傳聲器基礎知識簡介：

1、傳聲器根底知識簡介：一, 傳聲器的定義：傳聲器是一個聲-電轉換器件也可以稱為換能器或傳感器,是和 喇叭正好相反的一個器件電一聲.是聲音設備的兩個終端,傳聲器 是輸入,喇叭是輸出.傳聲器又名麥克風,話筒,咪頭,咪膽等.二,傳聲器的分類：1, 從工作原理上分：炭精粒式電磁式電容式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,駐極體式又可分為假設干種.9.7系列產品 8系列產品6系列產品4.5系列產品 4系列產品每個系列中又有不同的高度3, 從傳聲器的方向性,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,前極式從結構上分又可以分為柵

2、極點焊式,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式：L型帶PIN腳式：P型同心圓式：S型三,駐極體傳聲器的結構以全向MIC,振膜式極環(huán)連接式為例1,防塵網：保護傳聲器,預防灰塵落到振膜上,預防外部物體刺破振膜,還有短 時間的防水作用.2,外殼：整個傳聲器的支撐件,其它件封裝在外殼之中,是傳聲器的接地點, 還可以起到電磁屏蔽的作用.3: 振膜：是一個聲-電轉換的主要零件,是一個繃緊的特氟窿塑料薄膜粘在一個 金屬薄圓環(huán)上,薄膜與金屬環(huán)接觸的一面鍍有一層很薄的金屬層,薄膜 可以充有電荷,也是組成一個可變電容的一個電極板,而且是可以振 動的極板.4: :墊片：支撐電容兩極板之間的距離,

3、留有間隙,為振膜振動提供一個空間, 從而改變電容量.5: 極板：電容的另一個電極,并且連接到了 FET的G極上.6: 極環(huán)：連接極板與FET的G極,并且起到支撐作用.7: 腔體：固定極板和極環(huán),從而預防極板和極環(huán)對外殼短路FET的S, G極 短路08: PCB組件：裝有FET,電容等器件,同時也起到固定其它件的作用.9: PIN:有的傳聲器在 PCB上帶有PIN,可以通過PIN與其他PCB焊接 在一起,起連接另外前極式,背極式在結構上也略有不同.四,、傳聲器的電原理圖：FET_ D RlVsG J HsI-cOoutput/ 、 CCi C2 MICGFET場效應管MIC的主要器件,起到阻抗變

4、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,聲電轉換的主要部件.C1,C2是為了預防射頻干擾而設置的,可以分別對兩個射頻頻段的干擾起 到抑制作用.Rl：負載電阻,它的大小決定靈敏度的上下.Vs：工作電壓,MIC提供工作電壓:co：隔直電容,信號輸出端.五,駐極體傳聲器的工作原理：由靜電學可知,對于平行板電容器,有如下的關系式：C=£ - S/L即電容的容量與介質的介電常數成正比,與兩個極板的面積成正 比,與兩個極板之間的距離成反比.濰坊共達電訊另外,當一個電容器充有 Q量的電荷,那麼電容器兩個極板要形成 一定的電壓,有如下關系式；C=Q/V 對于一個駐極體傳聲器,內

5、部存在一個由振膜,墊片和極板組成 的電容器,由于膜片上充有電荷,并且是一個塑料膜,因此當膜片受到聲 壓強的作用,膜片要產生振動,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,產生了一個A d的變化,因此由公式 可知,必然要產生一個A C的變化,由公式又知,由于A C的變化, 充電電荷又是固定不變的,因此必然產生一個A V的變化.這樣初步完成了一個由聲信號到電信號的轉換.由于這個信號非常微弱,內阻非常高,不能直接使用,因此還要 進行阻抗變換和放大.FET場效應管是一個電壓限制元件,漏極的輸出電流受源極與柵極 電壓的限制.由于電容器的兩個極是接到FET的S極和G極的,因此相

6、當于FET 的S極與G極之間加了一個A v的變化量,FET的漏極電流I就產生一個 A Id的變化量,因此這個電流的變化量就在電阻 R上產生一個A %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,因此整個傳聲器就完成了一個聲電的轉換過程.六, 傳聲器的主要技術指標：傳聲器的測試條件；MIC的使用應規(guī)定其工作電壓和負載電阻,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：即傳聲器的工作電流主要是FET在Vsg=0時的電流,根據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、負載電阻大的情況下 ,對于工作 電流就有嚴格的

