專利名稱：有源履帶話筒的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種履帶話筒。
背景技術：
麥克風作為聲音進入電氣系統(tǒng)的第一道門坎是對聲音傳播或記錄的品質(zhì)有著舉足輕重的作用。聲音以電信號的形式傳播，并在電信號復原為聲波信號時要滿足人耳朵的特性。由于人耳朵的敏感特性是極其特殊的，從聲音強度上說，它能聽到寧靜中的一只蚊子叫，也能承受巨大的雷擊聲。這中間的能量差別何止上億萬倍。這就要求以電信號存在的聲音有非常大的動態(tài)范圍。從音調(diào)范圍上說，人耳能復蓋極寬的范圍，要求從20HZ到20KHZ都有響應。所有這一切都構成了對麥克風的嚴重考驗。它即要靈敏度高；又動態(tài)范圍大。既要信噪比大(既要求噪聲小)；又要求非線性失真小。這些相互矛盾的要求構成了麥克風發(fā)展的動力。這也反應在價格上，好的專業(yè)級的麥克風價值幾萬美金。
履帶話筒(Ribbon Microphone)是一種古老的麥克風品種。早在上世紀30年代就出現(xiàn)。在我國開國大典上使用的就是其中一種。由于當時的材料與工藝的限制(永磁材料和鋁箔及變壓器)，體積很大、靈敏度很差、很快被擱置幾十年之久。
雖然歷經(jīng)70多年。它的工作模式依然如故。它利用在磁場中的鋁箔，來感知聲波的振動，從而產(chǎn)生微弱的信號電壓。通過升壓變壓器來提升此電壓后直接用于輸出。這種方式通常稱為無源的、無放大功能的履帶話筒。它存在不足之處有(1)靈敏度極低，即使采用升壓變壓器也只有-54dB/pa左右，也就是2mv/pa。這與常用的話筒靈敏度要求-36dB/pa(16mv/pa)相差近20dB。(2)輸出阻抗較高，以升壓為1∶70的變壓器為例，鋁箔帶的內(nèi)阻為0.2Ω左右。由于阻抗與匝數(shù)平方成正比，所以變換到輸出端的阻抗成為1KΩ左右。若考慮到調(diào)音臺的輸入阻抗為600Ω，那么即使不考慮傅輸電纜的阻抗損耗，信號在輸出阻抗上的內(nèi)耗就達到了三分之二。這給本來就很弱小的信號帶來嚴重的損失。(3)較弱的信號電壓在后續(xù)的傳輸中也較易受到干擾和其它噪聲的污染，而影響信號的質(zhì)量。
即使是這種現(xiàn)狀，但由于履帶聲音變換極其接近人耳的特性，使得履帶話筒仍得到部分專業(yè)音響工作者的青睞。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是，提供一種有源履帶話筒，解決輸出的驅(qū)動能力以及平衡輸出對減少傳輸中的干擾問題，從而提高了話筒的靈敏度。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案為一種有源履帶話筒，其特征在于，包括前端模塊，包括磁鋼、鋁箔帶和音頻變壓器，所述鋁箔帶在所述磁鋼的磁場中振動產(chǎn)生音頻輸出信號，并由所述音頻變壓器進行升壓；放大器，其輸入端連接在所述前端模塊中音頻變壓器的輸出端，對所述前端模塊形成的音頻輸出信號進行放大；驅(qū)動器，其輸入端連接所述放大器的輸出端，提高所述音頻輸出信號的功率；有源濾波器，其輸出端連接所述放大器的供電電源端，對包含了幻影電壓和音頻輸出信號進行濾波后，將濾除了所述音頻輸出信號的幻影電壓提供給所述放大器。
比較好的是，所述話筒進一步包括二級低通濾波器，所述二級低通濾波器的輸入端連接所述有源濾波器的輸出端，所述二級低通濾波器的輸出端連接所述放大器的供電電源端。
比較好的是，所述放大器包括低噪聲場效應晶體管。
比較好的是，所述驅(qū)動器由兩個晶體管構成的平衡輸出驅(qū)動級組成。
比較好的是，所述幻影電壓來自話筒后端連接的調(diào)音臺。
本實用新型提高了靈敏度，并將輸出噪聲電壓控制在較低范圍內(nèi)，并使電信號在傳輸中損耗得到了大大降低。


下面，參照附圖，對于熟悉本技術領域的人員而言，從對本實用新型的詳細描述中，本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。
圖1是本實用新型的電路組成框圖；圖2是根據(jù)圖1的一較佳實施例的電路圖。
具體實施方式
有源履帶話筒的方框圖如圖1所示，圖中的前端模塊10包括磁鋼101、鋁箔帶102、音頻變壓器103等。三部分構成傳統(tǒng)的履帶話筒的電路組成，本實用新型的改進之處在于，變壓器103的輸出端連接了放大器20、放大器20的輸出端連接驅(qū)動器30的輸入端，驅(qū)動器30的輸出作為話筒的平衡輸出。一有源濾波器40的輸出端連接放大器20的供電電源端，由此，有源濾波器40的輸出作為放大器20的供電電源。
請參見附圖2所示，所示為在圖1的原理框圖基礎上的一具體電路實施圖。其中的圖示標號分別對應圖1中的前端模塊10、放大器20、驅(qū)動器30和有源濾波器40。
