Le microphone est un transconducteur qui transforme l'énergie acoustique en énergie électrique. La transformation de l'énergie acoustique en énergie électrique et réciproquement ne s'effectue pas directement. Il y'a un passage par instant intermédiaire, celui où l'énergie est emmagasinée par un solide qui se meut.
Trois grands principes sont utilisés:
- Le principe piézo-électrique
- Le principe électrostatique
- Le principe électrostatique.
Le microphone transforme une information acoustique présente dans un milieu ambiant en une information électrique présente aux connexions électriques de sa sortie.
Différent types de microphone
Microphone à charbon
Le fonctionnement repose sur les contacts imparfaits, sur les molécules de charbon entre elles. Les granules de charbons remplissent un volume fermé de membrane. Le déplacement de celle-ci entraîne une variation de résistance qui est transmise par le transformateur, c'est le plus vieux système de microphone. Il a été utilisé par tous les appareils électroniques jusqu'aujourd'hui. Il a été inventé par M. Hughes.
Les microphones électriques
La piézo-électricité désigne la propriété qu'ont certain matériaux de fournir des charges électriques quant ils sont contraint mécaniquement et réciproquement de se déformer sous l'action des charges électriques.
Ce sont les ondes de pression provenant de la bouche de l'opérateur qui déforme le cristal qui est à l'intérieur du microphone. Ces microphones présentaient de bonnes caractéristiques donc les tensions élevées. Leur haute impédance obligeait les câbles courts. Ces microphones sont très peut rependus.
Microphone à condensateur
Ce microphone est avant tout formé d'un condensateur d'où son nom. Pour fonctionner, le condensateur doit être polarisé par une tension électrique de l'ordre de 50 à 60V Les déplacements de la membrane entraîne une variation de capacité qui est traduit par une variation de tension aux bornes de sa résistance de charge. D'une qualité exceptionnelle ce sont les microphones essentiellement utilisés en studio.
On peut citer:
- Les microphones électromagnétiques ou à bobine mobile.
- Les microphones capteurs de guitare.
- Les microphones à électret: Ce sont les microphones à condensateur n'ayant pas besoin d'une polarisation aussi élevé pour fonctionner.
- Les microphones mixtes.
- Les microphones à pression.
Principales caractéristiques des microphones.
- Le diagramme de directivité
- La sensibilité
- La courbe de réponse
- L'impédance et l’adaptation
Diagramme de directivité
Le diagramme de directivité illustre les directions pour lesquelles le microphone favorise la quantité de son reçue.
Il est possible d'atténuer les sons en provenance de l'arrière par rapport aux sons en provenance de la droite. C'est le cas des microphones unidirectionnels.
La sensibilité
La sensibilité d'un microphone représente sa tension de sortie en fonction de la pression acoustique ambiante. La pression s'exprimé en N/m2 ou en Pascal (Pa).
La courbe de réponse
Pour un microphone la courbe de réponse est utile pour connaître la linéarité ainsi que la plage de fréquence qui veut transiter.
1 Pa → 1N/m2
10 mbar → 1N/m2
Adaptation d'impédance
L'impédance d'un microphone est la valeur de la résistance de transductance. Plus la valeur de la résistance de charge est grande, plus la tension de sortie du microphone VC se rapproche de la force électromotrice ou tension à vide. L'impédance du microphone est adaptée à celle de l'amplificateur Rinter mic=Rcharge. Dans ce cas la puissance transmise est maximale. L'impédance du microphone est importante pour la longueur des câbles.
La synchronisation des impulsions avec les réseaux réside dans le fait qu'à la fin des autres alternances, le condensateur est complètement déchargé. Ainsi d'une alternance à la suivante, la première impulsion (impulsion utile) arrive toujours avec le même angle de retour.
Transistor unijonction programmable PUT
Structure et fonctionnement
Le PUT présente des caractéristiques semblables à celui de l'UJT. Cependant c'est un semi conducteur à structure PNPN semblable au thyristor et donc la gâchette est reliée à la couche interne proche de l'anode.
La gâchette est polarisée à la tension VG par le pont R1:
- Quand VA<VG: la diode anode gâchette est bloquée et la jonction laisse passer un faible courant.
- Quand VA>VG: Un courant circule entre A et G et le PUT se déclenche, cela a pour effet de réduire la résistance gâchette cathode à une faible valeur. Ainsi lorsque IA croit; VAK décroît jusqu'à Vv zone comprise entre le pique et la vallée est dite zone d'instabilité.
Le transistor est dit programmable parce qu'on peut contrôler le rapport intrinsèque du PUT ainsi que ib et iv par les résistances externes R2 et R2
VG est fixée par R1 et R2 et détermine VP qui est la tension de pique. Quand VC atteint VP, le PUT laisse passer un courant. C se décharge brusquement, une impulsion apparaît aux bornes de RK. Lorsque VC atteint Vv le PUT se bloque et le cycle recommence.
On montre que la période T des impulsion est:
Probatoire A-ABI 2021 Epreuve de littérature ou de culture générale