7、要求, 由電原理圖可知VS=VSD+|D X RL|D = (VS- VSD)/ RL式中 Id FET在Vsg等于零時的電流Rl為負載電阻Vsd,即FET的S與D之間的電壓降Vs為標準工作電壓總的要求100 nAIds500仙A2, 靈敏度：單位聲壓強下所能產生電壓大小的水平.單位：V/Pa 或 dBV/Pa 有的公司使用是dBV/ b Bar-40 dBV/Pa=-60dBV/ B Bar0 dBV/Pa=1V/Pa聲壓強Pa=1N/m23, 輸出阻抗：根本相當于負載電阻 Rl(1-30%)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

8、MIC的結構是PCB上全部密封,因此,聲壓只有從MIC的音孔進 入,因此是屬于壓強型傳聲器濰坊共達電訊頻率特性圖:屈一：全向傳聲器般啊曲線及容差范圍極性圖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的結構與全向MIC不同,它是在PCB上開有一 些孔,聲音可以從音孔和PCB的開孔進入,而且MIC的內部還裝 有吸音材料,因此是介于壓強和壓差之間的MIC 頻率特性圖：濰坊共達電訊d 加順-3020 5n 13 2m son iQtiu 前g回二:單危傳聲器頻響曲線及客堇范圍c,消噪型;是屬于壓差式M

9、IC,它與單向MIC不同之處在于內部沒有吸音材料,它的方向型圖是一個8字型頻率特性：極性圖濰坊共達電訊岡三領向傳聲需腕響曲件及容辭帶閘極性圖5,6,7,頻率范圍：全向：5012000Hz20-16000Hz單向：10012000Hz100-16000Hz消噪：10010000Hz最大聲壓級：是指MIC的失真在3%時的聲壓級,聲壓級定義：20小pa=0dBSPLMaxSPL為115dBSPLASPL聲壓級A為A計權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,詳見產品手冊,噪聲主要是 FET本身的噪聲.濰坊共達電訊七：MIC的測試方法測試儀表 HY系列駐極體傳聲器測試儀1:

10、電流的測試：由測試儀上直接讀取電流值小A2:靈敏度的測試：首先用標準話筒校準測試儀的聲壓級為94dB,然后把待測MIC放到已校準的聲腔口上,用測試表筆測試MIC的兩個極注意兩個表筆 的方向,注意MIC的工作電壓和負載電阻,可以從測試儀上直接讀取70HZ 和1KHz勺靈敏度.3:方向性測試：要在消聲室內進行,B&K2022測試儀,B&K旋轉臺測試.4頻響曲線的測試：要在消聲室內進行,B&K2022測試儀,B&K旋轉臺測試.5:S/N的測試,首先測試MIC的靈敏度,然后在相同的條件下在消聲室內測試MIC的噪聲,注意最好使用干電池,以減少因使用其它電源引起的測試誤差,

11、 然后計算:S/N=靈敏度電平/噪聲電平,再用對數表示.6:最大聲壓級的測試,在消聲室內,用B&K2022M試儀測試,逐漸加大聲壓級, 并觀察失真值,當失真值等于3%寸,這時候的聲壓級就是最大聲壓級,記做 MAXSP® 大于 115 dBSPLA7:輸出阻抗的測試方法,將聲壓加到傳聲器上,測量其開路輸出電壓,然后保持聲壓不變,在傳聲器 的輸出端并聯一個電阻箱,調整其阻值,使輸出電壓為開路電壓的一半,此 時電阻箱的阻值即為傳聲器的輸出阻值模值八 關于MIC在 的應用 作為語言信息傳遞是 功能的一部份,對于語言信息而言,MIC是濰坊共達電訊個重要的部件,是語言信息的輸入端(一):

