MIC基础知识简介
MIC基础知识简介
传声器是⼀个声-电转换器件（也可以称为换能器或传感器），是和喇叭正好相反的⼀个器件（电→声）。是声⾳设备的两个终端，传声器是输⼊，喇叭是输出。 传声器⼜名麦克风，话筒，咪头，咪胆等。
⼆、传声器的分类：
1、从⼯作原理上分：
炭精粒式
电磁式
电容式
驻极体电容式（以下介绍以驻极体式为主）
压电晶体式，压电陶瓷式
⼆氧化硅式等
情趣口香糖2、从尺⼨⼤⼩分，驻极体式⼜可分为若⼲种.
Φ9.7系列产品Φ8系列产品Φ6系列产品
Φ4.5系列产品Φ4系列产品Φ3系列产品
每个系列中⼜有不同的⾼度
3、从传声器的⽅向性，可分为全向，单向，双向（⼜称为消噪式）
4、从极化⽅式上分，振膜式，背极式，前极式
从结构上分⼜可以分为栅极点焊式，栅极压接式，极环连接式等
5、从对外连接⽅式分
普通焊点式：L型
带PIN脚式：P型
同⼼圆式： S型
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：
保护传声器，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：
整个传声器的⽀撑件，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，是⼀个绷紧的特氟窿塑料薄膜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。
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、极板：
电容的另⼀个电极，并且连接到了FET的G极上。
6、极环：
连接极板与FET的G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的S，G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，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、传声器的电原理图：
FET(场效应管)MIC的主要器件，起到阻抗变换或放⼤的作⽤，
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。
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。 冰雕模具:CO：隔直电容，信号输出端.
五、驻极体传声器的⼯作原理：
由静电学可知，对于平⾏板电容器，有如下的关系式：C=ε?S/L……①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，那麽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
对于⼀个驻极体传声器，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Δd的变化，因此由公式①可知，必然要产⽣⼀个ΔC的变化，由公式②⼜知，由于ΔC的变化，充电电荷⼜是固定不变的，因此必然产⽣⼀个ΔV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，漏极的输出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Δv的变化量，FET的漏极电流I就产⽣⼀个ΔID的变化量，因此这个电流的变化量就在电阻RL上产⽣⼀个ΔVD的变化量，这个电压的变化量就可以通过电容C0输出，这个电压的变化量是由声压引起的，因此整个传声器就完成了⼀个声电的转换过程。
六、传声器的主要技术指标：
传声器的测试条件;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：即传声器的⼯作电流
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+ID×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 100µA〈IDS〈500µA
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/µBar
-40 dBV/Pa=-60dBV/µBar
0 dBV/Pa=1V/Pa
声压强Pa=1N/m2
丙烯酸酯胶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: 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。
频率特性图：
c、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:20µpa=0dBSPL
MaxSPL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，噪声主要是FET本⾝的噪声。
七：MIC的测试⽅法
测试电路图
测试仪表 HY系列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(µA)
led大功率天花灯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：要在消声室内进⾏，B&K2012测试仪，B&K旋转台测试。
变频器开关电源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115 dBSPLA
7.输出阻抗的测试⽅法
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)、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）喇叭发出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出，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)，有时会出现个别接触不良现象，使⽤较多。
溜逸
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)、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也提出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±10kV,±12kv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的输出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
(3)测试结果判定
发送灵敏度、频率响应:Sending sensitivity / Frequency Response。
发送频率响应曲线在模板内
发送失真:Sending Distortion. 在发送失真线之上
发送响度评定值:Sending loudness srating( SLR). SLR=8+/-3dB
接受灵敏度、频率响应:Receiving sensitivity /Frequency Response.
接受响度评定值:Receiving loudness srating ( RLR).
侧⾳掩蔽评定值:Sidetong masking rating STMR= 13+/-5dB
稳定度储备:Stability 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
