MIC传声器基础知识

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:
厚度测量炭精粒式
动圈式
驻极体式(以下介绍以驻极体式为主)
触摸屏调度台压电式
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  Φ8系列产品  Φ网络聊天系统6系列产品 
Φ4.5系列产品  Φ4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
PIN脚式:P
同心圆式:  S
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。
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FETG极上。
6:  极环:
连接极板与FETG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(FETSG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:
              FET
                D        RL              VS                                 
          G                             
              S                CO        OUTPUT                                                                                                 
    C        CI  C2             
                                MIC        G
FET(场效应管)MIC的主要器件,起到阻抗变换和放大的作用,
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.
VS: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        。。。。。。
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FETS极和G极的,因此相当于FETS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FETVSG=0时的电流,根据FET的分档,可以作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    IFET VSG等于零时的电流
        RL为负载电阻
        VSD,FETSD之间的电压降
        VS为标准工作电压
总的要求        100μAIDS500μA
2, 灵敏度:单位声压强下所能产生电压大小的能力。
单位:V/Pa      dBV/Pa  有的公司使用是dBV/μBa
                    -40 dBV/Pa=-60dBV/μBa
0 dBV/Pa=V/Pa
声压强Pa=1N/m2
3, 输出阻抗:基本相当于负载电阻RL-30%之间。
4, 方向性:
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
b, 单向 单向MIC 具有方向性,,如果MIC的音孔正对声源时为0,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
  频率特性:
 
  极性图
5, 频率范围:
全向: 50~12000Hz    20~16000Hz
单向:100~12000Hz    100~16000Hz
消噪:100~10000Hz 
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
MaxSPL115dBSPLA    SPL声压级          AA计权
无机粘结剂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。
:  MIC的测试方法
测试电路图         
        FET
aa
                D        RL                电流表                           
          G                                  VS
              S                CO        OUTPUT                                                                                                 
    C        CI  C2             
                                MIC        G
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70HZHE1KHZ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:要在消声室内进行磁带库备份,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,在用对数表示.
    6:最大声压级的测试,在消声室内,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%,这时候的声压级就是最大声压级,记做MAXSPL.应大于115 dBSPLA
  关于MIC手机的应用
      手机作为语言信传递是手机功能的一部份,对于语言信息而言冷却塔减震器,MIC是一个重要的部件,是语言信息的输入端.
1 MIC与手机的安装结构相匹配,应根据手机对MIC的予留尺寸选择MIC,(或根据MIC的系列尺寸设计手机外壳及PCB).
2 手机的外壳的开孔一般可以在ø0.8-ø1之间,开孔过大,不美观,开孔过小,会影响MIC的灵敏度.MIC在手机外壳应装到底,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.
                                              mic
                                             

本文发布于:2024-09-22 11:32:10,感谢您对本站的认可!

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