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。又名麦克风,话筒,传声器,咪胆等。
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
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×RLID=(VS-VSD)/RL
式中IDFET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、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
-40dBV/Pa=-60dBV/μBar
0dBV/Pa=1V/Pa
声压强Pa=1N/m2
3、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:
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,180度时灵敏度,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:
5、频率范围:
全向:50~12000Hz20~16000Hz
单向:100~12000Hz100~16000Hz
消噪:100~10000Hz
6、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115dBSPLASPL声压级A为A计权
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。
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、从咪头的方向性,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
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。
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。
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。
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