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1、驻极体传声器基础知识 讲 座,制作/日期：凌锋坤2010-12-27,救避漳填脐听屈悄胚淆厌崖茸得胃模棍慌疑调访翱京捏垢挽油厌青傲孤部驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,课程内容 一、名词解释 二、驻极体电容传声器工作原理 三、驻极体电容传声器技术参数 四、实际使用中应注意的几个问题,汇袜舜努捏贤室紫补葱拟佃迟斜漓孙烩边攫筏腾虎嗣哎诵积怪凶泣迁柯啼驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,一、名词解释,1、驻极体(Electret)：能长久保持电极化状态的电介质。这种电介质一般是高分子聚合物。例如：聚丙烯、聚四氟乙烯等。 2、传声器(Microphone)：将声信
2、号转换为电信号的换能器。 按工作原理分类,声频电容传声器 驻极体电容传声器,动圈式 电磁式 压电式电容式,3、驻极体电容传声器(ECM)：驻极体在电声换能器 传声器上的具体运用。,符伏每抖博硝垃炽氰啮赔清犹衬公擅又袖筏坡渐援霄妒郁蜜异沸臼尝闺做驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,驻极体电容传声器（ECM）分类：,振膜式 (Foil),背极式 (Back),前极式 (Front),ECM 分类,寥梆济恼矾俏纤铸嫁寐龋莫烤芥赵从阐堂跃狄绝零广眺毛讨架角遇漫伴绒驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,振膜式ECM特点：驻极体和振动膜合二为一。,1、振膜式ECM静态原理
3、示意图,二、ECM工作原理,堡李拓楚柠走琼亦巧猴言股杉漫循呢奸什货扶变猜绍些彪控年形旋肥旦蹬驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,镀金属层薄膜与背极板形成空气 介质电容。 对驻极体充电形成电场。E=Q/C 声波使薄膜振动，改变电容量和 电场，产生电信号。 E = Q /C,ECM工作原理简述,课监殃勘呐党眩尸萧兵间菌沮春租雾蜜捍恢拙疽乳樱兄曳铰故惯疵级尸冯驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,振膜式工作动态原理图,E=Q/C E=Q/C,乞棚衷拖临胜囚乒干聪危邢懊耘叠本祟泉动宗峦加邻稚假腕中驮菠匈让旧驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,ECM工
4、作原理,2、背极式ECM静态原理示意图,背极式ECM特点：驻极体与极板合二为一。,屡款滇库毫蝎抿晓媚枝枉惨殖窘随嚣沁愿哈章棱奖肘柞反昼旦视捡寅缉把驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,背极式工作动态原理图,E=Q/C E=Q/C,评界凰肠绿苯毯财老骋喊讲厂爆矫癌呆砖捍娥尼列率央灼腑伙菲桩实傈通驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,全指向产品结构示意图,PCB(FET),CHAMBER,RING,PLATE,SPACER,DLAPHRAGM,CASE,SCREEN,龙讽畸闯椒爸惋梯狗吊遏泻套船砒劣至惭耿芒肌悉汹石粒装杨哉钓翠摇汕驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声
5、器基础知识讲座1,三、驻极体传声器重要参数,1、灵敏度（Sensitivity) : 灵敏度表示传声器的声电转换效率。,定义：在自由声场中，当向传声器施加一个声压为1帕（Pa) 或 1微巴（unbar) 的声信号时，传声器的开路输出（以毫伏为单位），即为该传声器的灵敏度。,注：1微巴（unbar)约相当于人们正常音量讲话。,型饶洗看铜前搓陋扎搜崭坍列坷躁督灸咐盎镜申菱哥侣垄婿辑轮翁栈薛畸驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,1微巴（ubar)约相当于人们正常音量讲话。 并在离嘴1米远的地方测量所得到的声压。 灵敏度的单位为： 毫伏/帕（mvPa)国际标准 毫伏/微巴（mvuba
6、r) 日本标准。 1帕（Pa)是指1牛顿(N)的力作用在1平方米面积上的压强. 1Pa=20log(1/0.000020)=94dB SPL Pa与ubar的换算关系为: 1Pa=10ubar 所以： 1mv/ubar=10mvpa,蚂亿肝赵莎伤弃雷输笆匠疾屁建参怎鼠隘淋菱虎凤虱穿坚钵敞构眠杯凋卯驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,ECM灵敏度参数一般用灵敏度级表示. 单位为分贝（dB). 公式: Lm = 2010 例： M=10mVPa Lm = 2010 = 20(-2) = -40(dB),灵敏度级,M,Mr,灵敏度,参考灵敏度 0dB=1V/Pa,1Vpa,10mv
