Como funcionam os microfones de eletreto – Tutorial e diagrama completos

A publicação explica como os dispositivos de microfone de eletreto funcionam, através de diagramas e fórmulas apropriadas.

O que é um microfone?

Um microfone é um dispositivo projetado para transformar pequenas vibrações sonoras em pequenos pulsos elétricos, que podem ser amplificados através de um amplificador de potência através de um alto-falante para obter uma reprodução sonora mais forte.

microfone de eletreto

A forma mais comum e versátil de dispositivo de microfone usado em circuitos eletrônicos são os microfones de eletreto.

Esses MICs são de tamanho miniatura, extremamente sensíveis e podem capturar ou responder a vibrações sonoras de todos os ângulos, ou seja, de um ângulo total de 360 ​​graus.

Como funcionam os microfones de eletreto

  1. Um microfone de eletreto é composto principalmente de um diafragma, um par de eletrodos e um JFET embutido.
  2. O diafragma é feito de material fino de Teflon e também é chamado de “eletreto” e, portanto, o nome MIC eletreto.
  3. Este eletreto tem uma carga fixa (C) e é incorporado entre os dois eletrodos.
  4. O eletreto, juntamente com os dois eletrodos, assume a forma de um capacitor variável sensível cuja superfície externa responde a vibrações sonoras, resultando em capacitância variável entre os dois eletrodos.
  5. As ondas sonoras na forma de pressão do ar movem um dos eletrodos para o lado aberto do MIC, causando variações efetivas nas placas capacitivas.
  6. O valor instantâneo da capacitância variável MIC se torna diretamente proporcional à pressão do som que atinge o eletreto naquele instante.

Cálculo de capacitância MIC

Como mencionado acima, como o valor da carga no material de Teflon é fixo, a diferença de potencial desenvolvida através do capacitor MIC torna-se equivalente ao valor que pode ser expresso com a seguinte fórmula:

Q = C.V

Onde Q é a carga (definida para o eletreto)

C indica a capacitância, enquanto V significa o nível de tensão desenvolvido ou a diferença de potencial entre os eletrodos.

A discussão acima implica que a construção interna do eletreto MIC se comporta como uma fonte de tensão CA acoplada.

A maioria dos MICs de eletreto possui um JFET embutido cuja porta está conectada ao capacitor de eletreto, formando um buffer para o capacitor de MIC.

Como a carga do capacitor é fixa, esse buffer deve ter uma impedância muito alta e é exatamente por isso que um JFET é usado.

O diagrama a seguir mostra o projeto básico da fiação interna de um microfone de eletreto típico.

circuito interno do microfone de eletreto

As vibrações sonoras que atingem o capacitor de eletreto variam sua capacitância, produzindo uma tensão de modulação para a porta JFET, indicada como Por exemplo.

Essa modulação altera o padrão de fluxo atual através do dreno / fonte JFET, representado como Imic.

Um resistor estabilizador RG Também pode ser visto conectado internamente através do portão e da fonte JFET, esta resistência é garantida por ter um valor extremamente alto para impedir o desvio da saída de eletreto para o portão JFET.

Vista em corte de uma estrutura interna do Electret MIC

A imagem a seguir mostra uma vista em corte em corte de um exemplo de eletreto MIC.

Vista em corte de uma estrutura interna de Electret MIC

Um dos eletrodos é formado pela metalização de sua camada em um filme de polímero carregado.

Essa camada metálica é conectada à caixa do MIC através de uma arruela de metal.

A caixa MIC, por sua vez, está conectada ao cabo de fonte JFET interno.

A outra placa do capacitor ou o segundo eletrodo é feita usando uma placa de metal traseira, que pode ser vista separada do filme de camada metalizada por uma arruela de plástico. Esta placa se conecta ao terminal da porta JFET

As ondas sonoras que atingem esta placa geram um nível de voltagem nela, que varia a distância entre os eletrodos capacitivos e causa uma diferença de potencial equivalente a se desenvolver através deles.

Essa tensão variável através do dreno JFET é usada como saída para um estágio posterior do circuito do pré-amplificador que a amplifica ainda mais para um nível que pode ser reproduzido através de um alto-falante, e uma versão amplificada das ondas sonoras pode ser ouvida. .

Composição interna de um Electret MIC

As figuras a seguir mostram as peças reais usadas em um eletreto MIC típico

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Se você tiver mais alguma dúvida sobre como os microfones de eletreto funcionam, fique à vontade para perguntar através dos comentários.



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