Qu’est-ce qu’un microphone à semi-conducteurs ? (avec des exemples de microphone)
L’électronique à semi-conducteurs est omniprésente dans notre vie quotidienne. Vous lisez probablement ceci sur un disque SSD. Si vous utilisez le microphone à l’intérieur de cet appareil(téléphone portable, ordinateur portable, tablette, etc.), vous utilisez également un microphone à semi-conducteurs!
Qu’est-ce qu’un microphone à semi-conducteurs? Un microphone à semi-conducteurs est un microphone actif(qui nécessite une alimentation électrique pour fonctionner) qui est alimenté par une électronique à semi-conducteurs. En d’autres termes, un microphone doté de circuits basés sur des dispositifs à semi-conducteurs tels que des transistors(FET, JFET, etc.), des diodes et des circuits intégrés.
Dans cet article, nous examinerons en détail les microphones à semi-conducteurs et examinerons une variété d’exemples de microphones à semi-conducteurs.
microphones à semi-conducteurs
Les microphones à semi-conducteurs, comme leur nom l’indique, sont conçus avec une électronique à semi-conducteurs.
Le terme transistor(ou FET, qui signifie transistor à effet de champ) est souvent utilisé pour différencier ces microphones actifs de leurs homologues à tube actif.
Les microphones à semi-conducteurs utilisent des transistors comme convertisseurs d’impédance au lieu de tubes à vide. Le résultat est que les microphones à semi-conducteurs sont moins chers à fabriquer; moins fragiles et nécessitent moins de puissance que les micros à lampes.
Ces microphones fonctionnent comme suit:
La capsule du microphone(transducteur) convertit les ondes sonores en signaux audio électriques. Cependant, ces signaux ont souvent un niveau trop faible et une impédance trop élevée.
L’électronique à semi-conducteurs prend ce signal relativement faible et le convertit en un signal de microphone approprié pour la sortie du microphone. Ils le font avec des convertisseurs d’impédance à base de transistors et des circuits intégrés.
électronique à semi-conducteurs
L’électronique à semi-conducteurs signifie en fait «l’électronique à semi-conducteurs».
Ainsi, l’électronique à semi-conducteurs comprend les composants électroniques semi-conducteurs suivants:
Chacun des composants ci-dessus comprend de nombreux sous-types différents. Il y a beaucoup à savoir sur chaque composant et chaque composant pourrait avoir son propre article.
Cela dit, discutons de chacun des types généraux d’électronique à semi-conducteurs et de leurs rôles dans les microphones à semi-conducteurs.
diodes
Lorsque nous entendons le terme «diode», nous pensons généralement à un simple tube à vide, mais il existe également de nombreuses diodes à semi-conducteurs.
Les microphones à tube, cependant, utilisent des tubes à vide à triode(ou des tubes à plus de 3 électrodes) comme convertisseurs d’impédance. Les microphones à semi-conducteurs, de même, utilisent des transistors avec au moins 3 bornes comme convertisseurs d’impédance.
Les diodes à semi-conducteurs peuvent toujours être utilisées dans les microphones à semi-conducteurs(dans les circuits internes), bien qu’elles ne soient pas utilisées comme convertisseur d’impédance principal.
transistors
Les transistors sont des dispositifs semi-conducteurs utilisés pour amplifier ou commuter des signaux électroniques et de l’énergie électrique.
Bien qu’il existe de nombreux types de transistors, les transistors MOS sont probablement les plus connus. Les transistors MOS ont joué un rôle essentiel dans le développement de l’électronique numérique en raison de leur nature binaire marche/arrêt(1 et 0).
Il existe sur le marché des microphones numériques(microphones analogiques avec convertisseurs analogique-numérique intégrés) qui s’appuient sur des transistors MOS pour convertir et produire efficacement des signaux audio numériques.
Cependant, c’est le transistor à effet de champ(FET) qui revêt une importance particulière pour les microphones à semi-conducteurs.
Les FET, et en particulier les JFET(transistors à effet de champ à grille de jonction), agissent comme des convertisseurs d’impédance dans les microphones à semi-conducteurs. C’est la technologie FET qui éloigne efficacement les fabricants de microphones de l’électronique à tube à vide vers une électronique à semi-conducteurs moins chère et plus durable.
Circuits intégrés(CI)
Un circuit intégré est un ensemble de circuits électroniques sur une petite puce électronique plate en matériau semi-conducteur(généralement du silicium).
De nombreux microphones à semi-conducteurs plus grands ont des circuits intégrés dans leur conception pour amplifier et affecter le signal avant que le signal ne quitte le microphone.
Les circuits intégrés fournissent souvent des pads et des filtres passe-haut en option sur les microphones actifs dotés de ces options.
Histoire des microphones à semi-conducteurs
On peut dire que le premier appareil électronique à semi-conducteurs a été inventé vers 1904. Il s’agissait d’une diode semi-conductrice rudimentaire connue sous le nom de détecteur de moustaches de chat.
Cela dit, l’électronique à semi-conducteurs n’a gagné en popularité qu’avec le premier transistor fonctionnel en 1947. L’invention du transistor, par Bell Laboratories, a marqué un énorme pas en avant dans l’électronique et la technologie en général.
Comme pour la plupart des avancées technologiques, il a fallu un certain temps avant que l’industrie audio ne commence à utiliser la technologie à semi-conducteurs. Le premier microphone à semi-conducteurs a été inventé en 1965 par le fabricant allemand de microphones Schoeps. Ce microphone s’appelait le CMT 20.
Le terme «état solide» vient du fait que l’électricité circule à travers des solides plutôt que des gaz(comme c’était le cas avec les tubes à vide, qui sont antérieurs au transistor à semi-conducteurs).
Depuis l’invention du transistor, de nombreux microphones actifs ont été conçus avec une technologie à semi-conducteurs plutôt qu’avec des tubes à vide. Les microphones à semi-conducteurs ont l’avantage d’être moins chers à fabriquer ; relativement robuste et plus facile à nourrir.
Alimentation correcte des microphones à semi-conducteurs
En parlant d’alimentation des microphones à semi-conducteurs, il existe plusieurs façons d’alimenter les microphones à semi-conducteurs. Les microphones à semi-conducteurs obtiennent généralement la puissance dont ils ont besoin des méthodes suivantes.
pouvoir fantôme
L’alimentation fantôme est standardisée en +48 volts CC fournis via les 2 lignes audio d’un câble audio symétrique.
L’alimentation fantôme est généralement fournie par des préamplificateurs de microphone, bien que des alimentations fantômes séparées soient également disponibles sur le marché. L’alimentation fantôme est généralement fournie sur les broches 2 et 3 d’un câble XLR(les conducteurs audio positifs et négatifs, respectivement).
En raison du fonctionnement des câbles symétriques, l’alimentation fantôme est efficacement envoyée au microphone sans affecter du tout le signal audio.
Biais CC
La polarisation CC est une tension continue(généralement comprise entre 1,5 et 9 volts) qui se déplace le long d’un seul conducteur audio.
Le DC-Biasing est une méthode populaire d’alimentation des micros-cravates à semi-conducteurs asymétriques miniatures. Il est le plus souvent alimenté par des émetteurs-cravates sans fil(alimentés par batterie).
Les tensions relativement faibles des alimentations de polarisation CC réservent cette méthode d’alimentation principalement aux petits convertisseurs d’impédance(JFET) des mini microphones lav à électret. Ces convertisseurs d’impédance à semi-conducteurs n’ont pas besoin de beaucoup de puissance pour fonctionner, la polarisation CC est donc une méthode appropriée.
piles
Certains microphones à semi-conducteurs sont alimentés par batterie. Ces micros ont souvent la possibilité d’alimenter le micro directement avec l’une des autres techniques mentionnées dans cet article.
T-Puissance(puissance AB)
T-Power a été l’une des premières méthodes d’alimentation des microphones à condensateur à semi-conducteurs via leurs câbles audio. L’alimentation fantôme, qui est beaucoup plus sûre, a depuis remplacé l’alimentation T comme technique standard pour alimenter les microphones.
T-power applique 12 volts CC à travers des résistances de 180 Ω entre le câble audio positif(broche 2) et le câble audio négatif(broche 3). Ces 12 volts de différence de potentiel entre les broches 2 et 3 pourraient tirer un courant élevé sur ces broches, causant probablement des dommages permanents aux microphones dynamiques et à ruban.
brancher l’alimentation
L’alimentation enfichable(PiP) est une méthode moins connue d’alimentation des microphones à semi-conducteurs.
PiP est souvent utilisé pour alimenter des microphones à électret grand public conçus pour se connecter à des équipements audio grand public tels que des enregistreurs portables et des cartes son d’ordinateur.
C’est une source de courant faible qui fournit +5 volts DC. Le courant est envoyé à travers un câble asymétrique, en utilisant le manchon/blindage comme retour.
Le PiP fonctionne de la même manière que la polarisation CC en ce qu’il fonctionne sur une ligne asymétrique et n’est généralement utilisé que pour alimenter les convertisseurs d’impédance des microphones à faible consommation d’énergie.
Exemples de microphones à semi-conducteurs
Je trouve toujours plus facile d’apprendre sur un certain type de microphone en regardant des exemples. Jetons donc un coup d’œil à quelques exemples de microphones à semi-conducteurs:
Neumann U 87AI
Le Neumann U 87 AI est un exemple de «vrai» microphone à condensateur à large diaphragme à semi-conducteurs.
Le Neumann U 87 AI dispose d’un convertisseur d’impédance à transistor placé immédiatement après sa capsule à polarisation externe.
Il dispose également d’un circuit intégré qui offre des options pour un filtre passe-haut et un pad.
DPA 4006A
Le DPA 4006A est un exemple de microphone à électret à semi-conducteurs à petit diaphragme.
Le 4006A dispose d’un convertisseur d’impédance à transistor placé immédiatement après sa capsule de microphone à électret. Il dispose d’un circuit intégré pour façonner davantage le signal audio avant qu’il ne soit émis.
Sanken COS-11D
Le Sanken COS-11D est un exemple de microphone cravate miniature à semi-conducteurs.
Le Sanken COS-11D dispose d’un convertisseur d’impédance JFET à semi-conducteurs alimenté par une polarisation CC.
yéti bleu
Le Blue Yeti est un exemple de microphone USB à semi-conducteurs(numérique).
Le Blue Yeti n’a pas seulement un convertisseur d’impédance après ses multiples pilotes. Il nécessite également une technologie à semi-conducteurs dans son convertisseur analogique-numérique pour produire correctement un signal audio numérique.
des questions connexes
Qu’est-ce qu’un microphone à lampe? Un microphone à tube est un microphone actif qui utilise une électronique à tube à vide(plutôt qu’une électronique à semi-conducteurs) pour amplifier et convertir efficacement l’impédance du signal de la capsule du microphone. Les microphones à lampe sont connus pour leur caractère, qui ajoute de la saturation au signal du microphone. Ils nécessitent également souvent des alimentations externes.
Qu’est-ce qu’un microphone à condensateur? Un microphone à condensateur est un type de transducteur de microphone actif qui convertit le son en audio en utilisant des principes électrostatiques. Les condensateurs peuvent être conçus comme des composants électroniques à semi-conducteurs ou à tube et sont généralement plus précis et sensibles que les microphones dynamiques.
