Конденсаторные и электретные микрофоны – какой использовать для записи
Электретные микрофоны обычно используются в мобильных телефонах, компьютерах или домофонах. Но эти небольшие устройства также используются профессионалами в качестве студийных микрофонов и измерителей уровня звука.
Конденсаторные микрофоны, в свою очередь, являются тонкими и точными моделями, которые захватывают всё, даже самый тихий звук. Часто говорят, что они «безжалостно точны». Высокий уровень чувствительности и широкая частотная характеристика позволяют использовать конденсаторные микрофоны везде, где важно качество записанного сигнала.
Чем отличаются емкостные и электретные микрофоны?
Как работает конденсаторный микрофон
Конденсаторные микрофоны – наряду с динамическими микрофонами – являются одними из самых популярных решений среди предлагаемого оборудования для записи звука. Эти устройства состоят из подвижных обкладок и мембранной сетки, которые заряжаются поляризованным напряжением, что образует особый тип конденсатора. Его емкость изменяется в процессе колебаний мембраны от воздействия акустической волны.
Неоспоримым преимуществом конденсаторных микрофонов является их высокая чувствительность, а также быстрая реакция на переходные процессы и широкий диапазон частотных характеристик. Все эти элементы позволяют осуществлять запись звука с большим количеством деталей. Емкостные микрофоны характеризуются высоким качеством, что также отражается на их цене.
Преимущества и недостатки конденсаторных микрофонов
Преимущества конденсаторных микрофонов:
- Они легкие, но не очень прочные
- Характеризуются высокой чувствительностью и быстрой реакцией на переходные процессы, поэтому способны регистрировать даже тихие звуки, детали изменения тонов и т.д.
- Имеют широкую частотную характеристику, идеально подходят для записи вокала и акустических инструментов
- Полный потенциал может быть использован в студиях звукозаписи, в которых созданы хорошие акустические условия
- Доступны как устройства с разъемами XLR и USB
Недостатки конденсаторных микрофонов:
- Не устойчивы к механическим повреждениям и неблагоприятным погодным условиям
- Они дорогие
- Им нужна дополнительная фантомная мощность (48В) для работы
Как работает электретный микрофон
Электретные микрофоны являются одной из разновидностей конденсаторных микрофонов. Они выглядят как маленький конденсатор и состоят из диафрагмы и фиксированной мембраны.
Мембрана в устройствах этого типа выполнена из поляризованной электретной пленки, покрытой слоем металла. Тонкое металлическое покрытие – одна из двух граней конденсатора, другая – жесткая пластина. Акустическое давление воздействует на диафрагму, вызывая изменение емкости конденсатора.
В некоторых моделях электретный слой имеет фиксированное покрытие, а мембрана изготовлена из лучших материалов с механическими и термическими свойствами.
Преимущества и недостатки электретных микрофонов
Преимущества электретных микрофонов:
- Их легко и дешево производить, они являются одними из самых дешевых на рынке
- Используются, в основном, как поверхностные и конференц-микрофоны, а также микрофоны в мобильных телефонах, компьютерах, камерах, домофонах и устройствах прослушивания
- Более качественные электретные модели используются в измерителях уровня звука класса 1, а также в вокальных микрофонах
- Доступны как модели с разъемами XLR, разъемом 3,5 мм и проводными клеммами
- Как и все конденсаторные микрофоны, электретные устройства отличаются высокой чувствительностью и долговременной стабильностью
- Кроме того, эти модели устойчивы к влаге, ударам и механическим повреждениям
Недостатки электретных микрофонов:
- Они не пользуются популярностью среди звукорежиссеров, их часто считают худшими
- Подобно классическим конденсаторным микрофонам, требуется дополнительный источник питания, однако, в этом случае достаточно 1 вольта
Конденсаторный микрофон и электретный – что лучше
Электретный или обычный конденсаторный микрофон? Какое из этих устройств заслуживает внимания? Выбор конкретного решения зависит от предполагаемого использования микрофона и вашего бюджета. Несомненно, электретные микрофоны дешевле емкостных моделей, но по качеству последние выигрывают.
