エレクトレットマイク

エレクトレットマイクロフォンは、ダイアフラムがエレクトレットを組み込んだコンデンサ(歴史的にはコンデンサと呼ばれていた)を形成するマイクロフォンです。エレクトレットの永久電気双極子は、コンデンサに一定の電荷Q を提供します。音波がダイアフラムを動かし、静電容量C を変化させ、それに応じてコンデンサの両端にΔ V = ⁠の電圧変化が生じます。 質問/ΔC​⁠ . ^{[1]エレクトレットの定常電荷により、非エレクトレット}コンデンサーマイクに必要な分極電源は不要になりますが、通常はオーディオ電圧信号を増幅するためにプリアンプが組み込まれています。

エレクトレットは、永久に埋め込まれた電気双極子を持つ安定した誘電体で、その高い抵抗と化学的安定性により、数百年にわたって持続します。エレクトレットという名前は、静電と磁石に由来し、鉄片の磁区の整列によって磁石が形成されることに似ています。エレクトレットは、通常、極性分子を含むプラスチックやワックスなどの適切な誘電体を最初に溶かし、次に誘電体を強力な静電場で再凝固させることによって作られます。誘電体の極性分子は静電場の方向に整列し、永久的な静電「バイアス」を生成します。

エレクトレット材料は1920年代から知られており、コンデンサーマイクの要素として何度か提案されていましたが、1961年にベル研究所でゲルハルト・セスラーとジェームズ・ウェストが薄い金属化テフロン箔を使用した箔エレクトレットタイプを発明するまで、実用的ではないと考えられていました。^{[2] [3] [4]}これは最も一般的なタイプとなり、高品質の録音やラベリアから、小型の録音装置や電話の内蔵マイクまで、多くの用途で使用されました。現代のエレクトレットマイクは、フィルムまたは溶質の形のPTFEプラスチックを使用してエレクトレットを形成します。

エレクトレット マイクには、エレクトレット素材の使用方法が異なる 3 つの主要なタイプがあります。

フォイル型またはダイヤフラム型

振動板自体にはエレクトレット素材のフィルムが使用されています。これが最も一般的な構造です。使用されるエレクトレット素材は、特に優れた振動板を作れないことがあるため、品質が最も低いとみなされることがよくあります。現代の素材は、他の設計と非常に同等の性能を実現しています。

バックエレクトレット

マイクロフォン カプセルのバック プレートにはエレクトレット フィルムが貼られ、振動板は非帯電材料で作られているため、実現されているトランスデューサー設計に機械的により適している可能性があります。

フロントエレクトレット

この設計ではバックプレートが不要で、コンデンサはダイヤフラムとカプセルの内面によって形成されます。エレクトレットフィルムは前面カバーの内側に接着され、金属化されたダイヤフラムはFET（電界効果トランジスタ）の入力に接続されます。ダイヤフラムには任意の導電性フィルムを使用できるという点で、バックエレクトレットと同じです。

エレクトレット マイクは、他のコンデンサー マイクとは異なり、分極電圧を必要としませんが、通常は少量の電力 (分極電力またはバイアスと呼ばれることが多い) を必要とする統合型プリアンプを備えています。このプリアンプは、音響強化やスタジオ アプリケーションでファントム電源で駆動されることがよくあります。他のタイプでは、マイクのハウジングに 1.5 V バッテリーが組み込まれており、通常、電流消費量が非常に少ないため、常時接続されたままになっていることがよくあります。

• Sessler, GM; West, JE (1962). 「高容量の自己バイアスコンデンサーマイク」アメリカ音響学会誌. 34 (11): 1787–1788. Bibcode :1962ASAJ...34.1787S. doi :10.1121/1.1909130.

• マイクの電源供給
• 構造の説明
• 高性能エレクトレットマイク用集積回路 —オーディオエンジニアリング協会大会論文
• エレクトレット マイクを音声入力設計に適用するアプリケーション ノートは、Wayback Machineで 2018-04-17 にアーカイブされています。
• Arduino コードとチュートリアルを使用したエレクトレット マイク アンプ回路