各類型傳聲器(麥克風(fēng))的原理和分類

1、各類型傳聲器(麥克風(fēng))的原理和分類01傳聲器簡介學(xué)術(shù)界較為正式的名稱還是傳聲器，因?yàn)楸碚髁似鋫髀暺?Microphone),般工業(yè)界音譯為“麥克風(fēng)”，俗稱“咪頭”。功能。傳聲器和揚(yáng)聲器一樣，涉及到不同放大器、調(diào)音臺、信號處理設(shè)備等也是聲頻設(shè)備中的重要環(huán)節(jié)，技術(shù)上也很復(fù)雜，但它們屬于電信號的輸入、放大、處理、輸出，不涉及不同性質(zhì)能量的改變。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)禾QSP技術(shù)的發(fā)展，這些設(shè)備的性能和技術(shù)指標(biāo)都快速提高。傳聲器的主要電聲性能技術(shù)指標(biāo)包括：靈敏度(Sensitivity)表示傳聲器的聲-電轉(zhuǎn)換效率，一般以1000Hz測得的開路輸出電田受到的聲壓，單位為V/Pa。傳聲器靈敏度高，一般可

2、以獲得較高的信噪比。頻率響應(yīng)(FrequencyResponse)指在恒定聲壓情況下，軸向0不同信號頻率測得的輸出電壓。不同類型，和不同設(shè)計(jì)的傳聲器頻響曲線走勢是不一樣的。指向性(Direction)指聲波以q角入射時(shí)，傳聲器靈敏度/軸向0入射靈敏度。常見的指向性有：無指向(或稱全指向)，8字型，心型，超心型，銳心型，超指向等。不同場合需要使用不同的指向性傳聲器。無師m祁字!0)超心塑銳心型r*TQ輸出阻抗(OutputImpedance)即傳聲器的交流內(nèi)阻抗。通常以1000Hz,聲壓1Pa來測試得到。動態(tài)范圍（DynamicRange）指傳聲器在諧波失真達(dá)到某一規(guī)格值（比如0.5%）時(shí)，所承

3、受的最大聲壓級與傳聲器的噪聲中間的差值dB）。瞬態(tài)響應(yīng)（TransientResponse）指傳聲器的輸出電壓隨輸入聲壓急劇變化的能力，不同振膜和不同原理器件的響應(yīng)是有差異的。02按換能原理分類的傳聲器動圈式傳聲器DynamicMicrophone和動圈揚(yáng)聲器類似，示意圖如下：優(yōu)點(diǎn)是使用簡單，可靠，不需要前置放大器和極化電壓，但瞬態(tài)響應(yīng)特性和高頻特性不如電容式傳聲器。帶式傳聲器RibbonMicrophone可以看成動圈傳聲器變形，帶狀導(dǎo)體即是振膜又是音圈。一般釆用鋁合金帶狀振膜,置于磁場之中。極片轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電信號。效率波紋帶聲波驅(qū)動振膜振動，從而切割磁感線，在振膜兩側(cè)產(chǎn)生感生電動勢，進(jìn)而產(chǎn)

4、生電流,，一般較低。電容式傳聲器CapacitorMicrophone,CondenserMicrophone/靜電傳聲器ElectrostaticMicrophone其拾音頭（極頭,Cartridge）部分是一個(gè)平板電容器。其中一個(gè)極稱為背極,固定不動；另一個(gè)極是振膜,一般由薄金屬膜或金屬化塑料薄膜構(gòu)成。1U(前極1L_-ER1聲波驅(qū)動振膜振動，改變兩極板之間的距離，使得電容量發(fā)生變化，導(dǎo)致電回路中的電流變化，從而產(chǎn)生一個(gè)交流變化的輸出電壓。也就達(dá)到了將聲能轉(zhuǎn)換為電能的過程。由于極頭的電容C很小，輸出阻抗很高，所以一般需要前置放大器電路，形成阻抗轉(zhuǎn)換器，將高阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩馆敵?。電容傳聲器?/p>

5、膜輕薄，靈敏度高，頻率響應(yīng)平坦，瞬態(tài)好；缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，牢靠性差，需要較好的防震防摔，且需要較高的直流偏置電壓，所以也存在待機(jī)功耗。駐極體電容式傳聲器Electretcondensermicrophone某些電介質(zhì)經(jīng)過高溫高壓處理，能在兩個(gè)表面分別儲存正負(fù)電荷，這種電介質(zhì)被稱為駐極體。和永磁體有點(diǎn)類似。目前常用駐極體材料有聚丙烯（PP）、聚全氟乙丙烯（FEP）等。聚丙烯（PP）有較高的電荷密度，但耐潮性差。聚全氟乙丙烯（FEP）具有較高電荷密度，且穩(wěn)定性好，耐高溫，所以被廣泛應(yīng)用于電聲器件中。金屬藤膜駐極體振膜輸出駐極體材料振膜6m輸出背極式駐極體傳聲器駐極體傳聲器和常規(guī)電容式傳聲器工作原理類

6、似，只是不需要外加極化電壓，而是由駐極體膜片或帶駐極體薄層的極板表面電位來代替。炭粒式傳聲器CarbonMicrophone聲壓作用在振膜上，使得炭粒受到的壓力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致接觸電阻變化，使得兩端輸出電壓改變。壓電式傳聲器PiezoelectricMicrophoneo利用壓電效應(yīng)直接將聲傳遞給膜片/壓電片的壓力轉(zhuǎn)換為電能。激光傳聲器利用激光拾取膜片的振動，從而轉(zhuǎn)換為電信號。硅傳聲器SiliconMicrophone/微機(jī)電系統(tǒng)傳聲器MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)Microphone一般是指用硅基微機(jī)械加工方式制作的微型電容式傳聲器，尺寸小，方便與

7、C集成。M=MSDie也可以制作成壓阻式、壓電式、場效應(yīng)管（FET）式。目前正在快速發(fā)展中。1CoverHous&ig3加憐Bounding4PC3oard5CapacitorIOsF6Capacitor7ASIC03按聲學(xué)原理和指向性分類的傳聲器壓強(qiáng)式傳聲器，全指向結(jié)構(gòu)的示意圖如下所示。由固定在一個(gè)密封腔+膜片構(gòu)成。即只膜片一面接收聲波，另一面是封閉的。這種傳聲器實(shí)際就是一個(gè)壓力計(jì)，只與聲壓的大小有關(guān)，而與聲音方向無關(guān)。所以屬于全指向性傳聲器，或者說球形指向性傳聲器。壓差式傳聲器，雙指向，8字型結(jié)構(gòu)的示意圖如下所示。膜片兩側(cè)都有進(jìn)聲孔。膜片受力F=(p1-p2)*S。聲波達(dá)到膜片前后的通道路徑長度不同，從而存在聲路差、時(shí)間差、相位差，所以會導(dǎo)致前后的聲壓差。當(dāng)聲波從90。方向入射時(shí)，前后聲壓幅度相等，膜片基本不會動，所以接收到的聲壓接近)。而正前方和正后方入射引起的前后聲壓差最大。壓差式傳聲器的方向性和聲波入射角的余弦成正比。其極坐標(biāo)響應(yīng)為8字形，或稱雙指向性傳聲器。但因?yàn)槠浯嬖谇昂舐晧旱窒?，所以靈敏度會降低。復(fù)合式傳聲器，單指向，或多指向復(fù)合式傳聲器由壓強(qiáng)式+壓差式兩者復(fù)合而成。復(fù)合方式可分為聲復(fù)合和電復(fù)合。聲復(fù)合指通過壓強(qiáng)式+壓差