电容式麦克风的结构主要利用两片导电板及两板之间的绝缘空气层来形成一基本电容构造,此两片导电板通常分别被称为“振膜”( Membrane)与“背板”(Backplate)。理想的振膜为一极柔软的弹性薄膜,受到声压作用时会产生振动,因而产生微距离改变,造成振膜和背板之间的动态微位移,因此使该结构的电容值亦随之改变。
电容式麦克风的结构原理:MEMS麦克风的感测器晶片构造通常是由一层较薄且低应力的复晶矽或氮化矽形成振膜,咪头,另以一较厚的复晶矽或是金属层形成具有多孔结构的背板,共同形成一组以空气作为介电层的微电容器构造。除了必要的MEMS感测器之外,全指向咪头,在MEMS麦克风的封装体内通常还须搭配另一颗电路晶片,提供给该MEMS晶片正常操作时需要的稳定偏压、并将讯号经过放大处理后输出,一般泛称为ASIC (Application-Specific IC)。 MEMS 麦克风感测晶片的构造示意图:MEMS麦克风使用的ASIC因产品应用类别不同,区分为类比式和数位式两款。类比式的ASIC其基本架构主要是由“倍压电路”(Charge Pump)、“电压稳定器”(Voltage Regulator)及“放大器”(Amplier)三大功能区块的电路所组成。 倍压电路目的是藉由对输入的电源进行增压处理,以提供MEMS晶片所需之较高操作电压。放大器电路功用在于放大及稳定输入讯号。电压稳定器的功能则是在ASIC电源输入端提供稳压处理,使晶片内部各电路区块皆能正常运作。而数位式ASIC除了同时具备上述三项基本功能区块之外,还增加了所谓“三角积分调变器”(Sigma Delta Modulator)电路,来负责讯号的取样与***杂讯等任务。
麦克风与无线话筒的区别
麦克风,学名为传声器,电容式咪头,是将声音信号转换为电信号的能量转换器件,由Microphone翻译而来。也称话筒、微音器。二十世纪,麦克风由***初通过电阻转换声电发展为电感、电容式转换,大量新的麦克风技术逐渐发展起来,这其中包括铝带、动圈等麦克风,以及当前广泛使用的电容麦克风和驻极体麦克风。
麦克风分类
按声电转换原理分为:电动式(动圈式、铝带式),电容麦克风式(直流极化式)、压电式(晶体式、陶瓷式)、以及电磁式、碳粒式、半导体式等。
按声场作用力分为:压强式、压差式、组合式、线列式等。
按电信号的传输方式分为:有线、无线。
按用途分为:测量话筒、人声话筒、乐器话筒、录音话筒等。
按指向性分为:心型、锐心型、超心型、双向(8字型)、无指向(全向型)。
驻极体传声器体积小巧,成本低廉,在电话、手机等设备中广泛使用。
硅微麦克风基于CMO***EMS技术,体积更小。其一致性将比驻极体电容器麦克风的一致性好4倍以上,耳机用咪头,所以MEMS麦克风特别适合高性价比的麦克风阵列应用,其中,匹配得更好的麦克风将改进声波形成并降低噪声。激光传声器在窃ting中使用。
无线话筒
无线话筒,是由若干部袖珍发射机(可装在衣袋里,输出功率约0、01W)和一部集中接收机组成,每部袖珍发射机各有一个互不相同的工作频率,集中接收机可以同时接收各部袖珍发射机发出的不同工作频率的话音信号。它适应于舞台讲台等场合。
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