Если микрофон приобретается для профессионального применения, например, для записи вокала или записи акустических инструментов, стоит обратиться к емкостной модели. Для любительских применений дома или в компании достаточно электретных микрофонов. Они прекрасно работают как компьютерный микрофон, конференц-микрофон, поверхностный или галстучный.
Где ещё можно использовать электретные микрофоны? Такие устройства очень часто являются частью систем мониторинга. Благодаря небольшим размерам и влагостойкости их можно разместить практически в любом месте. В сочетании с такими же маленькими камерами они идеально подходят для наблюдения за трудными местами.
Как подключить конденсаторный микрофон к компьютеру
Как обычные конденсаторные микрофоны, так и электретные микрофоны могут быть подключены к компьютеру или консоли. В результате они используются не только для записи вокала или инструментов или в качестве элемента системы мониторинга, но также вы можете использовать их для видеоконференций, проведения виртуальных игр и записи видеоблогов.
Чтобы подключить микрофон к компьютеру, он должен быть оснащен подходящим разъемом. В случае с микрофонами они обычно имеют разъём 3,5 мм, USB и XLR.
Электретные микрофоны: что это такое и как подключить?
Электретные микрофоны стали одними из самых первых – они были созданы в 1928 году и по сей день остаются важнейшими электретными приборами. Однако если в прошлом использовались восковые термоэлектреты, то в наши дни технологии существенно продвинулись вперед.
Остановимся подробнее на особенностях таких микрофонов и их отличительных характеристиках.
Что это такое?
Электретные микрофоны считаются одним из подвидов конденсаторных устройств. Визуально они напоминают небольшой конденсатор и отвечают всем современным требованиям к мембранным устройствам. Обычно изготавливаются из поляризованной пленки с нанесенным на нее тончайшим слоем металла. Такое покрытие представляет собой одну из граней конденсатора, вторая при этом выглядит как твердая плотная пластина: звуковое давление действует на колышущуюся диафрагму и тем самым вызывает изменение характеристик емкости самого конденсатора.
Устройство электронного слоя предусматривает статичное покрытие, оно выполняется из самых качественных материалов с высокими акустическими и механическими характеристиками.
Как и любое другое устройство, электретный микрофон имеет свои достоинства и недостатки.
К преимуществам такой техники относят ряд факторов:
- имеют низкую себестоимость, благодаря чему такие микрофоны и считаются одними из наиболее бюджетных на современном рынке;
- могут применяться в качестве устройств для проведения конференций, а также устанавливаться в бытовых микрофонах, персональных компьютерах, видеокамерах, а также в домофонах, приспособлениях для прослушивания и мобильных телефонах;
- более современные модели нашли свое применение в производстве измерителей качества звучания, а также в оборудовании для вокала;
- потребителям доступны как изделия с разъемами типа XLR, так и устройства с разъемом 3,5 мм, а также проводными клеммами.
Как и многие другие установки конденсаторного типа, электретная техника характеризуется повышенной чувствительностью и продолжительной стабильностью. Такие изделия отличаются высокой стойкостью к повреждениям, ударам и воздействию воды.
Впрочем, не обошлось и без недочетов. Минусами моделей стали некоторые их особенности:
- они не могут использоваться для каких-то больших серьёзных проектов, так как подавляющее большинство звукорежиссеров считает такие микрофоны худшим из предлагаемых вариантов;
- так же, как и типовым конденсаторным микрофонам, электретным установкам необходим дополнительный источник подпитки – хотя в данном случае будет вполне достаточно только 1 В.
Электретный микрофон довольно часто становится элементом общей системы визуального и звукового мониторинга.
