1、 灵敏度（感度） 一般定义为：传声器声电转换的效率。用dB表示。在相关传声器的测试标准中设定为 0dB=1V，所以传声器的灵敏度值均为负值。例如：-58dB 传声器的灵敏度一般在 ―28----―66 dB之间选择，不同的用途就有着不同的灵敏度要求。例如：笔记本电脑的灵敏度值要求就比较高，要在―27db左右，而蓝牙耳机则比较低，只要-62db左右就可以。 必须提及的是：传声器灵敏度的高低不仅是传声器自身的灵敏度决定的，还与电路中的电阻R有关。这个电阻的大小直接影响到传声器的灵敏度。同样一个传声器，如采用不同的R值，灵敏度就完全不同。例如：R值为1k和2k时，灵敏度可相差近7db！所以灵敏度是有条件的，传声器生产厂家一般要给定测试条件，通常为：2.2k 、3v 。 2、 频率响应 一般定义为：传声器在音频传输中频率各点所对应的灵敏度的一致性状态。传声器的频响范围大夺标称为20-----20khz，一般认为，这种一致性越趋一致，整个频响曲线越平越好。但在实际使用中并非如此。如：在电话机中，就希望传声器的频响曲线是斩头去尾的草垛型。这样可以最大限度的克服低频噪声和高端啸叫。航空耳唛中的传声器则要求削掉700hz以下的成分，以避开飞机发动机的低频噪声频率。在一般的会议传声中则希望降低4000hz以上的频率，以克服啸叫。 而在超声传输中，则要求传声器的频响15khz以上高端灵敏度越高越好。所以传声器的频响也应该视用而异。 3、 电流与阻抗 咪头内部有一个场效应三极管，其作用是阻抗转换和信号放大，所以咪头工作必须要加一个直流电压，可在1.5--6v之间选择。咪头的电流值正常情况下取决于FET（场效管）的电流值。一般在0.15--0.5mA之间。在这里，FET是一个恒流源，当咪头的外加电压、电阻变化时电流值基本不变。因此，我们可以认为咪头的电流值就是FET的电流值。FET电流值与自身的放大增益指标即跨导（相当于晶体管的放大倍数）、自身的阻抗值有关。一般认为：在一定的范围内，咪头的正常电流值越大、阻抗也就越低、放大能力就越高、咪头的灵敏度也就越高。 咪头的阻抗生产厂家一般标定为：2.2k，事实上，咪头的阻抗是个范围值，而不是点值。实践中咪头的阻抗在700欧姆---3000欧姆之间，不少用户用万用表测阻抗其实是不对的，万用表测得的只是咪头FET的直流电阻。 咪头的阻抗值不仅影响到咪头本身的灵敏度，更重要的是影响到使用咪头的电器的指标，就是说，咪头的输出阻抗一定要与使用咪头的电器的放大器的输入阻抗匹配，才能获得最大传声增益。 4、 噪声的产生与克服 咪头的噪声分自身的本地噪声，和外界的干扰噪声。由于咪头的场效应管电流值很小，本地噪声已很小。金属外壳接地不良、封装不良、是噪声的主要来源。特别在手机等高频设备中，当咪头外壳与PCB版的接触电阻大于1欧姆，就会产生明显的高频调制干扰，即所谓的电流声、蚊鸣声。克服的方法见一下文章。 5、 手机如何配用传声器 （此文已发布） 6、 蓝牙耳机如何配用传声器 蓝牙耳机是近几年推出的无线通讯产品，一般的生产厂家是购入蓝牙核心模组，然后进行外围组装。蓝牙耳机模组芯片增益很高，因此，对咪头的灵敏度要求不高，基本是在灵敏度分布的下限。由于蓝牙耳机体积小，声结构很难优化，如果咪头灵敏度过高极易产生回音。推荐灵敏度：-62--66db 7、 Pc机如何配用传声器 个人电脑的耳唛，用到了咪头。电脑和蓝牙恰恰相反，声卡的增益很低，软声卡更甚。所以电脑用咪头的灵敏度要求比较高，在分布的上限上。推荐灵敏度：-50db左右。多数的笔记本电脑对咪头的灵敏度要求要更高一些 -45--47db。 二、电容传声器（咪头）的生产 1、所需设备 说起来，有意思。生产普通咪头的基本设备投资并不大，30万元就可以搞一个月生产100万只普通咪头的产能规模。应当指出，是密集劳动型的，多数工序是在手工机械状态下。自动生产线就贵多了，至少要150万以上。这里不作赘述，有对此感兴趣的我可提供从0万---50万的起步方案预算。 2、工艺 无论是密集劳动型，还是自动生产线，清洁是最基本的工艺要求。一致性是咪头生产的关键和难点，中档率又是重中之重。工艺并不复杂，技术含量一般。 4、市场展望 咪头的需求量相当大，仅国内手机市场2005年就达600000000之多，mp3 、mp4、数码相机、电话机得用量就更大。随着技术的进步、需求的不断更新，咪头的种类也越来越多：单向咪、双向咪、抗噪咪、硅晶咪、超声咪、次声咪、标准咪不胜枚举。国内的咪头生产较有实力的集中在山东的潍坊市、广东的深圳、东莞（博林电子）。还有江苏的苏州、浙江的宁波。 驻极体电容式麦克风(咪头)基础知识 一、咪头的定义：： 咪头是一个声-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，咪头是输入，喇叭是输出。 咪头又名麦克风，话筒，传声器，咪胆等。 ECM（Electret Condenser Microphone）驻极体电容式麦克风的简称。 二、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（无向），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/A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，是一个绷紧的特氟珑塑料薄膜（聚氯乙烯）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。 杜邦膜：FEP,PTFE,PFA,PET等，FEP是美国杜邦公司生产的一种特氟珑薄膜叫聚全氯乙丙烯，在驻极体传声器方面，主要用于电荷的存贮，因为内部有很多的势阱。 PPS膜：是一种不能存贮电荷的薄膜叫聚苯硫醚，在驻极体传声器方面，主要用于背极式和前极式的振动膜片。 