Електрет мікрофони
Електрет мікрофон є ємнісним мікрофоном
Зроблений з двох електропровідних площин з шаром електрет матеріалу під верхньою площиною
Електрет мікрофони
Електрет тут зроблений з тонкої плівки, що
дає еластичність та можливість руху.
Електрет створює розподіл зарядів ± на верхній площині та нижній металічній площині.
Генерується електричне поле в проломі s1.
Напруга між двома електричними площинами при відсутності зовнішньої стимуляції (звуку) :
V = 0sss+1 s1
Електрет мікрофони
Якщо звук діє на діафрагму, електрет опуститься
вниз на відстань s і напруга зміниться:
V = |
s s |
|
s + s |
1 |
|
|
0 |
Ця напруга є прямим виходом давача. Залежність від звукового тиску:
s = |
p |
p0s1 + 8 T/A |
A – це площа мембрани, T – напруженість, температурний коефіцієнт, p0 – зовнішній тиск p – зміна тиску
Електрет мікрофони
Зміна вихідної напруги, під час дії
звукової хвилі:
V = |
s |
|
|
p |
s + s |
1 p0s1 + 8 T/A |
|||
|
0 |
|||
Цю напругу можна збільшити при потребі.
Електрет мікрофони
Електрет мікрофони є дуже популярними
Прості та недорогі
Не вимагають джерела (вони є пасивними приладами).
Проте, їхній імпеданс є дуже великим
Спеціальні кола для під’єднання до інструментів.
Зазвичай, потрібен польовий транзистор для
попереднього підсилення.
Мембрана, зазвичай, виготовляється з тонкої
плівки з електрет матеріалу, на який наплавлено
металічний шар.
Електрет мікрофони
В багатьох планах, електрет мікрофони є майже ідеальними.
Частота відповіді може бути від нуля до декількох МГц.
Дуже мале викривлення та чудова чутливість
(декілька мВ/ бар).
Вони є дуже малими (деякі менше 3 мм діаметром та
до 3 мм по довжині)
Вони є всюди, від диктофонів до мобільних
телефонів.
Приклад електрет мікрофону зображено на рисунку
7.14.
Електрет мікрофони
Електрет мікрофони
П’єзоелектричний ефект
П'єзоефект є генерація електричного заряду в кристалічних матеріалах при задіяні механічного навантаження.
Протилежний ефект є корисним: застосування заряду через кристал є причиною механічної деформації в матеріалі.
П'єзоефект виникає природно в таких матеріалах
як кварц (SiO2 - оксид кремнію).
Використовувався протягом багатьох десятиліть у так званих кварцових генераторах.
П’єзоелектричний ефект
Це також властивість деяких керамік і полімерів.
Ми вже зустрічалися з п’єзорезистивними матеріалами в розділі 5 (PZT є найбільш відомий) і
полімерними п’єзорезистивними матеріали PVF і PVDF.
П'єзоефект був відомий з 1880.
Вперше використаний в 1917 році для детектування і
генерування звукових хвиль у воді з метою виявлення підводних човнів (Sonar).
П'єзоефект може бути пояснений простою моделлю
деформації кристалів: