Preamplificador para Micrófono Electret – Parte 1

Introducción

En esta sección, se muestran algunos ensayos prácticos, realizados con respecto a la polarización de micrófonos Electret. La idea es iniciar una serie de capítulos en los que se mostrará el diseño de diversos Pre-Amplificadores usando micrófonos Electret.

Descripción

Los circuitos que se pretenden diseñar son solo simples Pre-Amplificadores para micrófono que se puedan alimentar a batería o con fuente de alimentación.

Para iniciar con el diseño de estos circuitos haremos primero algunos ensayos.

Los micrófonos usados son los de condensador tipo Electret, que requieren polarización a través de una resistencia que también la alimenta. La mayoría de estos micrófonos incluyen un pequeño transistor FET interno para amplificar la débil señal del micrófono propiamente dicho (En nuestro caso es el transistor K596) y externamente se presentan como componentes que no son lineales con el voltaje.

En el siguiente gráfico, se ensaya un micrófono electret a diferentes niveles de voltaje de polarización, usando una resistencia en serie:

Se puede apreciar que la zona de trabajo en voltaje es hasta los 10V, mas o menos. A partir de ese valor, el consumo crece peligrosamente y no es una zona de trabajo recomendable. También el ruido que se genera es excesivamente alto en esta zona.  Para valores bajos de polarización el consumo se mantiene más o menos estable, lo que permite grandes variaciones en cuanto al voltaje de alimentación. Hay que destacar que la polaridad es importante, no sólo por la correcta polarización del FET interno sino también porque en la mayoría de casos la cápsula de aluminio que cubre la pastilla está eléctricamente unida al terminal negativo, por lo tanto los diseños deberían tener tierra negativa para obtener buenos resultados y aprovechar el blindaje de la cápsula del micrófono.

Es necesario polarizar este tipo de micrófonos, ya que de otra forma no funcionará. Los micrófonos de bobina no requieren este tipo especial de polarización y se pueden conectar casi directamente al preamplificador.

La polarización de los micrófonos usados es la que se muestra. Consiste en una resistencia conectada a la fuente de alimentación V+, que debe ser libre de rizado, aunque es relativamente insensible a pequeñas variaciones.  La señal del micrófono se manifiesta como variaciones de tensión en 1, que en el mejor de los casos es de algunos milivoltios.

El rango de voltajes de alimentación es bastante amplio, y por propia experiencia puedo decir que pueden trabajar muy bien desde 3V hasta 50V o más, teniendo cuidado de elegir la resistencia de polarización adecuada (Tal vez también se pueda lograr buenos resultados con una fuente de corriente). Este valor por lo general debe ser tal que haga que la resistencia dinámica para la corriente de polarización sea comparable a la resistencia de polarización o dicho de otra forma, el voltaje en 1 debe ser cercano a un medio del voltaje de alimentación.

Cuando el voltaje V+ baja, también baja el nivel de señal obtenido en 1, así se puede implementar un control de ganancia por voltaje.

Como 1 no varía linealmente con V+, se puede trazar una curva de voltajes (R1 = 6.8K):

El condensador desempeña la función de acoplo para CA, y se puede usar además como parte de un filtro pasa alto si se conoce la impedancia de entrada del preamplificador. Esta configuración de acoplo-filtro se verá también en posteriores diseños cuando se requiera simplificar el circuito de audio.