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剑网3指尖江湖朱剑秋:電容咪頭
閱讀:13957時間:2016-07-01 14:36:51

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產品名片

  電容咪頭,是將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件,是和喇叭正好相反的一個器件(電→聲)。是聲音設備的兩個終端,咪頭是輸入,喇叭是輸出。又名麥克風,話筒,傳聲器。

結構說明

  以全向MIC,振膜式極環連接式為例

  1、防塵網:

  ?;み渫?,防止灰塵落到振膜上,防止外部物體刺破振膜,還有短時間的防水作用。

  2、外殼:

  整個咪頭的支撐件,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上,薄膜與金屬環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,留有間隙,為振膜振動提供一個空間,從而改變電容量。

  5、背極板:

  電容的另一個電極,并且連接到了FET(場效應管)的G(柵)極上。

  6、銅環:

  連接極板與FET(場效應管)的G(柵)極,并且起到支撐作用。

  7、腔體:

  固定極板和極環,從而防止極板和極環對外殼短路(FET(場效應管)的S(源極),G(柵)極短路)。

  8、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(腳),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。

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=εS/4πkd…①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。

  另外,當一個電容器充有Q量的電荷,那么電容器兩個極板要形成一定的電壓,有如下關系式:C=Q/V ……②

  對于一個駐極體咪頭,內部存在一個由振膜,墊片和極板組成的電容器,因為膜片上充有電荷,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Δd的變化,因此由公式①可知,必然要產生一個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換過程。

技術指標

  咪頭的測試條件;MIC的使用應規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:即咪頭的工作電流

  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 100μA〈IDS〈500μA

  2、靈敏度:單位聲壓強下所能產生電壓大小的能力。

  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Pa=1N/m2

  3、輸出阻抗:基本相當于負載電阻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。

  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:

  c、消噪型:是屬于壓差式MIC,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:

  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

  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,詳見產品手冊,噪聲主要是FET本身的噪聲

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