Vervanger voor koolmicrofoon

Koolmic

Koolmic Veel oude (amateur)apparatuur maakte gebruik van een koolmicrofoon – een type dat in de handel sinds het verdwijnen van de T65 telefoon niet meer verkrijgbaar is. Maar zo'n koolmicrofoon is meestal niet zomaar te vervangen door een electret of dynamische microfoon: ten eerste liep er vaak een niet te verwaarlozen stroom door de microfoon en ten tweede werkte deze als natuurlijk bandfilter voor de menselijke stem.

 

Een koolmicrofoon was letterlijk een doos met kool: een afgesloten compartiment met koolstof dat aan één kant voorzien was van een membraan. Onder invloed van de geluidstrillingen drukte het membraan de koolstof meer of minder samen. Daardoor veranderde de weerstand van de koolstof en door de stroom die er doorheen liep, ontstond er een wisselspanning over de microfoon die evenredig was met de geluidsdruk. Onderstaande schakeling is te gebruiken als vervanging van een ouderwetse koolmicrofoon.

Schematic

Als we naar het schema kijken, zien we een conventioneel ogende DC-gekoppelde, uit drie transistoren bestaande versterkertrap, waarvan de uitgangsspanning wordt gesuperponeerd op de voedingsspanning. Op deze manier is de microfoon/versterker-combinatie in elektrisch opzicht volkomen compatibel met de eerdergenoemde koolmicrofoon, alleen is het geluid stukken beter. Aangezien een elektret-microfoon doorgaans een uitgesproken rechte frequentiekarakteristiek bezit over een zeer groot bereik, is het aan de versterker om hier het voor koolmicrofoons gewenste doorlaatgebied uit te filteren. Voor een goede verstaanbaarheid wordt daarvoor meestal het gedeelte tussen ca. 500 Hz en 4,2 kHz aangehouden.

Om dat te realiseren, wordt het microfoonsignaal allereerst door een hoogdoorlaatfilter geleid; dat bestaat hier uit het netwerk C1/R2. De laagdoorlaatfiltering op 4,2 kHz vindt plaats met behulp van C3 en R4; laatstgenoemde componenten zijn opgenomen in het terugkoppelnetwerk tussen T2 en T1. De condensatoren C2 en C6 hebben tot taak om HF-stoorsignalen te onderdrukken, die mogelijk door de bedrading of de elektret-microfoon worden opgepikt. Het netwerk R6/C4 is toegevoegd om de stabiliteit van de versterker te verbeteren. Het DC-gedrag van de versterker is zodanig dat het lijkt op dat van een koolmicrofoon, namelijk een nietlineaire weerstand. De dioden D1…D4 aan de uitgang van de versterker vormen een dubbelfasige gelijkrichter, welke een voedingsspanning levert die redelijk onafhankelijk is van de lijnstroom (die kan namelijk tussen 15 en 150 mA variëren, afhankelijk van het gebruikte apparaat etc.). De gelijkrichter zorgt tevens dat de polariteit van de voedingsspanning altijd juist is. Voor het audiosignaal vormt de gelijkrichtbrug absoluut geen belemmering, aangezien de dioden geleiden ten gevolge van de stroom die door de lijn loopt. Het feit dat voor D1 en D2 zenerdioden zijn gebruikt, heeft alles te maken met de beveiliging van de schakeling. Zolang de lijnspanning onder de zenerspanning blijft, gedragen D1 en D2 zich als normale dioden. Wordt de spanning hoger, dan houden zij de voedingsspanning van de schakeling in combinatie met R12 binnen veilige grenzen.

De schakeling kan het beste worden opgebouwd op een stukje print. De elektret-microfoon wordt met korte draadjes op de met “MIC” gemerkte punten aangesloten. Het geheel kan in een op het origineel lijkende behuizing ingebouwd worden. Als de zaak op zijn goede werking is gecontroleerd, kan de print definitief worden ingebouwd. Daarbij wordt de koperzijde eerst ingespoten met beschermende spray, teneinde de print terdege te beschermen tegen de corroderende uitwerking van de menselijke adem.

Met deze schakeling klinkt een historisch apparaat weer helemaal origineel, alsof de koolmicrofoon weer gebruikt wordt!