常見的麥克風供電方式總結

2021-10-24 07:45:11 字數 2718 閱讀 2156

常見的麥克風供電方式總結(幻象供電)

幻象供電方式是現今專業麥克風領域最常用的供電方式。幻象供電這種方式是由電報工程師發明的。他們利用平衡傳輸線作為一條導體,大地作為另乙個導體構成乙個訊號迴路,這種方式可以省掉一根電線。由於供電傳輸的是共模訊號,對平衡傳輸線上的差模訊號是沒有影響的。所以即使雜訊進入了電源,也不會影響傳輸的訊號。

iec 61938的7.4小節給出了幻象供電的標準。幻象通常為48vdc,現在也有採用12vdc的。曾經有一段時間還有個24v 供電的版本(p24),但是現在已經被淘汰出局了。

採用幻象供電的麥克風通常採用 xlr 接頭,這種接頭也被稱為卡農頭。現在也有些麥克風採用6.35mm (1/4 英吋)耳機接頭。

圖 1 幻象供電麥克風的介面方式

圖1 是一種最常用的供電方式。48v 電源通過兩個6.8k 電阻匯入平衡傳輸線。平衡訊號通過隔離變壓器變為單端訊號輸出。如果不使用變壓器,可以兩個隔直電容將供電隔離,然後用差分放大器將差模訊號提取出來。

如果我們現有的前置放大器只有單端訊號放大能力,也可以只利用差分訊號線中的一根來提取訊號,如圖2 所示。這種方法抗干擾能力稍差,但是對於大多數的應用來說也足夠了。大量的實踐證明,麥克風訊號的雜訊主要來自於錄音環境的背景雜訊而不是電子學電路的雜訊。不過許多人可能都沒有正視這一結論。

圖 2 平衡訊號的非平衡處理方式

如果我們的隔離變壓器帶有中心抽頭,那麼幻象供電可以採用如圖3所示的方式。這種方式的實際效果也非常好。

圖 3 使用帶中心抽頭的隔離變壓器時的供電電路

常見的麥克風供電方式總結(4ma 電流源供電)

4ma 電流源供電的麥克風不是很多,基本上只有一小部分非常高檔麥克風採用這種方式。不過倒是有不少其他型別的感測器採用 4ma 電流源供電,比如我最近用的一款加速度感測器,所以這種供電方式還是值得介紹一下的。網上關於4ma 電流源供電的電路非常少,我找到的最好的一篇文章是rod elliott寫的「4ma current loop microphone system」。本文基本上就是翻譯了此文的主要內容。

4ma 電流源供電的麥克風通常採用bnc 介面,使用音訊同軸電纜供電和傳輸訊號。實踐已經證明這種方式具有足夠好的雜訊抑制能力,並不比平衡傳輸(差分訊號)方式差。

搭建乙個電流源的方式很多,最常見的方式是實用乙個fet來搭建,通過電位器調整gate電位來控制電流源的電流。還可以採用三極體來搭建,實用三極體的好處是我們能夠構造乙個電路,使得輸出電流與**管的放大倍數無關,這對於大批量生產是很有好處的。

圖 1 三極體和場效電晶體電流源電路

圖1 給出了兩種簡單的電流,左邊是三極體映象電流源,調整r3可以調整電流源的電流。右邊的電路更簡單,就是簡單的fet恆流源電流。由於供電電壓較高,隔直電容的容量也比較大,所以需要特別設計保護電路防止由於麥克風短路而燒毀后級電路。4個穩壓二極體就是做這個用的。d1 和d4 兩個二極體是用來隔離各路供電的,如果沒有這倆二極體,當24v電源斷電後,電容上儲存的電量會向電源反灌。

圖 2 另外兩種三極體電流源電路

圖2 還給出了另外兩種三極體電流源電路,左邊的電路利用了發光二極體的恆壓特性,右邊的電路利用q2 和r5 構成恆壓特性。這兩個電路的效果都很好。在這四種電路中,第乙個映象電流源電路的溫度特性最好,尤其是將兩個三極體熱耦合到一起後,熱穩定性會非常好。

常見的麥克風供電方式總結(駐極體電容器麥克風)

駐極體電容器麥克風內部有兩塊金屬極板,其中一塊表面塗有駐極體薄膜並將其接地,另一極板接在場效應電晶體的柵極上,柵極與源極之間接有乙個二極體。當駐極體膜片本身帶有電荷,表面電荷地電量為q,板極間地電容量為c,則在極頭上產生地電壓u=q/c,當受到振動或受到氣流地摩擦時,由於振動使兩極板間的距離改變,即電容c改變,而電量q不變,就會引起電壓的變化,電壓變化的大小,反映了外界聲壓的強弱。駐極體電容器麥克風由於具有一系列優點,稱為了使用最廣泛的麥克風型別。

市面上常見的駐極體電容器麥克風都在內部整合了乙個場效電晶體(fet)。駐極體電容的一端接到了fet 的gate 端,見圖1的虛線框所示。

圖 1 駐極體電容器麥克風的供電電路

上圖中還給出了駐極體電容器麥克風的供電電路,通常供電電壓u 選擇在3~5v 就可以了,電阻r 在2k到5k之間,電容通常選擇10uf 左右就足夠了。

這種型別的麥克風通常採用3.5mm 介面,就是我們常見的耳機介面。有些用3.5mm 單聲道介面,有些用的是3.5mm 雙聲道的介面。其實都一樣,真正有用的只有兩根線。圖2 給出了3.5mm 雙聲道的介面時的接線方式。

圖 2 3.5mm 介面的連線示意圖

常見的麥克風供電方式總結(4mA 電流源供電)

4ma 電流源供電的麥克風不是很多,基本上只有一小部分非常高檔麥克風採用這種方式。不過倒是有不少其他型別的感測器採用 4ma 電流源供電,比如我最近用的一款加速度感測器,所以這種供電方式還是值得介紹一下的。網上關於 4ma 電流源供電的電路非常少,我找到的最好的一篇文章是 rod elliott 寫...

電容麥克風的幻象供電

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普通麥克風和多陣列麥克風的區別

普通麥克風是指單個的麥克風。或者說多個麥克風但是這些麥克風之間沒有加入處理電路或晶元,那麼這些也是普通麥克風。麥克風陣列是多個麥克風按一定方式排列在一起,由於加入晶元,像昆蟲的複眼乙個能夠精確定位,可以通過晶元,消除環境中各種干擾,比如回聲,這就大提高了在惡劣環境中的音色識別效能,也可以降低噪音,主...