За счет компактных размеров и высокой гидростойкости их можно установить почти везде. В комбинации с миниатюрными камерами они оптимально подходят для того, чтобы вести наблюдение за проблемными и труднодоступными местами.
Устройство и характеристики
Электретные конденсаторные устройства в последние годы все чаще устанавливаются в бытовых микрофонах. Они имеют довольно широкий диапазон воспроизводимых частот – от 3 до 20000 Гц. Микрофоны такого вида дают выраженный электрический сигнал, параметры которого в 2 раза больше, чем у традиционного угольного устройства.
Современная радиопромышленность предлагает пользователям электретные микрофоны нескольких видов.
МКЭ-82 и МКЭ-01 – по своим габаритам они идентичны угольным моделям.
МК-59 и их аналоги – их допускается устанавливать в самый обычный телефонный аппарат без его переделки. Электретные разновидности микрофонов намного дешевле, чем стандартные конденсаторные, потому радиолюбители отдают предпочтение именно им. Российские производители также наладили выпуск большого ассортимента электретных микрофонов, среди которых максимальное распространение получила модель МКЭ-2. Это устройство односторонней направленности, предназначенное для использования в катушечных магнитофонах первой категории.
Отдельные модели пригодны для монтажа в любую радиоэлектронную технику — МКЭ-3, а также МКЭ-332 и МКЭ-333.
Такие микрофоны обычно изготавливаются в пластиковом корпусе. Для фиксации на лицевой панели предусмотрен фланец, подобные устройства не допускают сильной тряски и силовых ударов.
Пользователи часто задаются вопросом о том, какой микрофон (электретный либо же традиционный конденсаторный) предпочтительнее. Выбор оптимальной модели зависит от каждой конкретной ситуации с учетом особенностей будущего использования оборудования и финансовых ограничений покупателя. Электретный микрофон намного дешевле конденсаторных емкостных, в то же время по качеству вторые значительно выигрывают.
Если говорить о принципе действия, то в обоих микрофонах он одинаков, то есть внутри заряженного конденсатора при малейших колебаниях одной либо нескольких обкладок возникает напряжение. Единственное различие заключается в том, что в стандартном конденсаторном микрофоне необходимая зарядка поддерживается при помощи непрерывного поляризующегося напряжения, которое подается в устройство.
В электретном устройстве предусмотрен слой специального вещества, которое представляет собой некий аналог постояннодействующего магнита. Оно создаёт поле без какой-либо наружной подпитки – таким образом напряжение, которое подается на электретный микрофон, предназначается не для того, чтобы зарядить конденсатор, а для поддержки питания усилителя на едином транзисторе.
В большинстве случаев электретные модели представляют собой компактные дешевые установки со средними электрозвуковыми характеристиками.
В то время как классические конденсаторные относятся к категории дорогостоящего профессионального оборудования с завышенными эксплуатационными параметрами и фильтром нижних частот. Их даже зачастую применяют при проведении акустических измерений. Параметры чувствительности конденсаторного оборудования гораздо ниже, нежели электретного, потому им непременно нужен дополнительный звукоусилитель со сложным механизмом подачи напряжения.
Если вы планируете использовать микрофон в профессиональной сфере, допустим, для записи песни или звучания музыкальных инструментов, то предпочтение лучше отдавать классическим емкостным изделиям. В то время как для любительского применения в кругу друзей и близких будет вполне достаточно электретных установок вместо динамических – они идеально работают в качестве конференц-микрофона и компьютерного микрофона, при этом могут быть поверхностными либо галстучными.
Принцип работы
Для того чтобы понять, что представляет собой устройство и механизм работы электретного микрофона, сперва нужно узнать, что представляет собой электрет.
Электрет – это особый материал, который обладает свойством долгое время находиться в поляризованном состоянии.
