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咪头，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，是和喇叭正好相反的一个器件(电→声)。是声音设备的两个终端，咪头是输入，喇叭是输出。又名咪芯，麦克风，话筒，传声器。& |. h* X# C: D( o! Q0 D
7 i% U2 z5 V5 Z5 L咪头分类
: |3 |7 D* Z+ W6 }" X, N1、从工作原理上分:炭精粒式、电磁式、电容式、驻极体电容式(以下介绍以驻极体式为主)、压电晶体式、压电陶瓷式、二氧化硅式等. g' v! E2 X* F
" B R& v+ u) l% Y- P8 a* M
2、从尺寸大小分,驻极体式又可分为若干种. C1 _+ Q) y( R& L- k1 E# X
5 K$ E6 P9 J# G: D. V6 y! ^6 QΦ9.7系列产品 Φ8系列产品 Φ6系列产品* u$ U6 T3 |9 Q+ T9 a
' V/ U b6 C) k: u. A
Φ4.5系列产品 Φ4系列产品 Φ3系列产品1 m: ]6 E [! v% x; a' }4 Y
' b' K F8 {- ^; a" r
每个系列中又有不同的高度* L( w7 r5 M3 A
/ F$ w4 z# P3 c3 p
3、从咪头的方向性，可分为全向，单向，双向(又称为消噪式). G8 v$ m+ q1 w' F+ f/ r- M4 O& q
1 A o, ?7 `0 A) T! I4、从极化方式上分，振膜式,背极式,前极式( B" N1 S" U& E
2 }. X8 h* I* u从结构上分又可以分为栅极点焊式,栅极压接式,极环连接式等
p& J* Q% W3 _8 L8 Y. c' C5 U( U
, P X! f! q* T {5 \5、从对外连接方式分# J; A0 Y( S$ q" ~) G! _
+ H0 Q @1 K/ e9 ?, @2 ?普通焊点式:L型
) n- F$ v& F' Q- j) p! d# c( |
5 o6 |* K+ Y% K# b. Q带PIN脚式:P型; ]) A6 u# `1 P) R% p0 |
; L" M5 R k8 S* X7 L同心圆式: S型& Q1 Y8 [5 s( R) J) _- x
" x( G3 w `: R& V. w' w结构5 K9 t' H+ h* J' _5 `7 S
以全向MIC,振膜式极环连接式为例
& i- n- x9 U0 v9 l2 B) u+ p
) `+ I0 [4 l+ U% J1、防尘网:
! W% X6 w8 h: y9 n+ R) L* ^ z, K+ } U2 E* x1 l' K4 f$ |
保护咪头，防止灰尘落到振膜上，防止外部物体刺破振膜，还有短时间的防水作用。" q8 r1 Z e- I6 w& b. U( t
, C. N; _, _6 L% S
2、外壳:
" Q+ v/ t2 C9 D, t. \! p4 y
7 i6 E/ Y" Z6 f5 ^3 ?整个咪头的支撑件，其它件封装在外壳之中，是传声器的接地点，还可以起到电磁屏蔽的作用。
2 y4 b+ |5 \; r1 \' A
0 ^; d( t+ t7 e$ D3、振膜:是一个声-电转换的主要零件，是一个绷紧的特氟窿塑料薄膜粘在一个金属薄圆环上,薄膜与金属环接触的一面镀有一层很薄的金属层,薄膜可以充有电荷，也是组成一个可变电容的一个电极板，而且是可以振动的极板。
5 p5 ^- s3 f8 ]0 ^6 i
3 |) F" E$ U' P" R3 V8 a( s4、垫片:: M1 q2 R1 W1 Y" M: C" o! I
6 {. E$ S8 E/ g/ f( j1 S8 t9 z支撑电容两极板之间的距离，留有间隙，为振膜振动提供一个空间，从而改变电容量。
+ X/ e6 I, F5 e( h+ U2 I) M+ c& O D1 Z' c5 A" `6 S4 `6 r* v
5、背极板:- q" I, ^7 S7 N
1 s1 T, H7 Z3 q, `0 E
电容的另一个电极，并且连接到了FET(场效应管)的G(栅)极上。
6 Z8 o+ k" ^/ V( C9 r
0 d3 a) K+ f/ {6 v- P, u8 Y2 |& d: w- z6、铜环:
" s$ e% X5 |# d( A
+ `0 w% v, D- z! A ~. \% q连接极板与FET(场效应管)的G(栅)极，并且起到支撑作用。3 T' u; d' h& n; z
5 L$ ~) A" S; p% m1 U p
7、腔体:3 I1 N ~5 k$ e9 P; I% @
: N$ e: Z+ ? \; O6 l固定极板和极环，从而防止极板和极环对外壳短路(FET(场效应管)的S(源极)，G(栅)极短路)。
