驻极体电容式麦克风咪头基础知识Word下载.docx

1、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

2、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 P

3、CB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GSM900C1,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

4、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/L 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 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，因此由公式可知，必然要产生一个 AC的变化，由公式又知，由于AC的变化，充电电荷又是固定不

5、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；M

6、IC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+IDK 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 100gA IDS 500 gA2、 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 dB

7、V/gBar-40 dBV/Pa=-60dBV/ 卩 Bar0 dBV/Pa=1V/Pa声压强Pa=1N/m23、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

8、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：5012000Hz2016000Hz单向：10012000Hz10016000Hz消噪：10010000Hz6、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=0dBSPLMaxSPL 为115dBSPLA SPL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，

9、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

10、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115 dBSPLA7.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

11、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

12、 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

13、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

14、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

15、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

16、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FET5） 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, 1800MHZ2） 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

17、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TEST IDDESCRIPTION30.1发送灵敏度、频率响应:Sending sensitivity / Fr

18、equency Response.30.2发送响度评定值:Sending loudness srating（ SLR）.30.3接受灵敏度、频率响应:Receiv ing sen sitivity /Freque ncyResponse.30.4接受响度评定值:Receiving loudness srating （ RLR）.30.5.1侧音掩蔽评定值:Sidetong masking rating30.6.2稳定度储备:Stability margin30.7.1发送失真:Sending Distortion.（3）测试结果判定发送灵敏度、频率响应 ：Sending sensitivity

19、 / Frequency Response 。发送频率响应曲线在模板内Sending Distortion. 在发送失真线之上Sending loudness srating（ SLR）. SLR=8+/-3dBReceiving sensitivity /Frequency Response.接受响度评定值：Sidetong masking rating STMR= 13+/-5dBStability margin 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Se

20、nding sensitivity/ Frequency Response 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。Sending Distortion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。Sidetong masking rating 与手机的 MIC，放大器，喇叭有关Stability margin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

21、，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

22、 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 9.7的320 0C，6的300 10 C，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。20。3毫米之间，这时 MIC的压力大约是58N,接

23、触电阻应小于0。1 Q,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 , 3 X1.1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50 A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

24、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