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咪头
ca88亚洲城ca888亚洲城官网市亚洲城88游戏娱乐科技开发有限公司作者:ac88亚洲城2017-12-27 11:11:41亚洲城娱乐290次
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。
 
中文名 外文名 功能
咪头 Microphone  转换器
 
目录
 
1、咪头的选择
2、咪头的生产
3、咪头的主要技术指标
4、咪头的分类
5、驻极体咪头的工作原理
6、驻极体传声器的结构

 
咪头的选择:
1.1.灵敏度(感度)
一般定义为:传声器声电转换的效率。用dB表示。在相关传声器的测试标准中设定为  0dB=1V,所以传声器的灵敏度值均为负值。例如:-58dB 传声器的灵敏度一般在 ―28----―66 dB之间选择,不同的用途就有着不同的灵敏度要求。例如:笔记本电脑的灵敏度值要求就比较高,要在―27db左右,而蓝牙耳机则比较低,只要-62db左右就可以。
必须提及的是:传声器灵敏度的高低不仅是传声器自身的灵敏度决定的,还与电路中的电阻R有关。这个电阻的大小直接影响到传声器的灵敏度。同样一个传声器,如采用不同的R值,灵敏度就完全不同。例如:R值为1k和2k时,灵敏度可相差近7db!所以灵敏度是有条件的,传声器生产厂家一般要给定测试条件,通常为:2.2k 、3v 。
 
1.2.频率响应
一般定义为:传声器在音频传输中频率各点所对应的灵敏度的一致性状态。传声器的频响范围大夺标称为20-----20khz,一般认为,这种一致性越趋一致,整个频响曲线越平越好。但在实际使用中并非如此。如:在电话机中,就希望传声器的频响曲线是斩头去尾的草垛型。这样可以最大限度的克服低频噪声和高端啸叫。航空耳唛中的传声器则要求削掉700hz以下的成分,以避开飞机发动机的低频噪声频率。在一般的会议传声中则希望降低4000hz以上的频率,以克服啸叫。
而在超声传输中,则要求传声器的频响15khz以上高端灵敏度越高越好。所以传声器的频响也应该视用而异。
 
1.3.电流与阻抗
咪头内部有一个场效应三极管,其作用是阻抗转换和信号放大,所以咪头工作必须要加一个直流电压,可在1.5--6v之间选择。咪头的电流值正常情况下取决于FET(场效管)的电流值。一般在0.15--0.5mA之间。在这里,FET是一个恒流源,当咪头的外加电压、电阻变化时电流值基本不变。因此,我们可以认为咪头的电流值就是FET的电流值。FET电流值与自身的放大增益指标即跨导(相当于晶体管的放大倍数)、自身的阻抗值有关。一般认为:在一定的范围内,咪头的正常电流值越大、阻抗也就越低、放大能力就越高、咪头的灵敏度也就越高。
 
咪头的阻抗生产厂家一般标定为:2.2k,事实上,咪头的阻抗是个范围值,而不是点值。实践中咪头的阻抗在700欧姆---3000欧姆之间,不少用户用万用表测阻抗其实是不对的,万用表测得的只是咪头FET的直流电阻。
 
咪头的阻抗值不仅影响到咪头本身的灵敏度,更重要的是影响到使用咪头的电器的指标,就是说,咪头的输出阻抗一定要与使用咪头的电器的放大器的输入阻抗匹配,才能获得最大传声增益。
 
1.4.噪声的产生与克服
咪头的噪声分自身的本地噪声,和外界的干扰噪声。由于咪头的场效应管电流值很小,本地噪声已很小。金属外壳接地不良、封装不良、是噪声的主要ca88亚洲城。特别在手机等高频设备中,当咪头外壳与PCB版的接触电阻大于1欧姆,就会产生明显的高频调制干扰,即所谓的电流声、蚊鸣声。
 
咪头的主要技术指标:
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。
电压 电阻
2.1.消耗电流:即咪头的工作电流
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
VS为标准工作电压
总的要求 100μA〈IDS〈500μA
2.2.灵敏度:单位声压强下所能产生电压大小的能力。
单位:V/Pa 或 dBV/Pa 有的公司使用是dBV/μBar
-40 dBV/Pa=-60dBV/μBar
0 dBV/Pa=1V/Pa
声压强Pa=1N/m2
2.3.输出阻抗:基本相当于负载电阻RL(1-70[%])之间。
2.4.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:
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。
频率特性图:
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:
2.5.频率范围:
全向: 50~12000Hz 20~16000Hz
单向:100~12000Hz 100~16000Hz
消噪:100~10000Hz
2.6.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
MaxSPL为115dBSPLA SPL声压级 A为A计权
2.7.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。
 
 
 
咪头的分类:
3.1.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  
3.2.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 Φ6系列产品    Φ4.5系列产品 Φ4系列产品 Φ3系列产品    每个系列中又有不同的高度  
3.3.从咪头的方向性,可分为全向(无向),单向,双向(又称为消噪式)   
3.4.从极化方式上分,振膜式,背极式,前极式  
3.5.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    
3.6.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/A型  
 
驻极体咪头的工作原理:
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
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。
咪头的电原理图
FET(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。
VS:工作电压,MIC提供工作电压。
CO:隔直电容,信号输出端。
 
 
 
 
咪头的生产:
5.1.所需设备 
说起来,有意思。生产普通咪头的基本设备投资并不大,30万元就可以搞一个月生产100万只普通咪头的产能规模。应当指出,是密集劳动型的,多数工序是在手工机械状态下。自动生产线就贵多了,至少要150万以上。这里不作赘述,有对此感兴趣的我可提供从0万---50万的起步方案预算。
5.2.工艺
无论是密集劳动型,还是自动生产线,清洁是最基本的工艺要求。一致性是咪头生产的关键和难点,中档率又是重中之重。工艺并不复杂,技术含量一般。 
5.3.市场展望
咪头的需求量相当大,仅国内手机市场2005年就达600000000之多,mp3 、mp4、数码相机、电话机得用量就更大。随着技术的进步、需求的不断更新,咪头的种类也越来越多:单向咪、双向咪、抗噪咪、硅晶咪、超声咪、次声咪、标准咪不胜枚举。国内的咪头生产较有实力的集中在山东的潍坊市、广东的ca888亚洲城官网、东莞(博林电子)。还有江苏的苏州、浙江的宁波。
 
驻极体传声器的结构:
 6.1.防尘网:  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。
6.2.外壳: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。  
6.3.振膜:是一个声-电转换的主要零件,是一个绷紧的特氟珑塑料薄膜(聚氯乙烯)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。  
杜邦膜:FEP,PTFE,PFA,PET等,FEP是美国杜邦公司生产的一种特氟珑薄膜叫聚全氯乙丙烯,在驻极体传声器方面,主要用于电荷的存贮,因为内部有很多的势阱。 
6.4.PPS膜:是一种不能存贮电荷的薄膜叫聚苯硫醚,在驻极体传声器方面,主要用于背极式和前极式的振动膜片。   
6.5.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。    
6.6.背极板:电容的另一个电极,并且连接到了FET(场效应管)的G(栅)极上。    
6.7.铜环:  连接极板与FET(场效应管)的G(栅)极,并且起到支撑作用。    
6.8.腔体:  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)。 
6.9.PCB组件: 装有FET,电容等器件,同时也起到固定其它件的作用。  
 6.10.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。