驻极体电容式麦克风咪头基础知识Word文档下载推荐.docx
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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。
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。
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。
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。
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、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、铜环：
连接极板与FET（场效应管）的G（栅）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（FET（场效应管）的S（源极），G（栅）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（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。
四、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，
五、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。
麦克风如何消除2G通话干扰？
2G的干扰主要是217Hz的干扰，增加33pf和15pf的电容进行滤波，33pf的电容对
GSM900
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=£
.S/L①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Ad的变化，因此由公式①可知，必然要产生一个AC的变化，由公式②又知，
由于AC的变化，充电电荷又是固定不变的，因此必然产生一个AV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，漏极的输岀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Av的变化
量，FET的漏极电流I就产生一个AID的变化量，因此这个电流的变化量就在电阻RL上产生一个AVD的变化量，
这个电压的变化量就可以通过电容C0输岀，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。
六、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
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+IDKRLID=（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100gA〈IDS〈500gA
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/gBar
-40dBV/Pa=-60dBV/卩Bar
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（无向型）：
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（心形、超心形、强心形）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。
c、双向消噪型：
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：
50〜12000Hz
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：
20卩pa=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.
七:
MIC的测试方法
手动测试仪表-----HY系列驻极体传声器测试仪
自动测试仪器-----QY-A系列（南京千越自动化设备有限公司自主研发）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（吩）
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70HZ和1KHZ
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：
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，再用对数表示.
6.最大声压级的测试，在消声室内，用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%时，
这时候的声压级就是最大声压级，记做MAXSPL。
应大于115dBSPLA
7.输岀阻抗的测试方法
将声压加到传声器上，测量其开路输出电压，然后保持声压不变，在传声器的输出端并联一个电阻箱，调整其阻值，使输出电压为开路电压的一半，此时电阻箱的阻值即为传声器的输出阻值模值。
八、关于MIC在手机的应用
手机作为语言信息传递是手机功能的一部份，对于语言信息而言,MIC是一个重要的部件，是语言信息的输入端。
