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麥克的分類和特點

2020-10-24

黑龍江無線麥克經銷商提示您麥克一般指麥克風,學名為傳聲器,由英語microphones(送話器)翻譯而來,也稱話筒,微音器。麥克風是將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件。分類有動圈式、電容式、駐極體和最近新興的矽微傳聲器,此外還有液體傳聲器和激光傳聲器。大多數麥克風都是駐極體電容器麥克風,其的工作原理是利用具有長久電荷隔離的聚合材料振動膜。

麥克風根據其換能原理可劃分為電動麥克風和電容麥克風兩種。其中電動類又可細分為動圈麥克風和鋁帶麥克風。

常見的商用麥克風類型有電容式麥克風、晶體麥克風碳質麥克風以及動態麥克風。常用的電容式麥克風使用的能量源有兩種:直流偏置電源和駐極體薄膜。這兩種電容式麥克風和晶體麥克風都是將聲能轉換為電能,產生一個變化的電場。碳質麥克風采用直流電壓源,通過聲音振動改變其電阻,從而將聲信號轉換為電信號。電容式、晶體以及碳質麥克風都產生一個與敏感膜位移成正比的電壓信號,而動態麥克風則產生一個與敏感膜的振動的振動速率成正比的電壓信號。動態麥克風采用永磁體為能量源,基於電感效應將聲能轉換為電能。

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大多數麥克風都是駐極體電容器麥克風(ECM),這種技術已經有幾十年的曆史。ECM 的工作原理是利用具有長久電荷隔離的聚合材料振動膜。與ECM的聚合材料振動膜相比,MEMS麥克風在不同溫度下的性能都十分穩定,不會受溫度、振動、濕度和時間的影響。由於耐熱性強,MEMS麥克風可承受260℃的高溫回流焊,而性能不會有任何變化。

由於組裝前後敏感性變化很小,這甚至可以節省製造過程中的音頻調試成本。目前,集成電路工藝正越來越廣泛地被應用在傳感器及傳感器接口集成電路的製造中。這種微製造工藝具有準確、設計靈活、尺寸微型化、可與信號處理電路集成、低成本、大批量生產的優點。早期微型麥克風是基於壓阻效應的,有研究報道稱,製作了以(1×1)cm2、2μm厚的多晶矽膜為敏感膜的麥克風。

但是,在敏感膜內不存在應力的情況下,這樣大並且很薄的多晶矽膜的一階諧振頻率將低於300Hz。一階諧振頻率在這樣低的頻段範圍內將導致麥克風在聽覺頻率範圍內的頻率響應極不均勻(靈敏度的變化量大於40dB),這對於麥克風應用是不可接受的。當敏感膜內存在張應力時,其諧振頻率將增大,卻以犧牲靈敏度為代價。當然,可以通過調整敏感膜的尺寸來獲得更高的一階諧振頻率,但是這仍將減小靈敏度。由此可見,壓阻式方案並不適於微型麥克風的製造。

一種可行的解決方案就是采用電容式方案,來製造微型麥克風。這一方法的優點就是:在集成電路製造工藝中使用的所有材料都可用於傳感器的製造。但是采用單芯片工藝製造微麥克風有相當難度,因為在兩個電容極板之間的空氣介質隻能有很小的間隔。而且,由於尺寸的限製,在一些應用場合偏置電壓很難滿足。基於上述問題,對於電容式麥克風的研究一直沒有間斷過。


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