) P. d% h' H- m2 g: L( e, M) [5 H' R* P0 O* g5 L1 |8 F
8、PCB组件:+ B. {5 l3 w' H0 S5 H8 B" C' q
8 Z4 z4 w# m% h* J# D' m) X( _6 K; o7 v3 A装有FET，电容等器件，同时也起到固定其它件的作用。
* q% U8 c4 d* u" O" J, [
2 W% r+ B8 q j" U: t9、PIN:有的传声器在PCB上带有PIN(脚)，可以通过PIN与其他PCB焊接在一起，起连接另外前极式，背极式在结构上也略有不同。) d* F7 b0 _: f; p% k* R2 M3 B; @* @
, i X- V, M9 q) |/ c
电原理图
( K7 n' v4 N+ ^1 S0 U% G7 TFET(场效应管)MIC的主要器件，起到阻抗变换或放大的作用，
' ~1 ~- G) x/ G, X% A+ m5 w' i7 I$ t+ }+ v
C;是一个可以通过膜片震动而改变电容量的电容，声电转换的主要部件。
5 O, R" {, @. m4 y7 o; m3 z9 J5 b1 G* U
C1,C2是为了防止射频干扰而设置的，可以分别对两个射频频段的干扰起到抑制作用。, z# a' @; N' r5 G
6 N m, G0 h7 E0 l5 ~: ` q, fRL:负载电阻，它的大小决定灵敏度的高低。
# Q) g( @0 n( D- L
% e& b0 Y" W+ \. V7 K& l2 iVS:工作电压，MIC提供工作电压! n( F+ ?3 J; t0 q) g# _
5 x; D3 Z$ `) v! z" h% q
:CO:隔直电容，信号输出端.; W* E$ G- J) c
9 ~+ l) U: ^8 P" r5 u( t4 }
工作原理
9 T- R0 A( z7 S$ w) `由静电学可知，对于平行板电容器，有如下的关系式:C=εS/4πkd…①即电容的容量与介质的介电常数成正比，与两个极板的面积成正比，与两个极板之间的距离成反比。
: i5 ?. B. \4 g& C# m/ w, }: `2 o8 M% N
另外，当一个电容器充有Q量的电荷，那么电容器两个极板要形成一定的电压，有如下关系式:C=Q/V ……②
9 y0 a; L; _, g& O( M- Q) K
7 U: S4 e. b% I1 v对于一个驻极体咪头，内部存在一个由振膜，垫片和极板组成的电容器，因为膜片上充有电荷，并且是一个塑料膜，因此当膜片受到声压强的作用，膜片要产生振动，从而改变了膜片与极板之间的距离，从而改变了电容器两个极板之间的距离，产生了一个Δd的变化，因此由公式①可知，必然要产生一个ΔC的变化，由公式②又知，由于ΔC的变化，充电电荷又是固定不变的，因此必然产生一个ΔV的变化。. O; Q7 S5 F- d: N+ L ?& O
' O: l) T% s3 _1 l3 ]8 v这样初步完成了一个由声信号到电信号的转换。
& d6 C! p0 \: j* a
. g6 g. Z& e) B6 p0 E由于这个信号非常微弱，内阻非常高，不能直接使用，因此还要进行阻抗变换和放大。
& m" e$ w0 `0 C) m! q% [# _% U/ S4 X6 Y, q: @( e9 u7 O7 }- b
FET场效应管是一个电压控制元件，漏极的输出电流受源极与栅极电压的控制。7 R/ y( d5 _) [- { q
# {3 V8 i8 D8 {+ K, d; s6 r由于电容器的两个极是接到FET的S极和G极的，因此相当于FET的S极与G极之间加了一个Δv的变化量，FET的漏极电流I就产生一个ΔID的变化量，因此这个电流的变化量就在电阻RL上产生一个ΔVD的变化量，这个电压的变化量就可以通过电容C0输出，这个电压的变化量是由声压引起的，因此整个咪头就完成了一个声电的转换过程。2 ` r+ j# _# B0 g
' N5 C% q& B! x7 S/ o' y; C4 T技术指标
. N; Q- G- V8 D+ L; o# ?) M7 q7 a咪头的测试条件;MIC的使用应规定其工作电压和负载电阻,不同的使用条件,其灵敏度的大小有很大的影响
7 O; v) P6 h5 D, ~
* l- U5 L* Q: |- |/ O" J/ n电压 电阻* i4 O) q* ~" { ^
( c. P% s: h1 F& ~) j2 ^% Z
1、消耗电流:即咪头的工作电流0 e4 e) u9 x6 V" w( T6 R
0 X0 a8 D9 \4 \% d主要是FET在VSG=0时的电流，根据FET的分档，可以做成不同工作电流的传声器。但是对于工作电压低、负载电阻大的情况下，对于工作电流就有严格的要求，由电原理图可知1 I) R6 A; Z# [5 M) q" ?
