyrábějí v plastovém pouzdře. Na předním panelu je k dispozici příruba, která neumožňují silné otřesy a elektrické šoky.

Uživatelé se často ptají, který mikrofon (elektretový nebo tradiční kondenzátorový) je vhodnější. Výběr optimálního modelu závisí na každé konkrétní situaci s přihlédnutím ke specifikům budoucího využití zařízení a finančním omezením kupujícího. Elektretový mikrofon je mnohem levnější než kondenzátorový mikrofon, zatímco druhý je v kvalitě mnohem lepší.

Pokud mluvíme o principu činnosti, pak v obou mikrofonech je to stejné, to znamená, že uvnitř nabitého kondenzátoru při sebemenších vibracích jedné nebo několika desek vzniká napětí. Jediný rozdíl je v tom, že u běžného kondenzátorového mikrofonu je potřebné nabíjení udržováno kontinuálním polarizačním napětím, které je přiváděno do zařízení.

V elektretovém zařízení je poskytnuta vrstva speciální látky, která je jakousi obdobou permanentního magnetu. Vytváří pole bez jakéhokoli vnějšího napájení - takže napětí, které je přivedeno na elektretový mikrofon, není určeno k nabíjení kondenzátoru, ale k podpoře výkonu zesilovače na jediném tranzistoru.

Zatímco klasické kondenzátorové banky patří do kategorie drahých profesionálních zařízení s nadhodnocenými provozními parametry a dolnopropustným filtrem. Často se dokonce používají při akustických měřeních. Parametry citlivosti kondenzátorových zařízení jsou mnohem nižší než u elektretových zařízení, proto jistě potřebují další zesilovač zvuku se složitým mechanismem napájení.

Pokud plánujete mikrofon využít v profesionální oblasti např. pro nahrávání písně nebo zvuku hudebních nástrojů, pak je lepší dát přednost klasickým kapacitním produktům. Zatímco pro amatérské použití v kruhu přátel a příbuzných budou elektretové instalace místo dynamických docela stačit - ideálně fungují jako konferenční mikrofon a počítačový mikrofon, přičemž mohou být povrchní nebo kravatové.

Abyste pochopili, co tvoří zařízení a mechanismus fungování elektretového mikrofonu, musíte nejprve zjistit, co je elektret.

Elektret je speciální materiál, který má tu vlastnost, že je dlouhodobě v polarizovaném stavu.

Elektretový mikrofon obsahuje několik kondenzátorů, ve kterých je určitá část roviny tvořena filmem s elektrodou, tento film je přetažen přes prstenec, načež je vystaven působení nabitých částic. Elektrické částice pronikají do filmu do nepatrné hloubky - v důsledku toho se v zóně poblíž vytvoří náboj, který může fungovat poměrně dlouho.

V mírné vzdálenosti je umístěna další elektroda, což je miniaturní kovový váleček, jehož plochá část se otáčí směrem k filmu. Materiál polyetylenové membrány vytváří určité zvukové vibrace, které se pak přenášejí na elektrody – a v důsledku toho vzniká proud. Jeho síla je zanedbatelná, protože výstupní impedance má zvýšenou hodnotu. V tomto ohledu je také obtížný přenos akustického signálu. Aby se silově slaboproud a zvýšený odpor vzájemně sladily, je v zařízení namontována speciální kaskáda, která má podobu unipolárního tranzistoru a je umístěna v malé kapsli v těle mikrofonu.

Fungování elektretového mikrofonu je založeno na schopnosti různých typů materiálů měnit svůj povrchový náboj působením zvukové vlny, přičemž všechny použité materiály musí mít zvýšenou dielektrickou konstantu.

Vzhledem k tomu, že elektretové mikrofony mají poměrně vysokou výstupní impedanci, lze je bez problémů připojit k přijímačům, stejně jako zesilovačům se zvýšenou vstupní impedancí. Chcete-li zkontrolovat funkčnost zesilovače, stačí k němu připojit multimetr a poté se podívat na výslednou hodnotu. Pokud v důsledku všech měření bude provozní parametr zařízení odpovídat 2-3 jednotkám, pak lze zesilovač bezpečně používat s elektretovou technologií. Téměř všechny modely elektretových mikrofonů obvykle obsahují předzesilovač, který se nazývá „převaděč impedance“ nebo „přizpůsobovač impedance“. Připojuje se k importovanému transceiveru a minirádiovým elektronkám se vstupní impedancí cca 1 ohm s výraznou výstupní impedancí.

Obecně je schéma zapojení následující.

Pro udržení normálního provozu je důležité, aby byla jednotka připojena ke správné polaritě. Pro třívstupové zařízení je typické záporné připojení k pouzdru, v tomto případě je napájení přiváděno přes kladný vstup. Poté přes oddělovací kondenzátor, odkud je paralelní zapojení na vstup výkonového zesilovače.

Dvouvýstupový model je napájen přes omezovací rezistor také na kladný vstup. Výstupní signál je také odstraněn. Navíc princip je stejný - signál jde do blokovacího kondenzátoru a poté do výkonového zesilovače.

Jak připojit elektretový mikrofon, viz níže.