يشرح المنشور كيفية عمل أجهزة الميكروفون الكهربائي ، من خلال المخططات والصيغ المناسبة.

ما هو الميكروفون

الميكروفون عبارة عن جهاز مصمم لتحويل الاهتزازات الصوتية الضعيفة إلى نبضات كهربائية صغيرة ، والتي يمكن تضخيمها بعد ذلك من خلال مضخم طاقة عبر مكبر صوت لتحقيق إعادة إنتاج أعلى للصوت.

أكثر أشكال الميكروفونات شيوعًا وتنوعًا المستخدمة في الدوائر الإلكترونية هي الميكروفونات الكهربائية.

هذه الميكروفونات صغيرة الحجم وحساسة للغاية وقادرة على التقاط الاهتزازات الصوتية أو الاستجابة لها من جميع الزوايا ، أي من زاوية 360 درجة كاملة.

“ما هو مقياس سرعة الدوران الرقمي ”

كيف تعمل الميكروفونات الكهربائية

يتكون الميكروفون الكهربائي بشكل أساسي من غشاء واثنين من الأقطاب الكهربائية و JFET مدمج.
يتكون الحجاب الحاجز من مادة رقيقة من Teflon ويسمى أيضًا 'Electret' ومن هنا جاء اسم Electret MIC.
يحتوي هذا الإلكتريت على شحنة ثابتة (C) وهو مضمن بين القطبين.
يأخذ الإلكتريت مع القطبين شكل مكثف متغير حساس يستجيب سطحه الخارجي للاهتزازات الصوتية ، مما يؤدي إلى سعة متغيرة عبر القطبين.
تعمل الموجات الصوتية على شكل ضغط هواء على تحريك أحد الأقطاب التي تواجه الجانب المفتوح من MIC ، مما يتسبب في اختلافات فعالة عبر الألواح السعوية.
تصبح القيمة اللحظية للسعة المتغيرة للميكروفون متناسبة طرديًا مع ضغط الصوت الذي يصيب الإلكتريت في تلك اللحظة.

حساب السعة MIC

كما ذكرنا سابقًا ، نظرًا لأن قيمة الشحن على مادة التفلون ثابتة ، فإن فرق الجهد الناتج عبر مكثف MIC يصبح مكافئًا للقيمة التي يمكن التعبير عنها بالصيغة التالية:

س = السيرة الذاتية

حيث Q هي الشحنة (وهي ثابتة للكهرباء)

يشير C إلى السعة ، بينما يشير V إلى مستوى الجهد المتطور أو فرق الجهد عبر الأقطاب الكهربائية.

تشير المناقشة أعلاه إلى أن البناء الداخلي لميكروفون الإلكتريت يتصرف مثل مصدر جهد متزامن متزامن.

تحتوي معظم MICs الإلكترونية على JFET مدمج ترتبط بوابته بمكثف كهربائي مكونًا عازلة لمكثف MIC.

نظرًا لأن شحنة المكثف ثابتة ، يجب أن يكون هذا المخزن المؤقت ذو مقاومة عالية جدًا وهذا هو بالضبط سبب استخدام JFET.

يوضح الرسم البياني التالي تخطيط الأسلاك الداخلية الأساسي لميكروفون كهربائي نموذجي.

تعمل الاهتزازات الصوتية التي تصيب المكثف الكهربائي على تغيير سعتها لإنتاج جهد تعديل لبوابة JFET ، المشار إليها على النحو التالي Vg .

يغير هذا التعديل نمط التدفق الحالي عبر استنزاف / مصدر JFET ، ممثلاً بـ Imic .

مقاوم استقرار RG يمكن أيضًا رؤيته متصلاً داخليًا عبر بوابة ومصدر JFET ، ومن المؤكد أن هذا المقاوم له قيمة عالية للغاية لتجنب تحويل خرج الإلكتريت لبوابة JFET.

منظر مقطعي لهيكل داخلي Electret MIC

تُظهر الصورة التالية منظر مقطعي لمثال كهربائي MIC.

يتكون أحد الأقطاب الكهربائية عن طريق تمعدن طبقته فوق فيلم بوليمر مشحون.

يتم ربط هذه الطبقة المعدنية بعلبة MIC من خلال حلقة معدنية.

ترتبط حالة MIC بدورها بمصدر مصدر JFET الداخلي.

“أمثلة قانون biot-savart ”

صُنعت لوحة المكثف الأخرى أو القطب الثاني باستخدام صفيحة معدنية خلفية ، والتي يمكن رؤيتها مفصولة عن طبقة الطبقة المعدنية بواسطة غسالة بلاستيكية. ثم يتم توصيل هذه اللوحة بطرف بوابة JFET

تولد الموجات الصوتية التي تضرب هذه اللوحة مستوى إجهاد عليها ، وبالتالي تغيير المسافة بين الأقطاب الكهربائية السعوية ، وتسبب فرق جهد مكافئ يتطور عبرها.

يتم استخدام هذا الجهد المتغير عبر استنزاف JFET كمخرج لمرحلة دارة المضخم اللاحقة التي تضخم هذا إلى مستوى يمكن إعادة إنتاجه عبر مكبر الصوت ، ويمكن سماع نسخة مكبرة من الموجات الصوتية.