. H6 ~6 q L( \# e
VS=VSD+ID×RL ID = (VS- VSD)/ RL4 D0 D0 d2 ^! o0 p
0 A% Q9 S3 T, U/ K L( E- A% \9 W" j
式中 ID FET 在VSG等于零时的电流 o4 {9 k Z1 [' A
1 M$ q' O' u5 g5 B3 `2 z
RL为负载电阻
0 a" f. r0 O4 N$ {0 v. o2 S( e/ V8 I% ~5 G7 X- _
VSD,即FET的S与D之间的电压降/ C3 x t" ?' x2 B4 {4 ]( L
% `' F/ Z/ y7 } r8 A( {VS为标准工作电压$ ~' {9 I- e3 C% S% `$ I# Y
! \3 t; F0 I$ R3 h
总的要求 100μA〈IDS〈500μA- g3 H4 F/ b6 ?- u$ R. D
* [6 p7 J$ e' b; B0 s# P
2、灵敏度:单位声压强下所能产生电压大小的能力。
6 @5 D- ^, a0 n0 P1 b
% P5 y. e% z0 N6 R2 W6 e8 |单位:V/Pa 或 dBV/Pa 有的公司使用是dBV/μBar. S' P, L: z) T3 A
" _3 C0 v% n3 C; _( {2 G-40 dBV/Pa=-60dBV/μBar9 o* |/ T! R5 E+ h7 d1 u
8 Z+ g4 p5 x5 B+ W- e1 M0 dBV/Pa=1V/Pa/ {1 `" d9 ?5 C3 ^# @
2 F2 w7 x _. F" Y N: D
声压强Pa=1N/m24 b* s3 K( t/ D7 C1 L
# }) L3 S- U( T8 S# {
3、输出阻抗:基本相当于负载电阻RL(1-70%)之间。# T! t9 b. ~2 F' g' Y
5 f9 ?$ _* T* g/ n7 S
4、方向性及频响特性曲线:+ g r0 V9 M9 L
0 A `& h+ I# D9 l" L: Y1 ka、全向: MIC的灵敏度是在相同的距离下在任何方向上相等，全向MIC的结构是PCB上全部密封,因此,声压只有从MIC的音孔进入，因此是属于压强型传声器。4 G2 w1 e6 `' u" r! J' q: l
6 H( u) b9 n- Y6 Z% S6 {" a7 p
频率特性图:: n2 R. G) m1 T5 O6 |
+ n+ I8 G, n& ^4 D A
b、单向 单向MIC 具有方向性，如果MIC的音孔正对声源时为0度，那么在0度时灵敏度最高，180度时灵敏度最低，在全方位上呈心型图，单向MIC的结构与全向MIC不同，它是在PCB上开有一些孔，声音可以从音孔和PCB的开孔进入，而且MIC的内部还装有吸音材料，因此是介于压强和压差之间的MIC。
5 a: Q" n4 n% ~9 [+ y! @. R2 r
( i" b) B8 U% z4 o A8 P频率特性图:
2 f9 K' j i3 ^6 n! \$ c" L- d4 {' q2 e' l. Y( F
c、消噪型:是属于压差式MIC，它与单向MIC不同之处在于内部没有吸音材料，它的方向型图是一个8字型
. `8 B0 B9 I2 S, S- r/ e. j) c# F0 i' v# Q Q3 P) c
频率特性:
' |0 M+ [ P6 l
9 R) P1 P% n6 j5、频率范围:
% g0 J' Y8 y8 k( A( i n
8 Z7 G% T# w, E全向: 50~12000Hz 20~16000Hz; Q v% h7 I& t6 [0 l9 E
( T! c! X3 T8 \9 k
单向:100~12000Hz 100~16000Hz3 |1 q% x! F, V B# }( g
6 [% t9 h& L# G; _4 ]% B9 @消噪:100~10000Hz' O$ o+ N4 v: r# j
! j9 N3 d, t8 i# V+ @
6、最大声压级:是指MIC的失真在3%时的声压级,声压级定义:20μpa=0dBSPL
/ L& d4 m7 O) |6 K# W" V3 C0 c9 L% Z# S+ [: O
MaxSPL为115dBSPLA SPL声压级 A为A计权
* ^( R( ~. z* I1 g# h% A& m3 e8 ~7 l; X4 I& D, }$ @& d
7、S/N信噪比:即MIC的灵敏度与在相同条件下传声器本身的噪声之比，详见产品手册，噪声主要是FET本身的噪声
% ~* \$ |' U0 X) F E' l8 m8 G" D7 u( n0 Z
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发表于 2009-1-1 18:29:33