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发表于 2009-1-1
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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。
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咪头分类" x5 f: K0 E) k) Z$ l& r
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
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2、从尺寸大小分,驻极体式又可分为若干种.9 \; @ }& J3 n+ |$ n1 }
5 C6 @1 S$ t& I5 N0 Z1 r' u* h, b
Φ9.7系列产品 Φ8系列产品 Φ6系列产品. i4 \8 g6 G6 u" B( R
- e r2 R \; }5 Y2 O3 F; n
Φ4.5系列产品 Φ4系列产品 Φ3系列产品
! w) V) d# X3 Q' {: [/ K" }8 ?
每个系列中又有不同的高度
5 B1 V5 [7 U& q
2 \& W; V. J# P ~( b1 m- L" `3、从咪头的方向性，可分为全向，单向，双向(又称为消噪式)
! Q8 m( c6 u% U! U* d0 J; M0 Z% O! g9 q# N" h, Z
4、从极化方式上分，振膜式,背极式,前极式. k+ v5 D, @/ N9 E' K
, N3 O3 J1 y3 }! z1 ?, E, T; f% r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# J, E4 @6 M: {9 o2 k
: L3 A2 h4 Y; D# w# w' i2 t5、从对外连接方式分
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9 E" C8 h |& j W: ~" D% V, [- }5 |普通焊点式:L型) M, H$ C' `; W6 K( ?7 A
8 a& u" m$ O4 `) N! C) z' S带PIN脚式:P型
0 l! q( x1 X( P6 M: h/ m, N8 D( c( d t; K: x5 S* q. e
同心圆式: S型) ` r) [6 w, K3 {/ X
( h1 g' @" ^" ~" V7 U; e
结构5 S2 g8 {2 S& a$ v# j
以全向MIC,振膜式极环连接式为例
" W; Q" {% K" H# y* P7 y( M2 A5 y
) y. q7 G0 u3 p5 H1、防尘网:
( v8 S" p2 e! a {
) Z* w7 r9 s! o: m/ e9 y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。
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8 U- G' A3 O8 n: |3 T2、外壳:
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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。
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7 T8 s+ ?: S1 L& r# a0 ?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。# k9 J: G4 Q3 u$ `0 Z3 t/ N
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4、垫片:9 t$ d% {# |. |( c4 h
# t* _' `2 E+ {; X+ _1 o0 q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。; \& j8 ]/ F1 i7 ?5 j6 z! A/ J
% A5 U0 X0 S1 }, v
5、背极板:, w/ K9 s( U# v$ x+ t
6 A% x$ ^( G, z9 j& ?电容的另一个电极，并且连接到了FET(场效应管)的G(栅)极上。5 H" p" Y, O6 h" ^
3 }0 R& o. d# t# @6 P- V4 q4 H( _
6、铜环:
0 u5 C; H# ~6 `1 Y7 ]2 B1 }& ]% s. Y# _6 J8 I6 p) T- d2 r. ?# W
连接极板与FET(场效应管)的G(栅)极，并且起到支撑作用。; F8 T. p8 |% Q% n' i4 J
$ q5 W W3 u) h7 Q: E% f7、腔体:
0 `* @1 E# n- s5 w" q2 [# w
4 q6 c0 f( A) ]( O* z% \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)。: ~. N/ T; i6 H& K9 J6 K u! t/ F
% J3 e1 M" z( W( F. P8、PCB组件:( f1 q/ G: z5 M7 ^$ {. m; V; [
: S' ]; ^6 H1 o装有FET，电容等器件，同时也起到固定其它件的作用。) S* Y h5 A; j
% \" _+ ] D0 o* Z9、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。. k* U( y+ h P1 p7 Y G
0 r& S8 v2 C- v" g$ L电原理图
* x' {$ ?) E; G& X. j1 LFET(场效应管)MIC的主要器件，起到阻抗变换或放大的作用，6 h, o- v( K- o. G, {0 }
. Q! ]3 ^* D5 B- C2 H0 Y
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。' X" R/ G& C. T/ j4 X* G$ D9 }
4 F0 j; G1 y( z2 e3 a1 q
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。3 O+ l/ g" C6 S9 H# E0 o
' \& p( L) J: \+ ~6 b" gRL:负载电阻，它的大小决定灵敏度的高低。; e. m3 e" G9 H2 b& Z
/ ^" S; e: ]0 E4 B* gVS:工作电压，MIC提供工作电压
9 w0 C. ~% P" D- E
. c' N g2 f( J" ^5 T5 P' c:CO:隔直电容，信号输出端.! K! K9 c) ^. Y' h+ ?& [0 I8 R
