灵敏度声学探测器源于19世纪末。最初的声音传感器是碳粉接触式麦克风,由美国的 E. Berliner 和 T. Edison,英国的 D. Hughes独立发明。这种麦克风将碳粉颗粒压缩在两片金属板之间,然后在两侧加上电压。传入的声波使得其中一个金属膜片产生振动。在压缩过程中,碳颗粒变形而增加了相互接触面积,使接触电阻下降引起电流增加。随着膜片运动使得声音可以通过电流变化记录下来。
从Audrey设立以来,语音识别的计算方面已经有了长足的发展,语音传感器也接受了严格考验。出现了铝带式麦克风、动圈式麦克风、碳粒麦克风等,但先后淡出市场,而电容式传感器却一直是主流。1916年美国西部电子工程实验室的 E. C. Wente 发明了电容传感器,利用一个电容器平板之间的电压与间距有关的物理效应。在一个固定的背板和一个运动的薄膜两面加上电压,随着外部声波振动的薄膜引起电容两端电压的变化,由此可以计算出不同频率声波引起的振幅变化。
贝尔电话实验室的 G. Sessler 等人于1962年发明了驻极体电容麦克风(ECM)。驻极体材料(如聚四氟乙烯)具有本征的表面电荷,可以在电容器两端保持固定的电压,从而降低了输入功率。直径为 3—10 mm的 ECM 占据了麦克风市场大约50年时间。然而,减小传感器尺寸会导致信噪比和稳定性下降,特别是在温度变化的环境中。
与时俱进的语音传感器。自从19世纪E. Berliner (左),T. Edison和D. Hughes首次发明了碳粒麦克风以来,语音传感器经历了很大进展;(中)驻极体电容麦克风;(右)MEMS电容式麦克风