12、結構要求方面的1 MIC與 的安裝結構相匹配,應根據 對MIC的預留尺寸選擇MIC,(或根據MIC的系列尺寸設計 外殼及 PCB).2 的外殼的開孔一般可以在？0.8- ?1之間,開孔過大,不美觀,開孔過小,會影響MIC的靈敏度.MIC在 外殼應裝到底,之間不應留有間距, 由于留有間距相當于在MIC底部與外殼之間形成一個空腔,會對聲音的某一些頻率產生共振,從而改變了 MIC的頻響特性.空間外殼3:在 或座機上使用MIC時,還要預防喇叭與MIC之間通過空間,內部或外 殼產生回授自激嘯叫,適中選擇MIC的靈敏度和調節(jié)喇叭的音量可以消除 空間回授.在喇叭和MIC與外殼接觸面上加減振材料,可以消除通過

13、機殼回 授, 內部割斷音頻的通道,預防聲音從喇叭通過 內部的音頻通道 回收到MIC.關于 在使用狀態(tài)下嘯叫的原因：總的來說是一種閉環(huán)的自激現 象,也就是說在 使用時,從喇叭發(fā)出的信號經過一定的衰減之后 翻過來又送回到MIC,當回授的信號大于原先送入的信號時,這時音頻回路的總的增益大于1時,就產生了嘯叫,形成嘯叫的途徑大約 又三種(1)喇叭發(fā)出的聲音經過空間從機殼的外面回授到MIC(2)喇叭發(fā)出的聲音經過機殼的內部的聲音通道或空間回授到MIC(3)另一個途徑是由于喇叭和 MIC是裝在同一個機殼上的,如果 喇叭或MIC的減震效果不好的話,那么喇叭的振動,通過機 殼傳到MIC另外MIC的前端如果有空

14、腔的話,會對某一高頻產生共振,從而 產生高頻嘯叫.解決的途徑：(1)減少喇叭與MIC之間的耦合,在允許的范圍內, 盡量的減少喇叭的輸出,減小 MIC靈敏度,從而減少耦合 (2)在 內部盡可能的切斷聲音的通路,盡可能的把喇叭 與MIC進行隔離.(3)喇叭與機殼的固定盡量加減振墊,以防引起機殼的振動(4) MIC的前端盡可能的不要留有空間,以防高頻自激4: MIC與 的連接. 與MIC的連接方式比擬多,有直接焊接式：MIC與 直接焊接式,如P型MIC的PIN直接焊在 PCB上.但要注意焊接時間和溫度,容易通過焊接使 MIC損壞或性能改變,不便于維修更換MIC.目前較少 使用.壓接式:MIC與 的P

15、CB通過導電橡膠或彈性金屬簧片或彈性金 屬圓柱連接.例如S型MIC的連接各種膠套.使用組裝方便,維修方便,濰坊共達電訊但是價格較高(由于膠套較貴),有時會出現個別接觸不良現象,使用較 多.導線連接式：用導線或FPC連接MIC和PCB,例如L型MIC通過導線或FPC連接 到 的PCB上,使用方便焊接對MIC無影響,價格適宜接觸良好,目 前使用較多.(二):電氣方面的要求5: MIC在 上的使用條件應與 MIC的靈敏度測試條件相一致,其中包括工 作電壓,負載電阻.另外在以下情況下還要對MIC的工作電流進行限定例如有的 給MIC的供電電壓比擬低,(1V),而負載電阻又 比擬大(2.2K),這是由于V

16、s=Vsg+Id*RlId = (Vs- Vsg)/ Rl為了保證MIC中的FET工作在線性工作區(qū),不進入飽和區(qū),應使Vsg>0.7V 因此 Id = (1V- 0.7V)/ 2.2K=0.136mA 因此在這種情況下,選用的FET的電流不能大于150nA6:話音頻率：通常話音的頻率是在300Hz-3KHZ問,通常 對話音要求在 300Hz以下和3KHZ以上迅速衰減,MIC本身的頻響是很寬的,例如從 50HZ-15KHz可見全向MIC頻響曲線,因此MIC本身無法完成這種衰減,這 樣選頻功能必須由 本身來完成(帶通濾波器),只有正確的調試 設置濾波參數.才能到達要求.7:關于MIC在 中的

