有线麦克风设计原理

时间:2023-02-06 点击量:

一切都在不知不觉中悄然发生着变化。就连有线麦克风这样不起眼的小部件也在悄然进化。麦克风,学名是麦克风,翻译自Microphone。麦克风是一种将声音信号转换为电信号的能量转换装置,也称为有线麦克风。


有线麦克风的历史可以追溯到 19 世纪后期,当时亚历山大·格雷厄姆·贝尔 (Alexander Graham Bell) 等科学家致力于寻找更好的拾音方法,这可用于改进当时的新发明——电话。在此期间,他们发明了液体麦克风和碳粒子麦克风,它们并不理想,但几乎无法使用。


20世纪,有线麦克风起初是通过声、电的电阻转换为电感和电容的转换而发展起来的。一大批新的传声器技术逐渐发展起来,包括铝带、动圈等传声器,以及目前广泛使用的电容传声器和驻极体。


目前市场上的麦克风主要包括动圈式、电容式、驻极体和新兴的硅微有线麦克风,此外还有液体有线麦克风和激光有线麦克风。动圈麦克风具有更好的音质,但体积庞大。有线麦克风体积小、成本低,广泛应用于电话、手机等设备中。


用作音频信号输入的麦克风一直受到噪音问题的困扰。


有线麦克风的噪声源来自多个来源:偏置电压波动引起的电子噪声、FET 噪声、板级噪声、来自振膜的声学自噪声,以及耦合到麦克风高阻抗输入端的外部电磁 (EM) 场和射频。场效应管 (RF) 场。详情如下:


(1)当一个带有ECM(Electret Condenser Microphone,驻极体电容麦克风)的系统靠近带有功率控制的射频发射(如手机)时,功率控制产生的射频信号的音频分量可以被麦克风解调,并转换成音频路径中可以听到的声音信号。


(2)在ECM信号放大电路中,发射功率放大器(出现在音频频段)的阈值由场效应管的高阻抗门限调节,对信号进行放大。这种信号一旦进入音频频段,就很难消除。


(3) 电源电压波动也是音频系统中非常常见的噪声源。作为一个低灵敏度的 ECM,它的输出是一个 10mVrms 量级的小模拟信号。由于 ECM 没有任何电源抑 制能力,电源电压的微小波动会导致间歇性噪音。


(4) ECM 也给机械设计带来挑战。因为 ECM 不仅可以检测声音信号,还可以检测机械振动,并将振动转换为低频声音信号,因此当 ECM 放置在振动环境中(如安装在电风扇附近的电路板上或大扬声器),振动将是音响系统中的主要噪声来源。