Microfono a condensatore

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica

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Testo

Microfono

Il microfono a condensatore è così chiamato perché contiene un condensatore di capacità variabile formato da due armature, una mobile e una fissa. L’armatura fissa è costituita da una griglia metallica, incastrata su un dischetto dielettrico forato tramite un polo centrale, mentre quella mobile è la membrana del microfono, che nei modelli più vecchi era un foglio di titanio, mentre nei più recenti è fatta di materiale plastico. La griglia esterna ha semplicemente la funzione di proteggere meccanicamente la costosa e delicata capsula del microfono e di ridurre i disturbi provocati dal vento.
Nei microfoni tradizionali, è necessario mantenere carico il condensatore con una tensione costante tra il polo centrale lo chassis esterno (A e B in fig. 2). Tale tensione, che vale tipicamente 200 V corrente continua, viene detta tensione di polarizzazione; è importante che questa tensione sia molto stabile e pulita in modo da evitare di introdurre disturbi nella misurazione.
Esistono anche microfoni detti ‘prepolarizzati’, ove il dischetto dielettrico che sostiene l’armatura fissa è costituito da cristalli anisotropi, che contengono cariche elettriche imprigionate nel loro interno e sono in grado di mantenere una tensione fra i due poli di 200 V.
Quando il campo sonoro sollecita la membrana, varia la capacità del condensatore e di conseguenza la tensione tra A e B. Si osserva che è necessario un opportuno condensatore di disaccoppiamento fra i due poli per fare in modo che il microfono risponda alla sola componente alternata del segnale. Il segnale così ottenuto necessita però di essere amplificato. Il microfono, infatti, è in grado di generare una tensione ma non di erogare corrente.
Per amplificare il segnale si usa un transistor di tipo FET, che funziona come convertitore di impedenza (impedance converter), cioè applica una impedenza infinita fra i due poli del microfono ed è in grado di erogare corrente in uscita su un’impedenza di valore finito. Solo dopo l’impedence converter è possibile applicare un cavo di prolunga utile, ad esempio, per poter infilare il microfono ove il corpo dello strumento non potrebbe entrare. Inoltre, per alcune misure, la legge prevede che il rilievo venga effettuato con il microfono staccato dal corpo del fonometro, per evitare che lo stesso perturbi il campo sonoro.
Si nota che meccanicamente sarebbe possibile applicare la prolunga fra la capsula microfonica e l’impedence converter, in quanto questa è filettata nella parte terminale, ma così facendo non sarei in grado di misurare nessun segnale, infatti il cavo avrà un’impedenza finita quindi la corrente erogata dalla capsula microfonica sarà praticamente nulla.
La grandezza che esprime la bontà del microfono si chiama SENSIBILITA’ e si misura in mV/Pa. In base a tale parametro si possono classificare i microfoni come:
• ad alta sensibilità a 50 mV/Pa,
• a media sensibilità a 30 mV/Pa,
• a bassa sensibilità a 10 mV/Pa.
Ad esempio un microfono con una sensibilità di 50 mV/Pa, in presenza di un livello sonoro pari a 94 dB, erogherà 50 mV, in quanto a 94 dB la pressione vale 1 Pa. Si nota che se il livello sale di 20 dB la pressione decuplica e quinidi decuplica anche il segnale in uscita, cioè a 114 dB la pressione vale 10 Pa, ed il microfono preso ad esempio erogherà 500 mV.

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