Сигнал электретного капсюля имеет относительно большое напряжение, до 1 Вольта, но электретный капсюль имеет очень большое внутреннее сопротивление эквивалентное реактивному сопротивлению конденсатора с ёмкостью несколько десятков пикофарад.
Обычно в электретных микрофонах, для согласования очень большого внутреннего сопротивления электретного капсюля с относительно низким входным сопротивлением усилителей и для усиления сигнала с электретного капсюля по мощности, применяют несимметричный усилительный каскад на JFET-транзисторе, с общим истоком или с общим стоком. Выходное сопротивление каскада соизмеримо с входным сопротивлением усилителей, а выходное напряжение сигнала, около 5 мВольт, соизмеримо с выходным напряжением динамических микрофонов.
Рис.1. Снимок модели типовой схемы включения электретного капсюля с несимметричным каскадом с общим истоком на JFET-транзисторе в Circuit Simulator'е.
Адреc модели в Circuit Simulator'е (вставлять в верхнее окно поисковика):
Рис.2. Снимок результата измерения THD THDMETR'ом в электретном микрофоне с несимметричным каскадом с общим истоком на JFET-транзисторе в Circuit Simulator'е.
Большой уровень постоянной составляющей (DC component) и уровни чётных гармоник одного порядка с уровнями нечётных гармоник свидетельствуют о плохой симметричности усиленного сигнала.
THD оказался равным:
THDR%=0.4045536896% (THDF%=0.4045570002%)
Несимметричные усилительные каскады на одном транзисторе просты и дёшевы, но, по природе своей, нелинейны, поэтому в современной высококачественной аппаратуре постепенно переходят на симметричные усилительные каскады на двух комплементарных транзисторах.
Рис.3. Снимок модели схемы включения электретного капсюля с симметричным каскадом с общим стоком (с симметричным истоковым повторителем) на комплементарных JFET-транзисторах в Circuit Simulator'е.
Адреc модели в Circuit Simulator'е (вставлять в верхнее окно поисковика):
Выходное напряжение микрофона оказалось равным 703mV, что
в 703mV/5mV=140.6 раза больше, чем в динамическом микрофоне, и его можно включать прямо в линейный вход усилителя.
Рис.4. Снимок результата измерения THD THDMETR'ом в электретном микрофоне с симметричным каскадом с общим стоком (с симметричным истоковым повторителем) на комплементарных JFET-транзисторах в Circuit Simulator'е.
Большой уровень постоянной составляющей (DC component) и уровни чётных гармоник одного порядка с уровнями нечётных гармоник в свидетельствуют о плохой симметричности усиленного сигнала.
THD оказался равным:
THDR%=0.1388876361% (THDF%=0.1388877701%)
Симметричные каскады с общим истоком в электретном микрофоне
Вариант с однополярным питанием
Рис.5. Снимок модели схемы включения электретного капсюля с симметричным каскадом с общим истоком на комплементарных JFET-транзисторах в Circuit Simulator'е.
Адреc модели в Circuit Simulator'е (вставлять в верхнее окно поисковика):
Выходное напряжение микрофона оказалось равным 705mV, что
в 705mV/5mV=141 раз больше, чем в динамическом микрофоне, и его тоже можно включать прямо в линейный вход усилителя.
Рис.6. Снимок результата измерения THD THDMETR'ом в электретном микрофоне с симметричным каскадом с общим истоком на комплементарных JFET-транзисторах в Circuit Simulator'е.
Большой уровень постоянной составляющей (DC component) свидетельствует о большом дрейфе нуля и малой симметричности усиленного сигнала.
Уровень чётных гармоник соизмеримого порядка с уровнем нечётных гармоник свидетельствуют о не очень хорошей симметричности усиленного сигнала.
THD оказался равным:
THDR%=0.0002162281% (THDF%=0.0002162281%), т.е.
в 0.4045536896%/0.0002162281%=1 870 раз меньше, чем с несимметричным каскадом и
в 0.1388876361/0.0002162281%=642 раза меньше, чем с симметричным каскадом с общим стоком.
Вариант с двухполярным питанием
Рис.7. Снимок модели схемы включения электретного капсюля с симметричным каскадом с общим истоком на комплементарных JFET-транзисторах в Circuit Simulator'е.
Адреc модели в Circuit Simulator'е (вставлять в верхнее окно поисковика):
Выходное напряжение микрофона оказалось равным 705mV, что
в 705mV/5mV=141 раз больше, чем в динамическом микрофоне, и его тоже можно включать прямо в линейный вход усилителя.
Рис.8. Снимок результата измерения THD THDMETR'ом в электретном микрофоне с симметричным каскадом с общим истоком на комплементарных JFET-транзисторах в Circuit Simulator'е.
Малый уровень постоянной составляющей (DC component) и чётных гармоник в выходном сигнале свидетельствуют об очень хорошей симметричности микрофона.
THD оказался равным:
THDR%=0.0002317642% (THDF%=0.0002317642%), т.е.
в 0.4045536896%/0.0002317642%=1 745 раз меньше, чем с несимметричным каскадом и
в 0.1388876361/0.0002317642%=599 раз меньше, чем с симметричным каскадом с общим стоком.
Приложение 1.
Файлы THDMETR Ver.2022-08-23 для скачивания
#электроника #микрофоны #электретные микрофоны #симметричные усилительные каскады #circuit simulator #thdmetr
