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咪頭

咪頭,是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件,是和喇叭正好相反的一個器件(電→聲)。是聲音設(shè)備的兩個終端,咪頭是輸入,喇叭是輸出。又名麥克風(fēng),話筒,傳聲器,咪膽等。
咪頭
技術(shù)指標(biāo)
  咪頭的測試條件;MIC的使用應(yīng)規(guī)定其工作電壓和負(fù)載電阻,不同的使用條件,其靈敏度的大小有很大的影響。
  電壓 電阻
  1、消耗電流:即咪頭的工作電流
  主要是FET在VSG=0時的電流,根據(jù)FET的分檔,可以做成不同工作電流的傳聲器。但是對于工作電壓低、負(fù)載電阻大的情況下,對于工作電流就有嚴(yán)格的要求,由電原理圖可知
  VS=VSD+ID×RL ID = (VS- VSD)/ RL
  式中 ID FET 在VSG等于零時的電流
  RL為負(fù)載電阻
  VSD,即FET的S與D之間的電壓降
  VS為標(biāo)準(zhǔn)工作電壓
  總的要求 100μA〈IDS〈500μA
  2、靈敏度:單位聲壓強(qiáng)下所能產(chǎn)生電壓大小的能力。
  單位:V/Pa 或 dBV/Pa 有的公司使用是dBV/μBar
  -40 dBV/Pa=-60dBV/μBar
  0 dBV/Pa=1V/Pa
  聲壓強(qiáng)Pa=1N/m2
  3、輸出阻抗:基本相當(dāng)于負(fù)載電阻RL(1-70[%])之間。
  4、方向性及頻響特性曲線:
  a、全向: MIC的靈敏度是在相同的距離下在任何方向上相等,全向MIC的結(jié)構(gòu)是PCB上全部密封,因此,聲壓只有從MIC的音孔進(jìn)入,因此是屬于壓強(qiáng)型傳聲器。
  頻率特性圖:
  b、單向 單向MIC 具有方向性,如果MIC的音孔正對聲源時為0度,那么在0度時靈敏度最高,180度時靈敏度最低,在全方位上呈心型圖,單向MIC的結(jié)構(gòu)與全向MIC不同,它是在PCB上開有一些孔,聲音可以從音孔和PCB的開孔進(jìn)入,而且MIC的內(nèi)部還裝有吸音材料,因此是介于壓強(qiáng)和壓差之間的MIC。
  頻率特性圖:
  c、消噪型:是屬于壓差式MIC,它與單向MIC不同之處在于內(nèi)部沒有吸音材料,它的方向型圖是一個8字型。
  頻率特性:
  5、頻率范圍:
  全向: 50~12000Hz 20~16000Hz
  單向:100~12000Hz 100~16000Hz
  消噪:100~10000Hz
  6、最大聲壓級:是指MIC的失真在3[%]時的聲壓級,聲壓級定義:20μpa=0dBSPL
  MaxSPL為115dBSPLA SPL聲壓級 A為A計權(quán)
  7、S/N信噪比:即MIC的靈敏度與在相同條件下傳聲器本身的噪聲之比,詳見產(chǎn)品手冊,噪聲主要是FET本身的噪聲。
分類
  1、從工作原理上分:
  炭精粒式
  電磁式
  電容
  駐極體電容式(以下介紹以駐極體式為主)
  壓電晶體式,壓電陶瓷式
  二氧化硅式等
  2、從尺寸大小分,駐極體式又可分為若干種。
  Φ9.7系列產(chǎn)品 Φ8系列產(chǎn)品 Φ6系列產(chǎn)品
  Φ4.5系列產(chǎn)品 Φ4系列產(chǎn)品 Φ3系列產(chǎn)品
  每個系列中又有不同的高度
  3、從咪頭的方向性,可分為全向,單向,雙向(又稱為消噪式)
  4、從極化方式上分,振膜式,背極式,前極式
  從結(jié)構(gòu)上分又可以分為柵極點(diǎn)焊式,柵極壓接式,極環(huán)連接式等
  5、從對外連接方式分
  普通焊點(diǎn)式:L型
  帶PIN腳式:P型
  同心圓式: S型
工作原理
  由靜電學(xué)可知,對于平行板電容器,有如下的關(guān)系式:C=ε.S/L ……①即電容的容量與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比,與兩個極板的面積成正比,與兩個極板之間的距離成反比。
  另外,當(dāng)一個電容器充有Q量的電荷,那么電容器兩個極板要形成一定的電壓,有如下關(guān)系式:C=Q/V ……②
  對于一個駐極體咪頭,內(nèi)部存在一個由振膜,墊片和極板組成的電容器,因?yàn)槟て铣溆须姾?并且是一個塑料膜,因此當(dāng)膜片受到聲壓強(qiáng)的作用,膜片要產(chǎn)生振動,從而改變了膜片與極板之間的距離,從而改變了電容器兩個極板之間的距離,產(chǎn)生了一個Δd的變化,因此由公式①可知,必然要產(chǎn)生一個ΔC的變化,由公式②又知,由于ΔC的變化,充電電荷又是固定不變的,因此必然產(chǎn)生一個ΔV的變化。
  這樣初步完成了一個由聲信號到電信號的轉(zhuǎn)換。
  由于這個信號非常微弱,內(nèi)阻非常高,不能直接使用,因此還要進(jìn)行阻抗變換和放大。
  FET場效應(yīng)管是一個電壓控制元件,漏極的輸出電流受源極與柵極電壓的控制。
  由于電容器的兩個極是接到FET的S極和G極的,因此相當(dāng)于FET的S極與G極之間加了一個Δv的變化量,FET的漏極電流I就產(chǎn)生一個ΔID的變化量,因此這個電流的變化量就在電阻RL上產(chǎn)生一個ΔVD的變化量,這個電壓的變化量就可以通過電容C0輸出,這個電壓的變化量是由聲壓引起的,因此整個咪頭就完成了一個聲電的轉(zhuǎn)換過程。
電原理圖
  FET(場效應(yīng)管)MIC的主要器件,起到阻抗變換或放大的作用。
  C:是一個可以通過膜片震動而改變電容量的電容,聲電轉(zhuǎn)換的主要部件。
  C1,C2是為了防止射頻干擾而設(shè)置的,可以分別對兩個射頻頻段的干擾起到抑制作用。
  RL:負(fù)載電阻,它的大小決定靈敏度的高低。
  VS:工作電壓,MIC提供工作電壓。
  CO:隔直電容,信號輸出端。
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