8 X5 e5 E( ^; Z) `
工作原理
3 _! I( b: l1 B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。- o0 K1 m* Z5 Z& P- H+ M$ t, s7 S% e3 T
) o h) m7 i# ~
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
; E! s, }/ X s R$ f2 ~3 z& _. z6 K" M: 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。
; u, k/ q" w( J9 r2 ?2 w
: H: ^/ G+ m5 y# P" U ]这样初步完成了一个由声信号到电信号的转换。1 P8 h% W) W ^$ m8 `& Y; z
, C$ J$ B* y3 `) E5 s8 s/ O" y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。7 m" {/ d. t3 ^6 Z( A2 A
' z U' e9 b: f( f% \ eFET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。) y, a, R7 R9 k" U+ B6 p
, ^ l' T- f* ]- w# @2 m" z; z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。
# I& G, q, _, q
% O/ r9 ~9 M/ Z6 J7 q7 ^( A技术指标
0 l2 g$ X6 I6 }6 M4 B$ n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0 L9 J( o6 \% M# T
8 s% g+ s+ L c2 Q: c. C; V" I电压 电阻9 M1 W0 }2 S: s' y, B
8 S0 P' \5 @4 ~. \8 @5 W1、消耗电流:即咪头的工作电流
7 S* { U9 k" l, Y7 J9 |; \ R/ q1 z" F- ]$ o% ~4 A/ _+ }
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
/ C, |8 r" I# |5 K& p
x! V/ S' q# p% q1 r: g+ y: YVS=VSD+ID×RL ID = (VS- VSD)/ RL, ~: \, Z8 g v3 R I J) x+ E
2 z& B4 {* S1 @( T" ~7 p
式中 ID FET 在VSG等于零时的电流, f( h1 f$ E8 P1 S" h6 K) k
3 K8 h$ O# ?( p8 v6 pRL为负载电阻
/ Q$ R' v* w; _# t. \9 {. L8 S) I6 j$ Z4 \* M& X
VSD,即FET的S与D之间的电压降
+ l3 N! h7 |( O
% d+ ]& T( @. H- sVS为标准工作电压
0 p- B4 g, C1 Q! \& v) \7 F
+ _# O5 L; [! b" a总的要求 100μA〈IDS〈500μA( U$ @+ W' W* I$ L/ R7 N
1 T2 g$ C8 Q4 i; S& V2、灵敏度:单位声压强下所能产生电压大小的能力。- C, D: u& u$ K6 A2 e! i; |5 d
+ Z& T, f8 A6 ^
单位:V/Pa 或 dBV/Pa 有的公司使用是dBV/μBar
5 h6 i2 R$ }/ t: o8 @( E5 y: _1 M5 `
-40 dBV/Pa=-60dBV/μBar
2 _4 n8 Q* @. U* x9 ?0 k$ [7 [. K/ j, L; q7 X4 c
0 dBV/Pa=1V/Pa5 M0 _8 ]* t5 u- q; F- q
! }: k8 g% \0 f9 W& T N' d+ Q* ^声压强Pa=1N/m24 W1 n N% u$ C j
8 P$ P' s0 D, ^- R% J3、输出阻抗:基本相当于负载电阻RL(1-70%)之间。
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. f8 e' T" F8 `& N) p* l. [/ K4、方向性及频响特性曲线:
+ k: [* K0 M% u4 Y1 }% R
1 `2 c7 k! D6 U* k( Ta、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。
" x4 z! W6 _4 X) V9 f7 o) D# O3 X- E! s
频率特性图:/ s5 r4 n" m$ ^/ @6 r" r
8 L5 L8 ]' z8 Q, cb、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。
6 M% c8 T. U' q9 T+ A4 t/ n2 F7 c5 J; Q6 t" W
频率特性图:
* `1 e1 l: ]5 {1 H; m/ i2 M9 s& ?- e% C. w
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4 V- Q3 C' Z/ N; C) h* a; _( S
7 i( O$ p+ p. b/ Z( W- r z
频率特性:# o* _5 h5 x: E. k' ^2 ~2 ?
( O- o* e* k4 b, V ]( |" k
5、频率范围:! P4 a6 z& R% r6 U! x( _! s. ?
, J% Q/ m4 W7 S! m8 n- u
全向: 50~12000Hz 20~16000Hz
: S2 ^4 n( Z) L2 K0 c8 J6 B/ M- a1 S$ G8 a3 F1 l& Z
单向:100~12000Hz 100~16000Hz0 Y7 x# t# b' T" L* C
! B8 R1 t6 s/ I% k! W/ h) m消噪:100~10000Hz3 Y$ W. N" B3 c; C. n
' x6 y' [6 M' w* A4 q
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
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2 `4 o @& a7 X9 q3 z+ x7 wMaxSPL为115dBSPLA SPL声压级 A为A计权! ? U4 |( n% V2 z; D. q! m
% Z4 ]( Z ~# M7、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
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