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， 五、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。 麦克风如何消除2G通话干扰？ 2G的干扰主要是217Hz的干扰，增加33pf和15pf的电容进行滤波，33pf的电容对GSM900 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（无向型）: 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 （心形、超心形、强心形）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。 c、双向 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) 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。 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。 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 TEST ID DESCRIPTION 30.1 发送灵敏度、频率响应:Sending sensitivity / Frequency Response. 30.2 发送响度评定值:Sending loudness srating( SLR). 30.3 接受灵敏度、频率响应:Receiving sensitivity /Frequency Response. 30.4 接受响度评定值:Receiving loudness srating ( RLR). 30.5.1 侧音掩蔽评定值:Sidetong masking rating 30.6.2 稳定度储备:Stability margin 30.7.1 发送失真:Sending Distortion. (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=83dB 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= 135dB 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 Sending sensitivity/ Frequency Response 与MIC的灵敏度，频响有关,手机的滤波器有关,加重特性有关，A/D转换器有关。 Sending Distortion 与MIC的噪音有关,放大器的噪声有关,调制噪声有关,A/D转换器有关,还与MIC和整个系统的耐射频干扰能力有关。 Sidetong masking rating 与手机的MIC，放大器，喇叭有关 Stability margin 与手机的接受和发射的稳定性有关 九、不同指向类型的MIC使用要求; 1.全向MIC的使用:使用在声源与MIC之间无固定方向的情况下,要求MIC在各个方向上所接受的灵敏度都相同的情况下,这时只要在MIC的音孔前外壳上开一个孔就可以了.例如电话手柄,手机,免提耳机等等. 2.单向MIC的使用: :使用在声源与MIC之间有固定方向的情况下,要求MIC在各个方向上所接受的灵敏度不相同的情况下, 声源与MIC之间的夹角为0°时MIC的灵敏度最高,180°时最低,这时必须在MIC的音孔前后,外壳上各开一个孔就可以了.例如车载电话,等等. 3.消噪MIC的使用: 使用在声源与MIC之间有固定方向的情况下,要求MIC在各个方向上所接受的灵敏度不相同的情况下, 声源与MIC之间的夹角为0°和180°时MIC的灵敏度最高,90°和270°时最低,这时必须在MIC的音孔前后,外壳上各开一个孔就可以了.例如车载电话,等等. 4.在其它条件相同的情况下全向MIC的灵敏度最高,单向MIC的灵敏度较低,大约比全向MIC低大约6—8dB,而消噪MIC的灵敏度最低，大约比全向MIC低大约10--12dB左右. 十、MIC的连接使用注意事项 1.MIC的焊接，对于L型和P型MIC的焊接，因为MIC的体积小，而且它的关键零件是塑料薄膜，耐热能力较差，因此在焊接时要特别的小心，最好在可能的情况下加散热器，详见产品规格书。建议电烙铁温度为Φ9.7的320±10℃，Φ6的300±10℃，每个焊接时间不大于2秒。 2.关于S型MIC与导电胶套的连接，因为MIC与PCB 连接是通过导电胶套连接的，它们就有一个压力，接触电阻，和胶套压缩量之间的关系，详见下图，胶套的压缩量大约在0。2～0。3毫米之间，这时MIC的压力大约是5～8N,接触电阻应小于0。1Ω，所以在结构设计是应注意到这一点。 3.MIC在使用设计时要注意MIC的极性，电源的正极接MIC的D,电源的地接MIC的S极。 4.在设计PCB时，MIC 的输出与下一级之间的接线越短越好，信号线最好与一根地线并行。如果可能的话音频信号线的两边最好有两根地线与之平行的走线。 十一、关于传声器的发展方向 1.小型化 微型化 主要为一些小型设备用,目前我司最小的MICφ4×1.1的MIC，φ3×1.1的MIC， 2.低噪声型，主要为一些要求低噪声的设备使用,如助听器及低噪声要求的 3.低功耗型，要求工作电流〈50μA的,主要为电池供电的设备使用 4.高灵敏度的，带有IC放大功能的(大约增益15dB) 5.数字化，传声器内部带有A/D转换功能的数字化输出。 6.能耐回流焊的MIC，因为MIC的内部的关键部件是一个塑料薄膜。 7.它不能耐高温,因此现在的MIC 都不能耐波峰焊和回流焊,选用特殊的材料研制能耐回流焊的MIC，将进一步扩大驻极体MIC的应用范围。 8.二氧化硅MIC，是另一类型的MIC，它与传统的MIC完全不同，它是由半导体技术制作的，它不但可以耐波峰焊和回流焊,而且热稳定性很好，是很有发展前途的一种产品，但目前价格较高。