Электретный микрофон включает несколько конденсаторов, у них определённая часть плоскости выполняется из плёнки с электродом, эту плёнку натягивают на кольцо, после чего она подвергается действию заряженных частиц. Электрические частицы проникают внутрь плёнки на незначительную глубину – как следствие, в зоне возле него формируется заряд, который может работать довольно долгое время.
Пленка покрывается тонким слоем металла. Кстати, именно он используется как электрод.
На незначительном удалении размещается ещё один электрод, который представляет собой миниатюрный металлический цилиндр, плоской частью он поворачивается к пленке. Полиэтиленовый мембранный материал создает определенные звуковые колебания, которые дальше передаются на электроды – и в результате образуется ток. Его сила ничтожно мала, поскольку выходное сопротивление имеет повышенное значение. В связи с этим и передача акустического сигнала осуществляется с трудом. Для того чтобы слабый по силе ток и повышенное сопротивление были согласованы друг с другом, в устройство монтируется специальный каскад, он имеет форму униполярного транзистора и располагается в небольшом капсюле в корпусе микрофона.
Функционирование электретного микрофона основано на способности разных типов материалов под действием звуковой волны менять свой поверхностный заряд, при этом все используемые материалы должны иметь повышенную диэлектрическую проницаемость.
Правила подключения
Так как электретные микрофоны отличаются довольно высоким выходным сопротивлением, то их без каких-либо проблем можно будет подводить к ресиверам, а также усилителям с входящим повышенным сопротивлением. Чтобы проверить усилитель на работоспособность, нужно просто подключить к нему мультиметр, а затем посмотреть на получившееся значение. Если в результате всех измерений рабочий параметр оборудования будет соответствовать 2-3 единицам, то усилитель смело можно использовать с электретной техникой. В конструкцию почти всех моделей электретных микрофонов обычно входит предусилитель, которые называют «преобразователь сопротивления» либо «согласователь импеданса». Его подключают к импортному трансиверу и мини-радиолампам, имеющим входное сопротивление около 1 Ом со значительным выходным сопротивлением.
Именно поэтому даже невзирая на отсутствие постоянной необходимости в поддержании поляризующего напряжения, подобные микрофоны в любом случае нуждаются во внешнем источнике электрического питания.
В целом схема включения выглядит следующим образом.
Для поддержания нормальной работы устройства важно подать на него питание с соблюдением полярности. Для трехвходного устройства типично соединение минуса с корпусом, в этом случае питание производится через плюсовой вход. Затем через разделяющий конденсатор, откуда и производится параллельное подключение ко входу усилителя мощности.
Двухвыходная модель питается через ограничительный резистор, также на положительный вход. Тут же снимается и выходной сигнал. Далее принцип тот же – сигнал идет на разделительный конденсатор, а затем на усилитель мощности.
Что такое электретный микрофон
Электретный микрофон — это один из видов конденсаторных микрофонов. Он используются в составе комплекта радиоэлектронной аппаратуры профессионального и бытового назначения, в профессиональных студиях и любительских условиях, в звукозаписывающих и других устройствах. Нередко используют их и радиолюбители-коротковолновики. Электретный микрофон очень надежен, обладает небольшим весом и ровной АЧХ (амплитудно-частотной характеристикой).
Устройство электретных микрофонов
Эти микрофоны выполнены в виде конденсаторов, определенное количество пластин которых изготавливается из очень тонкой полиэтиленовой пленки, расположенной на кольце. На пленку наносят пучок электронов. Он проникает на малую глубину, создает пространственный заряд, который имеет возможность сохраняться длительное время. У этих материалов есть название «электрет», поэтому микрофон носит название электретного.
Затем на пленку накладывается очень тонкий слой металла, используемый как один из электродов. Другим электродом является металлический цилиндр, плоская поверхность которого расположена рядом с пленкой. Ее колебания, создаваемые акустическими волнами, способны создать между электродами электрический ток. Из-за того, что сила тока в этом случае очень малая, а выходное сопротивление достигает большой величины (гигаомов), передача сигнала, который вырабатывается микрофоном, происходит достаточно сложно.