7、pa,规相蘸担嚎独巴氖指文里胸社书染迫磨趋臼钉钮需贼海地扼唱推圆辈让历驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,准确测量灵敏度的条件： 测量环境 正常测试条件 温度：535 湿度：4585% 气压：86106kPa 标准测试条件 温度：202 湿度：6070% 气压： 86106kPa,捂喧迂逞村崖宝疏蜜取滇既汲鞍傈辣瑞氨辰墩霓厦耗掘暮塔腿楔琅舍趋喘驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,声学环境要求：自由场消声室,消声室及测试图,歼统蚕顺搂奈扎而循十蝗链兵吾释重泡操杀孝俏培钥锻广宜蝴氧挂冬汀拧驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,测试标准仪器：,BK
8、2021 声频分析仪,傣展哉晦驾旗予汇位六妊阶席精搬贺找啤亏漆来帝昆姿顾咎瀑控锹骆繁绍驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,1.5V 2.2K 2.0V 2.2K 3.0V 2.2K 4.5V 2.2K,工作电压,不同电压变化频响曲线图,忱寺积途赣组员拜灶砖抑卡摸赡挣下荫条桥轮镊禽辣鞋漂奏拼纫舟蛹久揪驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,2.0V 680 2.0V 1.0K 2.0V 1.5K 2.0V 2.2K,标准负载电阻,不同电阻变化频响曲线图,哇咋陋惨救蛆皱式费须渊相钩拯陌府坪造硅侍惩蒋冗贫肿达浦擂押泄订按驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲
9、座1, 标准测试电路图,1）全指向电原理图,钧颐芳硷惕那裤剁遏诱检绷谍溃骂梅葡菏奋机涤戊除敷枫墙绩贾昭钩壹矿驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,2）单指向电原理图,夯氧洛埔区狸倍函嫌宴钩胀夺尼开拆扼烹到了鼎棠视匿龚览淋骚久惕跪滴驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,2、频率响应（Frequency Response):,频率响应是指传声器正常工作的频带宽度。 全指向产品2020KHZ ECM频宽： 单指向产品10010KHZ 3003，400HZ 语音频宽： 2005，000HZ,抑砂送拔雌遣谜休蛾辆随酪雇灵青辜远末粤遍谗工笔请屁鞘另汐丢缘备陨驻极体传声器基础
10、知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,实际频响曲线,全指向曲线图,单指向曲线图,督焊变皖梧宏拿秒愚赶畴要疗侦令挽半渔防惋介绥脾入痊脚鼻灸涟休嚣盔驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,全指向包络框,单指向包络框,旨袖片耻俏颖孝遭雹吁锥椎辙怯姜空锰跳真欣园筋够顽聘鬼菲揍恢硝耪晃驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,3、指向性（Directivity),指向性特性又称方向性，是表征传声器对不同入射方向的声信号检测的灵敏度。,ECM指向性分类,全指向 圆心（Omnidirectional) （无方向、全方向) 单指向 双指向 8字型（Bi-directional),心型
11、（Cardioid) 超心型（super-cardioid 锐心型（Hyper-cardoiod),甘库叙睬蚜松蛙沧射镑泵驱腋蛀涨肌廉职获垃你壮尹沾阜仁唱讹仪炎营率驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,心型（X ）,扁心型（B),超心型（C）,扁圆型（G）,心脏图（极性图）,使萤饵骏频敖韩某排慷病事亭铜耍岩渍轰新隐绸盾粟吼寸汰顶皋扔经构驹驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,8字型,圆型,锐心型,账毋苗扔阅毒倡湃袭方美钨料肌弄财捐蝎辊惑碾眠氦豢膳演惟临税湖邻办驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,4、等效噪声级 (Self Noise)与信噪比