（一卜结构要求方面的
1.MIC与手机的安装结构相匹配，应根据手机对MIC的预留尺寸选择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？
0.8-?
1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。
3.在手机或座机上使用MIC时，还要防止喇叭与MIC之间通过空间，内部或外壳产生回授自激啸叫，适当选择MIC的灵敏度和调节喇叭的音量可以消除空间回授.在喇叭和MIC与外壳接触面上加减振材料，可以消除通过机壳回授，手机
内部割断音频的通道，防止声音从喇叭通过手机内部的音频通道回收到MIC。
关于手机在使用状态下啸叫的原因：
总的来说是一种闭环的自激现象，也就是说在手机使用时，从喇叭发出的信号
经过一定的衰减之后翻过来又送回到MIC，当回授的信号大于原先送入的信号时，这时音频回路的总的增益大于1时，就
产生了啸叫，，形成啸叫的途径大约又三种
（1）喇叭发出的声音经过空间从机壳的外面回授到MIC
（2）喇叭发岀的声音经过机壳的内部的声音通道或空间回授到MIC
（3）另一个途径是因为喇叭和MIC是装在同一个机壳上的，如果喇叭或MIC的减震效果不好的话，那么喇叭的振
动，通过机壳传到MIC。
另外MIC的前端如果有空腔的话，会对某一高频产生共振，从而产生高频啸叫。
解决的途径：
（1）减少喇叭与MIC之间的耦合，在允许的范围内，尽量的减少喇叭的输岀，减小MIC灵敏度，从而减少耦合
（2）在手机内部尽可能的切断声音的通路，尽可能的把喇叭与MIC进行隔离。
（3）喇叭与机壳的固定尽量加减振垫，以防引起机壳的振动
（4）MIC的前端尽可能的不要留有空间，以防高频自激
4.MIC与手机的连接。
手机与MIC的连接方式比较多，有直接焊接式:
MIC与手机直接焊接式，如P型MIC的PIN直接焊在PCB上•但要
注意焊接时间和温度，容易通过焊接使MIC损坏或性能改变，不便于维修更换MIC。
目前较少使用.压接式:
MIC与手机
的PCB通过导电橡胶或弹性金属簧片或弹性金属圆柱连接。
例如S型MIC的连接各种胶套.使用组装方便，维修方便，
但是价格较高（因为胶套较贵），有时会岀现个别接触不良现象，使用较多。
导线连接式：
用导线或FPC连接MIC和PCB，例如L型MIC通过导线或FPC连接到手机的PCB上，使用方便焊接对MIC无影响，价格合适接触良好，目前使用较多。
（二卜电气方面的要求
5.MIC在手机上的使用条件应与MIC的灵敏度测试条件相一致，其中包括工作电压，负载电阻.另外在以下情况下还要对MIC的工作电流进行限定，例如有的手机给MIC的供电电压比较低，（1V），而负载电阻又比较大（2.2K），这是因为
6.话音频率：
通常话音的频率是在300HZ-3KHZ之间，通常手机对话音要求在300HZ以下和3KHZ以上迅速衰减,MIC本身的频响是很宽的，例如从50HZ-15KHZ,可见全向MIC频响曲线，因此MIC本身无法完成这种衰减，这样选频功能必须由手机本身来完成（带通滤波器），只有正确的调试设置滤波参数.才能达到要求.
7.关于MIC在手机中的抗干扰（EMC）问题：
（1）当手机处于发射状态下，整个手机是处于手机发射的强电磁场内，因此除了手机本身的防电磁干扰之外，对于MIC
也提岀了抗电磁干扰的问题.
通常措施：
1）使用金属铝外壳起屏蔽作用.
2）PCB设计尽量加大接地面积，如同心圆式MIC,或P型MIC.
3）音孔由一个大孔改为多个小孔，
4）选用抗干扰性能好的器件，如FET
5）减少外壳与PCB的封边电阻，提高抗干扰能力.
设计上
1）采用在S-D之间并接电容的办法，根据频率的不同并接不同的电容.通常对手机使用10P,33P两个电容.分别针对
GSM手机的两个频段，即900MHZ,1800MHZ
2）必要时可以在S-G之间并一个小的电容，提高抗干扰能力.
3）有时也可以利用RC滤波器设计
（2）当MIC在用交流电源供电时，MIC还必须抗工频干扰，同样采用加强电磁屏蔽的方法来消除工频干扰
（3）MIC还必须承受静电的干扰，在±
OkV,±
2kv静电放电各10次，MIC能正常工作，为了提到抗静电能力，必要
时可以在FET的G..D之间加一小的电容，对G.D之间的静电起到泻放作用，在使用时，也可以在整机的PCB电路上,MIC的输岀端加一个稳压二极管，或是压敏电阻，起到对静电形成的浪涌电流的泻放作用，另外MIC的外壳应接地，可以起到对
静电的屏蔽作用。
8.手机的音频FTA七项测试（AUDIO测试）
（1）本音频测试遵循的规范为GSM11.10
（2）测试表
TESTID
DESCRIPTION
30.1
发送灵敏度、频率响应:
Sendingsensitivity/FrequencyResponse.
30.2
发送响度评定值:
Sendingloudnesssrating（SLR）.
30.3
接受灵敏度、频率响应:
Receivingsensitivity/Frequency
Response.
30.4
接受响度评定值:
Receivingloudnesssrating（RLR）.
30.5.1
侧音掩蔽评定值:
Sidetongmaskingrating
30.6.2
稳定度储备:
Stabilitymargin
30.7.1
发送失真:
SendingDistortion.
（3）测试结果判定
发送灵敏度、频率响应：
Sendingsensitivity/FrequencyResponse。
发送频率响应曲线在模板内
SendingDistortion.在发送失真线之上
Sendingloudnesssrating（SLR）.SLR=8+/-3dB
Receivingsensitivity/FrequencyResponse.