17、抗干擾(EMC)訶題：(1)當 處于發(fā)射狀態(tài)下,整個 是處于 發(fā)射的強電磁場內,因此 除了 本身的防電磁干擾之外,對于MIC也提出了抗電磁干擾的問 題.通常舉措：1)使用金屬鋁外殼起屏蔽作用.2) PC股計盡量加大接地面積,如同心圓式MIC,或P型MIC.3)音孔由一個大孔改為多個小孔,4)選用抗干擾性能好的器件,如FET5)減少外殼與PCB的封邊電阻,提升抗干擾水平.設計上1)采用在S-D之間并接電容的方法,根據頻率的不同并接不同的電容.通 常對 使用10P,33P兩個電容.分別針對GSM 的兩個頻段,即 900MHZ,1800MHz2)必要時可以在S-G之間并一個小的電容,提升抗干擾水平.

18、3)有時也可以利用RC濾波器設計(2)當MIC在用交流電源供電時,MIC還必須抗工頻干擾,同樣采 用增強電磁屏蔽的方法來消除工頻干擾(3) MIC還必須承受靜電的干擾,在案 10000V的靜電放電下,MIC 能正常工作,MIC的外殼接地,預防靜電損傷8: 的音頻FTA七項測試發(fā)送靈敏度、頻率響應 ：Sending sensitivity / Frequency Response. 發(fā)送頻率響應曲線在模板內發(fā)送失真：Sending Distortion.在發(fā)送失真線之上濰坊共達電訊9發(fā)送響度評定值:Sending loudness srating( SLR). SLR=8+/-3dB 接受靈敏度

19、、頻率響應：Receiving sensitivity /Frequency Response. 接受響度評定值:Receiving loudness srating ( RLR).側音掩蔽評定值：Sidetong masking rating STMR= 13 +/-5dB穩(wěn)定度儲藏:Stability margin 把 翻開,面朝下放置在硬的水平面上,測試 過程中沒有發(fā)現抖動信號的發(fā)生,通過此項測試其中有五項與 MIC有關SLR與MIC的靈敏度有關,音頻放大器有關, 調制特性有關Sending sensitivity/ Frequency Response 與 MIC 的靈敏度,頻響有關

20、, 的濾 波器有關,加重特性有關,A/D轉換器有關.Sending Distortion與MIC的噪音有關,放大器的噪聲有關,調制噪聲有關,A/D 轉換器有關,還與MIC和整個系統(tǒng)的耐射頻干擾水平有關.Sidetong masking rating 與 的 MIC ,放大器,喇叭有關Sidetong masking rating 與 的 MIC ,放大器,喇叭有關 Stability margin與 的接受和發(fā)射的穩(wěn)定性有關九：不同指向類型的 MIC使用要求；1;全向MIC的使用:使用在聲源與MIC之間無固定方向的情況下,要求MIC在 各個方向上所接受的靈敏度都相同的情況下,這時只要在MIC的

21、音孔前 外殼上開一個孔就可以了 .例如 手柄, ,免提耳機等等.2單向MIC的使用：:使用在聲源與MIC之間有固定方向的情況下,要求MIC 在各個方向上所接受的靈敏度不相同的情況下,聲源與MIC之間的夾角 為00時MIC的靈敏度最高,180°時最低,這時必須在MIC的音孔前后,外 殼上各開一個孔就可以了 .例如車載 ,等等.3消噪MIC的使用：使用在聲源與MIC之間有固定方向的情況下,要求MIC 在各個方向上所接受的靈敏度不相同的情況下,聲源與MIC之間的夾角 為0°和180°時MIC的靈敏度最高,90 0和270°時最低,這時必須在 MIC的音孔前后,外殼上各開一個孔就可以了 .例如車載 ,等等.4在其它條件相同的情況下全向 MIC的靈敏度最高,單向MIC的靈敏度較低, 大約比全向MIC低大約68dB,而消噪MIC的靈敏度最低,大約比全向 MIC低大約10-12dB左右.十：MIC的連接使用考前須知1: MIC的焊接,對于L型和P型MIC的焊接,由于MIC的體積小,而