咪头的结构和原理是什么?

咪头的结构和原理是什么?
咪头的结构和原理是什么?

咪头的结构和原理是什么?
咪头
咪头,是将声音信号转换为电信号的能量转换器件,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,咪头是输入,喇叭是输出.又名麦克风,话筒,传声器,咪胆等.
　　咪头的分类：
　　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
　　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、从咪头的方向性,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：
　　保护咪头,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：
　　整个咪头的支撑件,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、背极板：
　　电容的另一个电极,并且连接到了FET（场效应管）的G（栅）极上.
　　6、铜环：
　　连接极板与FET（场效应管）的G（栅）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（场效应管）的S（源极）,G（栅）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（脚）,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、咪头的电原理图：
　　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.
　　VS:工作电压,MIC提供工作电压
　　:CO:隔直电容,信号输出端.
　　五、驻极体咪头的工作原理：
　　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,那么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
　　对于一个驻极体咪头,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,因此整个咪头就完成了一个声电的转换过程.
　　六、咪头的主要技术指标：
　　咪头的测试条件;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：即咪头的工作电流
　　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
　　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 .
录音器的咪头正负极接反了不能用,录音器的咪头的负极是和屏蔽线连接,会造成无声音.