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SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTDMIC（传声器）知识简介—结构专题SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD目录：1.MIC定义2.MIC的分类及介绍3.驻极体电容传声器（ECM）专题3.1工作原理3.2结构图3.3分类及特点3.4常用规格尺寸4.数字式（MEMS）微型硅麦专题4.1工作原理4.2结构图4.3优点4.4常用型号及尺寸5.MIC相关性能指标参数6.MIC结构设计及注意事项7.MIC未来发展趋势SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD是传声器的简称，英文书写为“Microphone”,又称话筒。北方俗称“麦克风”，南方俗称“咪头”或“咪”，也有地方称呼“咪胆”。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。1.MIC的定义SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD本节说讲的MIC分类实际是指传声器的分类。从工作原理，可分为：炭精粒式，动圈式，电容式，压电式，微机电（MEMS）新型MIC。电容式传声器又分为：声频电容传声器，驻极体电容传声器。（驻极体为手机中主要应用的传声器，以下章节主要讲述此种传声器）从传声器的方向性，可分为：全向，单向，双向（又称为消噪式）从极化方式，可分为：振膜式,背极式,前极式（在驻极体MIC中会有介绍）从对外连接方式，可分为：普通焊点式：L型带PIN脚式：P型同心圆式：S型2.MIC的分类SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD碳精MIC碳精麦克风（CarbonMicrophone）作为旧式电话机的碳精话筒而曾大量使用。现今少用。故在此不作详细阐述。2.1.2动圈式传声器动圈式麦克风（DynamicMicrophone）基本的构造包含线圈、振膜、永久磁铁三部份。当声波进入麦克风，振膜受到声波的压力而产生振动，与振膜连接在一起的线圈则开始在磁场中移动，根据法拉第定律以及楞次定律，线圈会产生感应电流。动圈式麦克风因为含有线圈和磁铁，不像电容式麦克风轻便，灵敏度较低，高低频响应表现较差。优点是价格较便宜，声音较为柔润，适合用来收录人声。2.1.3动圈式传声器电容式麦克风（CondenserMicrophone）并没有线圈及磁铁，靠着电容两片隔板间距离的改变来产生电压变化。当声波进入麦克风，振动膜产生振动，因为基板是固定的，使得振动膜和基板之间的距离会随着振动而改变，根据电容的特性C=ε·S/L(S是隔板面积，L为隔板距离)。当两块隔板距离发生变化时，电容值C会产生改变。再经由C=Q/V(Q为电量，在电容式麦克风中会维持一个定值)可知，当C改变时，就会造成电压V的改变。对于驻极体MIC和MEMS微机电MIC以下内容会做阐述，这里暂不做介绍。2.MIC的分类SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD全向型MIC全向型MIC使用在声源与MIC之间无固定方向的情况以及要求MIC在各个方向上所接受的灵敏度都相同的情况，只要在MIC的音孔前外壳上开一个孔就可以了。手机多为全向型。全向麦克风的灵敏度在相同的距离下，在任何方向上相等。它的结构是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。下面给出全向型麦克风的频响和极性图全向型MIC极性图2.MIC的分类SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD单向型MIC单向MIC使用在声源与MIC之间有固定方向的情况下，要求MIC在各个方向上所接受的灵敏度不相同的情况下，声源与MIC之间的夹角为0°时MIC的灵敏度最高，180°时最低，这时必须在MIC的音孔前后，外壳上各开一个孔就可以了。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。下面给出单向型麦克风的频响和极性图：下面给出全向型麦克风的频响和极性图单向型MIC极性图2.MIC的分类SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD双向型MIC（消噪型）双向MIC（消噪型）使用在声源与MIC之间有固定方向的情况下，要求MIC在各个方向上所接受的灵敏度不相同的情况下，声源与MIC之间的夹角为0°和180°时MIC的灵敏度最高，90°和270°时最低，这时必须在MIC的音孔前后，外壳上各开一个孔就可以了。双向MIC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：下面给出单向型麦克风的频响和极性图：双向型MIC极性图在其它条件相同的情况下全向MIC的灵敏度最高，单向MIC的灵敏度较低，大约比全向MIC低大约6—8dB，而降噪MIC的灵敏度最低，大约比全向MIC低大约10--12dB左右。2.MIC的分类SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD普通焊点式普通焊点式：L型有导线式和软板式4.0±0.20.2±0.1REDBLACKTerm.2GroundTerm.1.Vs+L1.5+0.30.04.0±0.2MIC0.2±0.1FPCTerm.2GroundTerm.1+Vs1.5+0.30.02.4.2带PIN脚式带PIN脚式：P型插针式，不能SMT2.4.3同心圆式同心圆式：S型振膜为二氧化硅，可SMTTerm.2Term.1RubberMic2.MIC的分类SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC驻极体：能长久保持电极化状态的电介质。这种电介质一般是高分子聚合物。例如：聚丙烯、聚四氟乙烯等。在高温和高压的作用下使振膜极化，让电荷‘永久’性地存贮在驻极体材料之内形成所谓的的“镶嵌”电荷。工作原理：根据静电学原理，对于平行板电容器，有如下的关系式：C=ε·S/L。ε为介电常数，S为两个极板的面积，L为两个极板之间的距离。另外，当一个电容器充有Q量的电荷（即驻极体上储存的永久电荷），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，振膜在声压的作用下产生振动，改变L值，从而改变电容，再进而改变电压值。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。3.1驻极体电容MIC工作原理驻极体电容MIC又叫ECM，英文ElectricCondenserMicrophone的缩写SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC3.2驻极体电容MIC结构图1、外壳2、垫片3、支撑座4、背极5、PCB6、FET7、电容8、电容9、绷膜环（振膜）10、铜环11、无防布12、声孔13、后声腔14、前声腔背极和振膜分别为可变电容的两极SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC3.3驻极体电容的分类驻极体电容传声器（ECM）分类：振膜式(Foil)背极式(Back)前极式(Front)当然也可按照方向分为全向型，单向型和双向（消噪）型，前面已做介绍。以下不再介绍。SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC3.3.1振膜式ECM振膜式ECM特点：驻极体和振动膜合二为一。PER金属层驻极体薄膜空气间隙铜板ER动态时薄膜上下振动示意图金属层驻极体薄膜空气间隙铜板P振膜式ECM静态原理示意图振膜式工作动态原理图C=ε·S/LC=Q/E振膜振动，L变化，C进而变化，Q一定，E(电压)进而变化：△E=Q/△CSHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC3.3.1背极式ECM背极式ECM特点：驻极体与极板合二为一。振膜式ECM静态原理示意图振膜式工作动态原理图C=ε·S/LC=Q/V振膜振动，L变化，C进而变化，Q一定，V进而变化：△V=Q/△CPER金属层涤纶薄膜空气间隙驻极体铜板PER动态时薄膜上下振动示意图金属层涤纶薄膜空气间隙驻极体铜板SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC3.4常用规格及尺寸插针式SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC3.4常用规格及尺寸引线式（常用线长：8,12,已有料号的也有7,9,10，13,15）也有FPC形式的，外形尺寸一样，只是引线的区别。SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD驻极体电容MIC3.4常用规格及尺寸SMT同心圆式板端布线图SMT型SHANGHAIHUAQINTELECOMTECHNOLOGYCO.,LTD