MIC基础知识简介.doc

传声器基础知识简介 ：一， 传声器的定义：：传声器是一个声 -电转换器件（也可以称为换能器或传感器） ，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，传声器 是输入，喇叭是输出传声器又名麦克风，话筒，咪头，咪胆等 . 二， 传声器的分类：1， 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2， 从尺寸大小分 ,驻极体式又可分为若干种 . Φ9.7系列产品 Φ 8系列产品 Φ6 系列产品 Φ4.5系列产品 Φ 4系列产品 Φ3 系列产品 每个系列中又有不同的高度3， 从传声器的方向性，可分为全向，单向，双向（又称为消噪式）4， 从极化方式上分，振膜式 ,背极式 ,前极式 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5， 从对外连接方式分 普通焊点式： L 型 带 PIN 脚式： P 型 同心圆式： S 型 三， 驻极体传声器的结构 以全向 MIC, 振膜式极环连接式为例1， 防尘网： 保护传声器，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2， 外壳： 整个传声器的支撑件，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。

3， 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4 : 垫片： 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5: 极板：电容的另一个电极，并且连接到了 FET 的 G 极上6: 极环：连接极板与 FET 的 G 极，并且起到支撑作用7: 腔体：固定极板和极环，从而防止极板和极环对外壳短路（ FET 的 S，G 极 短路）8: PCB 组件：装有 FET，电容等器件，同时也起到固定其它件的作用9: PIN：有的传声器在 PCB 上带有 PIN，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 .四， 、传声器的电原理图：FETRLCOVSOUTPUTCIMICFET（场效应管 ）MIC 的主要器件 ,起到阻抗变换或放大的作用 ,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 .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 .RL:负载电阻 ,它的大小决定灵敏度的高低 .V S: 工作电压 ,MIC 提供工作电压 :CO:隔直电容 ,信号输出端 .五， 驻极体传声器的工作原理： 由静电学可知，对于平行板电容器，有如下的关系式：C=ε· S/L ⋯⋯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。

另外，当一个电容器充有 Q 量的电荷，那麽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 对于一个驻极体传声器，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 的变化这样初步完成了一个由声信号到电信号的转换 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 ΔI D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，因此整个传声器就完成了一个声电的转换过程。

六， 传声器的主要技术指标： 传声器的测试条件 ;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电压 电阻1， 消耗电流：即传声器的工作电流主要是 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VS=VSD+ID×RL ID = (VS- VSD)/ RL 式中 ID FET 在 VSG 等于零时的电流RL 为负载电阻VSD,即 FET 的 S与 D 之间的电压降V S为标准工作电压总的要求 100μA〈 IDS〈 500μA2， 灵敏度：单位声压强下所能产生电压大小的能力单位： V/Pa 或 dBV/Pa 有的公司使用是 dBV/ μBar-40 dBV/Pa=-60dBV/μ Bar0 dBV/Pa=1V/Pa声压强 Pa=1N/m23， 输出阻抗：基本相当于负载电阻 RL(1-70%)之间4， 方向性及频响特性曲线：a， 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频率特性图：极性图具有方向性 ,,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 频率特性图：极性图c， 消 噪 型是属于压 差 ,它的方式 MIC, 它与单向 MIC 不同之处在于内部没有吸音材料 向型图是一个 8 字型频率特性 :极性图5，6，频率范围： 全向 单向 消噪 最大声压级 :是指 MIC50~12000Hz100~12000Hz100~10000Hz20~16000Hz100~16000Hz的失真在 3%时的声压级 ,声压级定义 :20μ7，七 : MICpa=0dBSPLMaxSPL为115dBSPLA SPL声压级 A为 A计权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。

