文档介绍：手机MIC应用指南
驻极体麦克风(Electret Microphone)的工作原理
驻极体麦克风是传声器的一种,传声器是一个声-电转换器件,是和喇叭正好相反的一个器件(电→声)。传声器又名麦克风,话筒,咪头,咪胆等。
1、传声器的分类:
从工作原理上分:炭精粒式、动圈式、驻极体式、压电式、二氧化硅式等。
从方向性上分:全向(Omni-directional),单向(Uni-directional),双向(Bi-directional)又称消噪型(noise cancelling)。
从极化方式上分:振膜式、背极式、前极式。
从结构上分:栅极点焊式、栅极压接式、极环连接式等
2、驻极体MIC的结构:
以全向MIC,振膜式极环连接式为例
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。
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。
振膜:是一个声-电转换的主要零件,是一个绷紧的特***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。
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。
极板:电容的另一个电极,并且连接到了FET的G极上。
极环:连接极板与FET的G极,并且起到支撑作用。
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)。
PCB组件:装有FET,电容等器件,同时也起到固定其它件的作用。
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
另外前极式,,背极式在结构上也略有不同。
驻极体MIC的工作原理:
FET
RL VS
G D
S CO OUTPUT
C CI C2
ID G
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;
V =Q/ C 。。。。。。②
对于一个驻极体传声器,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ΔL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