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电容传声器

电容传声器从机械上来说是录音工作中所用的最简单的形式;它仅有的运动零件是一块极轻的膜片,这块膜片当作电容器的一个电极使用。
电容传声器
原理
  电容传声器的捡声原理是利用一张极薄的镀金膜,作为电容的一个极,与其相隔零点几毫米,有另外一个固定电极,这样形成一个几P法拉的电容器,薄膜电极跟随声波振动而造成电容的容量变化,形成电信号,由于这个电容只有几P法拉(1法拉=1000000000P法拉),其内阻极高,达到G欧姆的级别(1G欧姆=1000000000欧姆)所以需要个电路,来将这个G欧姆的阻抗转换成通用的600欧姆左右的阻抗,这个电路,也叫做“预放大电路”通常集成在电容传声器的内部,需要“幻象电源”来给电路供电。 正是有这个预放大电路的存在,所以电容话筒必须要幻象电源来供电才能正常工作,电容传声器+幻象电源一般灵敏度都很高,比常用的动圈话筒灵敏的多。换句话说,电容话筒不管用在电脑上还是别的设备上录音,幻象电源都是必须的,而且录出的声音都不会比动圈话筒的小。
分类
  1、从工作原理上分:
  炭精粒式
  动圈式
  驻极体式(以下介绍以驻极体式为主)
  压电式
  2、从方向性上,可分为全向,单向,双向(又称为消噪式)
  3、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
  4、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
结构
  1、 防尘网:
  保护传声器,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:
  整个传声器的支撑件,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、极板:
  电容的另一个电极,并且连接到了FET的G极上。
  6、极环:
  连接极板与FET的G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 的S,G 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,可以通过PIN 与其他PCB 焊接
  在一起,起连接作用。
技术指标
  1、消耗电流:即传声器的工作电流
  主要是FET在VSG=0时的电流,根据FET的分档,可以作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/μBa
  -40 dBV/Pa=-60dBV/μBa
  0 dBV/Pa=V/Pa
  声压强Pa=1N/m2
  3、输出阻抗:基本相当于负载电阻RL-30[%]之间。
  4、方向性:
发展趋势
  1、小型化微型化
  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、能耐回流焊的电容传声器,因为电容传声器的内部的关键部件是一个塑料薄膜,它不能耐高温,因此现在的电容传声器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电容传声器,将进一步扩大驻极体MIC 的应用范围
  7、二氧化硅电容传声器,是另一类型的电容传声器,它与传统的电容传声器完全不同,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。
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