接受响度评定值：
SidetongmaskingratingSTMR=13+/-5dB
Stabilitymargin把手机打开，面朝下放置在硬的水平面上，测试过程中没有发现抖动信号的发生，通
过此项测试
（4）其中有五项与MIC有关
SLR与MIC的灵敏度有关，音频放大器有关，手机调制特性有关
Sendingsensitivity/FrequencyResponse与MIC的灵敏度，频响有关，手机的滤波器有关，加重特性有关，A/D转换器有关。
SendingDistortion与MIC的噪音有关，放大器的噪声有关，调制噪声有关,A/D转换器有关，还与MIC和整个系统的耐射频干扰能力有关。
Sidetongmaskingrating与手机的MIC，放大器，喇叭有关
Stabilitymargin与手机的接受和发射的稳定性有关
九、不同指向类型的MIC使用要求；
1.全向MIC的使用：
使用在声源与MIC之间无固定方向的情况下，要求MIC在各个方向上所接受的灵敏度都相同的情
况下，这时只要在MIC的音孔前外壳上开一个孔就可以了.例如电话手柄，手机，免提耳机等等.
2.单向MIC的使用：
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例如车载电话，等等.
3.消噪MIC的使用：
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.例如车载电话，等等.
4.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,而消噪
MIC的灵敏度最低，大约比全向MIC低大约10--12dB左右.
十、MIC的连接使用注意事项
1.MIC的焊接，对于L型和P型MIC的焊接，因为MIC的体积小，而且它的关键零件是塑料薄膜，耐热能力
较差，因此在焊接时要特别的小心，最好在可能的情况下加散热器，详见产品规格书。
建议电烙铁温度为①9.7的320±
0'
C，
①6的300±
10C，每个焊接时间不大于2秒。
2.关于S型MIC与导电胶套的连接，因为MIC与PCB连接是通过导电胶套连接的，它们就有一个压力，接触
电阻，和胶套压缩量之间的关系，详见下图，胶套的压缩量大约在0。
2〜0。
3毫米之间，这时MIC的压力大约是5〜8N,
接触电阻应小于0。
1Q,所以在结构设计是应注意到这一点。
3.MIC在使用设计时要注意MIC的极性，电源的正极接MIC的D,电源的地接MIC的S极。
4.在设计PCB时，MIC的输岀与下一级之间的接线越短越好，信号线最好与一根地线并行。
如果可能的话音频信号
线的两边最好有两根地线与之平行的走线。
十一、关于传声器的发展方向
1.小型化微型化主要为一些小型设备用，目前我司最小的MIC妳X1.1的MIC,©
3X1.1的MIC,
2.低噪声型，主要为一些要求低噪声的设备使用，如助听器及低噪声要求的
3•低功耗型，要求工作电流〈50A的,主要为电池供电的设备使用
4•高灵敏度的，带有IC放大功能的（大约增益15dB）
5.数字化，传声器内部带有A/D转换功能的数字化输岀。
6.能耐回流焊的MIC，因为MIC的内部的关键部件是一个塑料薄膜。
7.它不能耐高温，因此现在的MIC都不能耐波峰焊和回流焊，选用特殊的材料研制能耐回流焊的MIC，将进一步扩大
驻极体MIC的应用范围。
8.二氧化硅MIC，是另一类型的MIC，它与传统的MIC完全不同，它是由半导体技术制作的，它不但可以耐波峰焊和回流焊，而且热稳定性很好，是很有发展前途的一种产品，但目前价格较高。
七、辅料
干燥剂：
（防潮）
1•白色粉末状的干燥剂成分是生石灰CaO,吸收了水分后，部分变成了熟石灰Ca（OH）2，当然就不纯了。
2.玻璃珠状的干燥剂成分是硅胶
分子式：
mSiO2.nH2O
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