Для согласования низкого сопротивления усилителя и высокого сопротивления микрофона надо применить специальный каскад, который создается на полевом (униполярном) транзисторе. Его располагают в корпусе микрофонного капсюля (так называется устройство, где располагается не только сам микрофон, но и согласующий каскад). Корпус должен быть металлическим, имеющим возможность экранировать микрофон и согласовать каскад, произведя защиту его от внешних полей электричества.
Для того чтобы понять пригодность для подключения к микрофону того или иного усилителя, достаточно подключения к входному гнезду прибора (мультимера). Если в результате он покажет напряжение 2-3 Вольта, это означает, что усилитель пригоден для совместной работы с электретным микрофоном.
Принцип работы и конструкция
По принципу работы электретные микрофоны являются такими же, как и конденсаторные, но постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета, нанесённого на мембрану в виде тонкого слоя. Этот заряд может сохраняться продолжительное время (до 30 лет и более)
Работа электретных микрофонов основана на возможности некоторых материалов, которые имеют высокую диэлектрическую проницаемость, изменять свой поверхностный заряд из-за воздействия звуковой волны. Такие микрофоны имеют очень высокое сопротивление, в результате чего появляется возможность их подключения к усилителям с высоким входным сопротивлением. По своему конструктивному исполнению микрофоны делятся на несколько видов, когда электретный материал в них расположен во фронтальном положении, находится на гибкой мембране и установлен на задней пластине.
Электретный микрофон
Электретный микрофон — микрофон с принципом действия, сходным с микрофонами конденсаторного типа, использующий в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения пластину из электрета. Используется способность этих материалов сохранять поверхностный заряд в течение длительного времени.
Изобретён японским учёным Ёгути в начале 1920-х годов. Первое время микрофоны электретного типа были сравнительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (в единицы мегаом и выше) заставляло применять для реализации исключительно ламповые схемы. Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных и компактных электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе, и с 1970-х годов электретные микрофоны стали активно использоваться в бытовой технике и широком спектре приложений.
Принцип действия электретного конденсаторного микрофона основан на способности некоторых диэлектрических материалов (электретов) сохранять поверхностную неоднородность распределения заряда в течение длительного времени.
Тонкая плёнка из гомоэлектрета помещается в зазор конденсаторного микрофона (то есть конденсатора, у которого одна из обкладок (мембрана) имеет возможность перемещаться под действием внешнего акустического сигнала) либо наносится на одну из обкладок. Это приводит к появлению некоторого постоянного заряда конденсатора. При изменении ёмкости, вследствие смещения мембраны, на конденсаторе проявляется изменение напряжения, соответствующее акустическому сигналу.
Принцип действия гетероэлектретного микрофона: В таком микрофоне сама гетероэлектретная плёнка служит мембраной. При её деформации на её поверхностях возникают разноимённые заряды, которые можно зарегистрировать, расположив электроды непосредственно на поверхности плёнки (на поверхность напыляют тонкий слой металла (алюминий, золото, серебро и т. п.).
В отличие от динамических микрофонов, имеющих низкое электрическое сопротивление катушки (
50 Ом ÷ 1 кОм), электретный микрофон имеет чрезвычайно высокий импеданс (имеющий емкостный характер, конденсатор ёмкостью порядка десятков пФ), что вынуждает подключать их к усилителям с высоким входным сопротивлением. В конструкцию практически всех электретных микрофонов входит предусилитель («преобразователь сопротивления», «согласователь импеданса») на полевых транзисторах, реже на миниатюрных радиолампах, с входным сопротивлением порядка 1 ГОм и выходным сопротивлением в сотни Ом, находящийся в непосредственной близости от капсюля. Поэтому, несмотря на отсутствие необходимости в поляризующем напряжении, такие микрофоны требуют внешний источник электропитания.