駐極體話筒的結構與工作原理

駐極體話筒具有體積小，頻率范圍寬，高保真和成本低的特點，目前，已在通訊設備，家用電器等電子產(chǎn)品中廣泛應用。

一、駐極體話筒的結構與工作原理

駐極體話筒的工作原理可以用下圖（1）來表示。

話筒的基本結構由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個上面有若干小孔的金屬電極（背稱為背電極）構成。駐極體面與背電極相對，中間有一個極小的空氣隙，形成一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構成一個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。
由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當聲波引起駐極體薄膜振動而產(chǎn)生位移時；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：Q =CU 所以當C變化時必然引起電容器兩端電壓U的變化，從而輸出電信號，實現(xiàn)聲—電的變換。實際上駐極體話筒的內(nèi)部結構如圖（2）。

由于實際電容器的電容量很小，輸出的電信號極為微弱，輸出阻抗極高，可達數(shù)百兆歐以上。因此，它不能直接與放大電路相連接，必須連接阻抗變換器。通常用一個專用的場效應管和一個二極管復合組成阻抗變換器。內(nèi)部電氣原理如圖（3）所示。

電容器的兩個電極接在柵源極之間，電容兩端電壓既為柵源極偏置電壓Ucs，Ucs變化時，引起場效應管的源漏極之間Idc的電流變化，實現(xiàn)了阻抗變換。一般話筒經(jīng)變換后輸出電阻小于2千歐。

二、駐極體話筒的正確使用
機內(nèi)型駐極體話筒有四種連接方式，如圖（4）所示。

對應的話筒引出端分為兩端式和三端式兩種，圖中R是場效應管的負載電阻，它的取值直接關系到話筒的直流偏置，對話筒的靈敏度等工作參數(shù)有較大的影響。
二端輸出方式是將場效應管接成漏極輸出電路，類似晶體三極管的共發(fā)射極放大電路。只需兩根引出線，漏極D與電源正極之間接一漏極電阻R，信號由漏極輸出有一定的電壓增益，因而話筒的靈敏度比較高，但動態(tài)范圍比較小。目前市售的駐極體話筒大多是這種方式連接。（SONY用在MD上的話筒也是這類）
三端輸出方式是將場效應管接成源極輸出方式，類似晶體三極管的射極輸出電路，需要用三根引線。漏極D接電源正極，源極S與地之間接一電阻R來提供源極電壓，信號由源極經(jīng)電容C輸出。源極輸出的輸出阻抗小于2K，電路比較穩(wěn)定，動態(tài)范圍大，但輸出信號比漏極輸出小。三端輸出式話筒目前市場上比較少見。
無論何種接法，駐極體話筒必須滿足一定的偏置條件才能正常工作。（實際上就是保證內(nèi)置場效應管始終處于放大狀態(tài)）

三、駐極體話筒的特性參數(shù)

工作電壓Uds 1.5~12V，常用的有1.5V，3V，4.5V三種
工作電流Ids 0.1~1mA之間
輸出阻抗 一般小于2K（歐姆）
靈敏度 單位：伏/帕，國產(chǎn)的分為4檔，紅點（靈敏度最高）黃點，藍點，白點（靈敏度最低）
頻率響應 一般較為平坦
指向性 全向
等效噪聲級 小于35分貝