其中，前端模塊10中的N1為鋁帶102，它在磁鋼101所產(chǎn)生的磁場中受聲波振動而產(chǎn)生的電信號經(jīng)由升壓變壓器T1 103升壓后，輸入到模塊20放大器的晶體管G1的輸入級。G1是低噪聲場效應晶體管，它不但自噪聲電壓小，輸入阻抗極高，而且它的外特性接近電子管的特性。因此可以造成類似電子管的音質(zhì)效果。由于幻影電壓的供給端即插座CN1-2和CN1-3，既有來自調(diào)音臺的高壓48V，又有音頻信號的輸出。音頻輸出信號是疊加在48V上的。這樣要給低噪聲場效應晶體管G1級供電就必須對此疊加的音頻信號進行充分濾波，否則輸出的音頻會通過供電而回授到低噪聲場效應晶體管G1級。造成很大的干擾，甚至產(chǎn)生寄生振蕩。為此加入了有源濾波器40，它是由晶體管G4、電阻R4、電容C30所構成的有源濾波器，以及由電阻R17、電容C6和電阻R16、電容C5構成的二級低通濾波器組成。經(jīng)過濾波，使得對低噪聲場效應晶體管G1的供電幾乎不含有任何輸出音頻信號。從而達到極低的輸出的自噪聲。低噪聲場效應晶體管G1的輸出信號經(jīng)電容C3、電容C4耦合輸入到驅(qū)動器30，它由晶體管G2和晶體管G3構成的平衡輸出驅(qū)動級。它們分別利用幻影電壓的內(nèi)阻(通常為6.8KΩ)作為輸出負載。由于該級的輸出阻抗極低，使信號功率得到很大的提升。從而大大提升了輸出的驅(qū)動能力。同時平衡輸出對減少傳輸中的干擾具有很好抑制作用。
上述電路經(jīng)由表面貼裝工藝加工。經(jīng)各種聲學和電學測試達到了予期的效果。本實用新型的有源履帶話筒(Active Ribbon Microphone)具有如下的優(yōu)點靈敏度增加。使之達到與專業(yè)級電容話筒相當水平。一般要求達到-34dB/pa--36dB/pa，也即達到20mv/pa-16mv/pa。由于靈敏度提高必須加入有源放大器(ActiveAmplifier)這就會引入放大器的噪聲。因此必須選用低噪聲放大器。輸出噪聲電壓控制在1μV以下。降低輸出阻抗到100Ω左右。這樣可以使電信號在傳輸中損耗從原來的三分之二降低到十分之一以下。
以上諸實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化，因此所有等同的技術方案也應該屬于本實用新型的范疇應由各權利要求限定。
權利要求1.有源履帶話筒，其特征在于，包括前端模塊，包括磁鋼、鋁箔帶和音頻變壓器，所述鋁箔帶在所述磁鋼的磁場中振動產(chǎn)生音頻輸出信號，并由所述音頻變壓器進行升壓；放大器，其輸入端連接在所述前端模塊中音頻變壓器的輸出端，對所述前端模塊形成的音頻輸出信號進行放大；驅(qū)動器，其輸入端連接所述放大器的輸出端，提高所述音頻輸出信號的功率；有源濾波器，其輸出端連接所述放大器的供電電源端，對包含了幻影電壓和音頻輸出信號進行濾波后，將濾除了所述音頻輸出信號的幻影電壓提供給所述放大器。
2.根據(jù)權利要求1所述的有源履帶話筒，其特征在于，所述話筒進一步包括二級低通濾波器，所述二級低通濾波器的輸入端連接所述有源濾波器的輸出端，所述二級低通濾波器的輸出端連接所述放大器的供電電源端。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的有源履帶話筒，其特征在于，所述放大器包括低噪聲場效應晶體管。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的有源履帶話筒，其特征在于，所述驅(qū)動器由兩個晶體管構成的平衡輸出驅(qū)動級組成。
5.根據(jù)權利要求3所述的有源履帶話筒，其特征在于，所述幻影電壓來自話筒后端連接的調(diào)音臺。
專利摘要本實用新型公開了有源履帶話筒，其特征在于，包括前端模塊，包括磁鋼、鋁箔帶和音頻變壓器，所述鋁箔帶在所述磁鋼的磁場中振動產(chǎn)生音頻輸出信號，并由所述音頻變壓器進行升壓；放大器，其輸入端連接在所述前端模塊中音頻變壓器的輸出端，對所述前端模塊形成的音頻輸出信號進行放大；驅(qū)動器，其輸入端連接所述放大器的輸出端，提高所述音頻輸出信號的功率；有源濾波器，其輸出端連接所述放大器的供電電源端，對包含了幻影電壓和音頻輸出信號進行濾波后，將濾除了所述音頻輸出信號的幻影電壓提供給所述放大器。本實用新型提高了產(chǎn)品的靈敏度。
文檔編號H04R3/00GK2935682SQ20062004056
公開日2007年8月15日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權日2006年3月28日
發(fā)明者袁仁昌 申請人:上海泰正實業(yè)有限公司