Typowa "czysta" kapsuła potrzebuje zaraz za nią stopnia o b. dużej rezystancji wejściowej Rwe oraz, co może umknąć uwadze, w miarę małej pojemności wejściowej Cwe. I prawie zawsze tym stopniem jest tr-r JFET. Jednak istnieje sporo wzmacniaczy operacyjnych (WO), co do których wiadomo od razu, że spełniają pierwsze kryterium, tzn. mają odpowiednio dużą rezystancję wejściową. To są wzmacniacze z wejściem na tranzystorach JFET, (albo ewent. MOS). Tani i powszechnie dostępny TL082 ma właśnie wejście JFETowe, więc pod względem Rwe się nadaje. Trudniej jest stwierdzić, czy spełnia drugie kryterium, to znaczy odpowiednio małej pojemności wejściowej. To w zasadzie należało zmierzyć, gdyż katalogi (przynajmniej te, które przejrzałem) nie podają wartości pojemności wejściowej.
POMIAR POJEMNOŚCI WEJŚCIOWEJ CWE UKŁADU TL082
Schemat pomiaru Cwe jest na dole rysunku. Co ważne, mierzony wzmacniacz był aktywny i ustawiony w tym samym punkcie pracy, jak w sytuacji normalnej pracy (wzmacniania sygnału z kapsuły).
Pomiar sprowadzał się do zmierzenia górnej częstotliwości granicznej obwodu wejściowego, którego struktura to mniej więcej filtr dolnoprzepustowy. Rezystancję tego filtru stanowi opornik 33k, a pojemnością (nieznaną) jest pojemność wejściowa Cwe wzmacniacza oraz pojemności pasożytnicze obwodu, w tym pojemność wejściowa pomocniczego wtórnika z tranzystorem BF240 (to tr-r o b. małych pojemnościach jak na klasyczny element przewlekany). Dzięki temu, że wzmacniacz można było wyjąć z podstawki, to dało się oszacować wpływ pojemności pasożytniczych (nie był duży). Zmierzona górna częstotliwość graniczna z badanym wzmacniaczem wyniosła 940kHz (bez wzmacniacza około 2.5MHz).
Stąd oszacowanie pojemności wejściowej TL082: Cwe = 3.5pF.
Widać wyraźnie, że pojemność Cwe nie jest duża, więc poczciwy TL082 może spokojnie współpracować z kapsułą elektretową. Z tą, z którą go przetestowałem - na pewno, a z innymi na 96%, bo pojemność jest dość mała.
UKŁAD MIKROFONU BEZ TRANZYSTORA FET
Kaspuła elektretowa plus wzm-cz operacyjny TL082
Uwaga dla słabiej zorientowanych: mowa tutaj o kapsule elektretowej "czystej", a nie o "mikrofonie zespolonym" (w którym kapsuła jest fabrycznie zamknięta z tranzystorem FET, a wyjście jest z drenu tranzystora).
Użyta kapsuła elektretowa pochodzi z serwisu Ali, ma 16 mm średnicy i obudowę z aluminium (pokazywałem ją w filmie - link jest poniżej). Opornik polaryzujący Rp miał w eksperymencie 2Gohm (miałem taki, to użyłem), ale można by było użyć mniejszego (360Mohm wystarczyłoby to osiągnięcia dolnej granicznej 20Hz).
Uwaga: układ w trakcie badania był w zamkniętym ekranie, co w przypadku "czystych" elektretów jest konieczne nawet w trakcie testowego uruchamiania (a układ docelowy musi być zaekranowany tym bardziej). Na szczęście do zaekranowania wystarcza tutaj aluminium lub miedź, nie musi to być ekran stalowy.
Wynik: układ działa bez problemu.
Uzyskana "czułość" to ok. 2Vpp przy odległości ok. 40cm mikrofon - usta (wzmocnienie wzm-cza było ustawione na 50V/V).
WNIOSKI
1) Zastosowanie odpowiedniego operacyjnego ratuje sytuację w związku z brakiem odpowiednich FETów w sprzedaży :)))
2) Użycie operacyjnego wprost, tj. bez JFETa, może dać wyraźnie większą czułość niż w klasycznej wersji z FETem.
3) Należałoby w zasadzie nagrać na nowo mój poniższy film o samodzielnej budowie wzmacniacza do kapsuły elektretowej, jako niezbyt trafny ...
Link do filmu (już nieco nieaktualnego) o samodzielnym mikrofonie elektretowym: YouTube-mikrofon elektretowy
.