65 (84)

To warto wiedzieć

twórców, sprzedawanych w ostatnich latach w hurcie po kilkadziesiąt groszy. Wynika nie z ogólnej słabości parametrów, tylko raczej z faktu, że w niektórych dostawach występował znaczny rozrzut między egzemplarzami oraz znaczny odsetek egzemplarzy niesprawnych i uszkodzonych. Wynikało to jednak z oszczędności i minimalizowania kosztów produkcji u dalekowschodnich producentów, a nie z niedojrzałej technologii. Technologia jest na tyle dobra, że dziś dostępne są też studyjne elektrety najwyższej jakości. Otóż elektre-towe są przypinane mikrofony (la-valier), stosowane powszechnie w studiach radiowych i telewizyjnych. Przykładem profesjonalnego clcktrc-ta z górnej półki jest choćby pokazany na fotografii 85 mikrofon AKG o oznaczeniu C4000B, za który trzeba zapłacić około 1800zł. Jest to wiclko-membranowy (1-calowy) mikrofon studyjny, dwumembranowy, z charakterystyką przełączaną, podobnie jak inne mikrofony studyjne. Poziom szumów własnych wynosi 8-1 (MBA, czyli tak jak w najlepszych klasycznych pojemnościówkach. Podobnie bardzo szeroki jest zakres dynamiki 137dB i odporność na bardzo silne dźwięki (145/155dBSPL przy 0,5%

THD). Innym przykładem mogą być elektretowe mikrofony pomiarowe słynnej firmy Briicl & Kjaer o oznaczeniach 4950, 4953, 4954, -

widoczne na fotografii 86. Fot. 86

niczeniem. Trzeba było dobrać materiał membrany, jej grubość, wielkość i naprężenie, żeby jednocześnie uzyskać dobrą pracę w roli elastycznej przepony oraz silne naelcktry-zowanie. Ponieważ takie wymagania są po części wzajemnie sprzeczne, te pierwsze konstrukcje nie miały zbyt dobrych parametrów i były zdecydowanie gorszymi przetwornikami niż klasyczne mikrofony pojemnościowe. To właśnie dlatego w latach 70. pojawiło się i utrwaliło przekonanie o kiepskich parametrach mikrofonów elektretowych.

Jednak w roku 1976, czyli 8 lat po wypuszczeniu pierwszych mikrofonów elektretowych, Hirotake Kubota z Sony przedstawił prosty pomysł, by rozdzielić funkcje elektretu i membrany. Pomysł polegał na tym, żeby inaczej umieścić elektret, mianowicie na powierzchni nieruchomej płyty tylnej (backplate), natomiast membranę wykonać z materiału, który nie jest elektretem. Pozwoliło to

- optymalizować membranę

z uwagi na właściwości mechaniczno-akustyczne, natomiast za właściwości elektryczne odpowiadała nieruchoma warstwa elektretu, umieszczona na płycie tylnej. Oddzielenie elektretu i membrany umożliwiło uzyskanie znacznie lepszych parametrów, choćby przez zastosowanie lepszego elektretu w postaci warstwy ceramiki, która z uwagi na właściwości mechaniczne zupełnie nie nadawałaby się na membranę. Tak narodził się mikrofon clektretowy o konstrukcji „tylnej” (bach electret), którego budowa w uproszczeniu pokazana jest na rysunku 88.

W rzeczywistości membrana nic jest tu metalowa, tylko

- jest metalizowaną

folią, ale folia ta nie jest elektretem i może być optymalizowana pod względem właściwości akustycznych. I taką budowę ma -jr \ przeważa j aca

, .. r płyta tylna ^v . , , ’ .

metalizowana (_backp|_ate) WiększoSC dzi-

foliowa siejszych mikro-

@8SSS55558B

ł;,nrił»raflsa**ss*

jltepsnf,

itf&fiaSnSs ssana-* B«ar

00 9

'Waa*

Fot. 85

Rodzaje elektretów

Okoliczności i droga do wynalezienia mikrofonu clektretowego określiły jego konstrukcję. W prototypach, które powstały w Bell Labs w początkach lat 60. oraz w pierwszych mikrofonach elektretowych Sony, clcktretem była folia z tworzywa sztucznego, która była jednocześnie membraną. Miała ona z jednej strony metalizację. Rysunek 87 przedstawia budowę przetwornika w takich wczesnych mikrofonach elektretowych, które często bywają nazywane foliowymi (foil type).

Fakt, że folia musiała jednocześnie spełnić dwie ważne funkcje: i membrany, i elektretu, był wadą, ogra-

membrana

pierścień

przewodzący

pierścień

izolujący

pierścień

przewodzący

metalowa

obudowa

warstwa

elektretu

elektroda tylna (backplate)

tranzystor

JFET

płytka

PCB

końcówka 1 dren

końcówka 2 masa

Rys. 87

Rys. 88

a)

Rys. 89

^front fonow elektretowych, w

(przód) —, , ,

mikrofonu -g J tym bardzo tanie wkładki

\ i l elektretowe - rysunek 89

(według Analog Devices).

Postępująca miniaturyzacja wywołała zapotrzebowanie na mikrofony elektretowe o jak najmniejszej wysokości. Pojawiły się „elektrety” o uproszczonej konstrukcji. Zrezygnowano w nich z płyty tylnej (backplate), a rolę stałej elektrody przejęła frontowa ścianka obudowy, stąd ich angielskie określenie front type. Budowę takiego „przedniego elektretu” ilustruje w pewnym uproszczeniu rysunek 90. W rzeczywistości także i tu membrana może być wykonana nie z metalu, tylko z metalizowanej folii.

Zauważ, że wszystkie wersje (foil, back, front) to niewątpliwie mikrofony pojemnościowe, a ich historia zaczęła się od klasycznych mikrofonów pojemnościowych, które miały obie elektrody metalowe, bez żadnych dodatków - rysunek 91. Dlatego także w mikrofonach elektretowych pojemnościowy przetwornik ma ogromną rezystancję wewnętrzną. Absolutnie niezbędny jest bufor o równie wielkiej oporności jak w klasycznych mikrofonach pojemnościowych.