的测试方法测试仪表 HY 系列驻极体传声器测试仪1:电流的测试 :由测试仪上直接读取电流值 (μA)2:灵敏度的测试 : 首先用标准话筒校准测试仪的声压级为 94dB,然后把待测 MIC放到已校准的声腔口上 ,用测试表笔测试 MIC的两个极 (注意两个表笔 的方向), 注意 MIC的工作电压和负载电阻 , 可以从测试仪上直接读取 70HZ 和 1KHZ的灵敏度 .3:方向性测试 :要在消声室内进行 ,B&K2012测试仪, ,B&K 旋转台测试. 4频响曲线的测试 :要在消声室内进行 ,B&K2012测试仪, ,B&K 旋转台测试 . 5:S/N 的测试,首先测试 MIC的灵敏度, 然后在相同的条件下在消声室内测试 MIC的噪声, 注意最好使用干电池 ,以减少因使用其它电源引起的测试误差 , 然后计算:S/N=灵敏度电平/噪声电平,再用对数表示 .6: 最大声压级的测试 ,在消声室内 , 用 B&K2012测试仪测试 , 逐渐加大声压级 , 并观察失真值 , 当失真值等于 3%时, 这时候的声压级就是最大声压级 , 记做 MAXSPL应. 大于 115 dBSPLA7:输出阻抗的测试方法 ,将声压加到传声器上 ,测量其开路输出电压 ,然后保持声压不变 ,在传声器 的输出端并联一个电阻箱 ,调整其阻值 ,使输出电压为开路电压的一半 ,此 时电阻箱的阻值即为传声器的输出阻值模值八 关于 MIC 在的应用 作为语言信息传递是功能的一部份 ,对于语言信息而言 ,MIC 是一 个重要的部件 ,是语言信息的输入端 .（一）:结构要求方面的1 MIC 与的安装结构相匹配 , 应根据对 MIC 的预留尺寸选择 MIC,（ 或根据 MIC 的系列尺寸设计外壳及 PCB）.2 的外壳的开孔一般可以在 ?0.8 - ?1 之间,开孔过大 , 不美观, 开孔过 小, 会影响 MIC的灵敏度 .MIC 在外壳应装到底 , 之间不应留有间距 , 因为留有间距相当于在 MIC 底部与外壳之间形成一个空腔 , 会对声音的 某一些频率产生共振 ,从而改变了 MIC的频响特性 .3:在或座机上使用 MIC 时 ,还要防止喇叭与 MIC 之间通过空间 ,内部或外 壳产生回授自激啸叫 ,适当选择 MIC 的灵敏度和调节喇叭的音量可以消除 空间回授 .在喇叭和 MIC 与外壳接触面上加减振材料 ,可以消除通过机壳回 授，内部割断音频的通道，防止声音从喇叭通过内部的音频通道 回收到 MIC 。

关于在使用状态下啸叫的原因： 总的来说是一种闭环的自激现 象，也就是说在使用时， 从喇叭发出的信号经过一定的衰减之后 翻过来又送回到 MIC ，当回授的信号大于原先送入的信号时， 这时音 频回路的总的增益大于 1 时，就产生了啸叫 ,，形成啸叫的途径大约 又三种（1）喇叭发出的声音经过空间从机壳的外面回授到 MIC （ 2）喇叭发出的声音经过机壳的内部的声音通道或空间回授到 MIC（3）另一个途径是因为喇叭和 MIC 是装在同一个机壳上的，如果 喇叭或 MIC 的减震效果不好的话，那么喇叭的振动，通过机 壳传到 MIC另外 MIC 的前端如果有空腔的话，会对某一高频产生共振，从而 产生高频啸叫解决的途径：（ 1）减少喇叭与 MIC 之间的耦合，在允许的范围内， 尽量的减少喇叭的输出，减小 MIC 灵敏度，从而减少耦合（2）在内部尽可能的切断声音的通路，尽可能的把喇叭 与 MIC 进行隔离3）喇叭与机壳的固定尽量加减振垫，以防引起机壳的振动（4）MIC 的前端尽可能的不要留有空间，以防高频自激 4: MIC 与的连接 .与 MIC 的连接方式比较多 ,有直接焊接式 :MIC 与直接焊接式 ,如 P 型 MIC 的 PIN 直接焊在 PCB 上 .但要注意焊接时间和温度 ,容易通过焊接使 MIC 损坏或性能改变 ,不便于维修更换 MIC. 目前较少 使用.压接式 :MIC 与的 PCB 通过导电橡胶或弹性金属簧片或弹性金 属圆柱连接.例如 S型MIC 的连接各种胶套 .使用组装方便 ,维修方便,但是价格较高 （因为胶套较贵 ）,有时会出现个别接触不良现象 ,使用较 多.导线连接式 :用导线或 FPC连接 MIC 和PCB,例如 L型MIC 通过导线或 FPC连接 到的 PCB 上,使用方便焊接对 MI。