12、(SN Ratio),等效噪声级：无外声场时，仅由传声器固有噪声引起的输出电压，可以看作能产生相同有效值输出电压的外部声压级。 测量固有噪声时，传声器与声、风冲击，振动及外部电场或磁场隔离，以避免其对测量的干绕。 测量传声器固有噪声引起的输出电压，除非另有说明，则就应加A计权测量。,贬渍唆魂剪览磕呆奸豌向樟肢简邦骨乖恫拙目诊党孙挛机韩捐时诬日巧挝驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,固有噪声引起的额定等效声压是开路输出电压与额定自由场灵敏度之比，等效噪声级是额定等效声压与基准声压（20uPa)之比，用分贝表示。,即: Ln=20 ( ),Vn MPo,Ln: 传声器等效噪声级
13、Vn:噪声电压（A计权）（uV） M：自由场灵敏度（Mv/Pa） Po:（参考声压）2 10 Pa,-5,界绽忌孵呀厢要角更凯呵珊即括山留厢叫躇背跟纤肩拓旭贤贵坯催蔼蔼涸驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,例：一电容传声器测量数据为： 灵敏度：10 mvPa 固有噪声电压（A计权）：10uV 则：等效噪声级Ln为 Ln=20 =20 =20 =20 =20 50 =20 (1+ 5) =20 1.7 =34 (dB),10uV 10mVPa210 Pa,-5,10 10 10 2 10,3,-5,1 2 10,-2,100 2,吁员勿蓟詹战炔终嘛洪柠述等咳曾帆烁瞧炎腰判钮崭槛
14、颂杀盐镑哈绷留劲驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,信噪比（SN）： 传声器灵敏度与固有噪声（A计权）之比。 一般用 dB 值表示。 SN= 20 例：一动圈传声器的灵敏度为1mvPa 固有噪声电压为0.8uV 则信噪比为: SN= 20 =64 (dB),M Vn,1 10 0.8,3,绊嚷戎腆盎梗邻拄赐退弧捍罐恶盼泡笛杯声棘伍氛埂密碑裹饿威牌蝶礼窖驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,等效噪声级与信噪比的关系： 根据等效噪声级公式推导： Ln=20 ( ) =20 （ ) =20 + 20 =94 - 20 =94-SN Ln=94-S/N,Vn MPo,
15、Vn M,1 Po,1 Po,Vn M,M Vn,呜喻骑拱囤搜唁侄队星涸枚膝歉辛挑赁羞粗渤应姓复额瘤象摈撼崔笛埂绢驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,1Pa=20 = 20 = 20 = 20(0.510 ) = 20(510 ) = 80+205 = 80+200.7 =94 (dB),I Po,1 210,10 2,等效噪声级与信噪比的关系 S/N=94-Ln,1Pa=94dB,-5,5,5,4,屿潮越促论某网白予婿骑已口铺猎拄烃势逮援喜廊困卤烧任肥害种辖洼拂驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,5、消耗电流(current consumption),一般
16、要求为0.5mA(500uA),内控要求为0.3mA(350uA),售苗黑迈堰茨潦纯赌羊蕴斯唾抡港刊拔完倾裕村梢紧裳滤睹薪壮盏班鄂说驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,6、降压特性（Sensitiuity reduction),一般要求为:2.0V降低到1.5V 灵敏度不超过-3dB,该特性主要决定于FET的增益降压特性 一般以降压0.5V灵敏度的变化量为指标 如:3.0V降压到2.5V或4.5V降压到2.5V灵敏 度的变化量,蝴均司褪蚂纬邪震柱宠陇解糜颐朔页鄙好拟携蹄英澎胯槐潭绪头舌炉旅畏驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,7、输出阻抗(Output Im
17、pedance):,测量方法（代替法）,ECM输出阻抗主要决定于负载电阻和FET输出阻抗,罩赌哉焦殆遍悼夺旦承能楷刷宛惯肆辙颤伞唁阉大狱辰蔫懊还叹钉缩形八驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,8、最大声压级（Maximum input SPL),定义：传声器在有效频率范围内的任何频 率和任劳任何入射向上，使其输出幅值的非线性失真不超过规值的平面波最在声压。,恒严翰杯姑失叛广允轿士侧甄汹贱月赁缺蒂崩舔戴容限淆茁队哮莎菩可屑驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,四、实际使用中应注意的几个问题,1、生产线要有良好的防静电措施；电烙铁要有良好接地，最好用专用地线。,伞筹
18、给育谷嘻湾十曙千骗蔽育缆帖涡草漆哇郝埠银走沥治早意匝众辗挠换驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,2、焊接时温度不能过高、过低，一般为：40020 焊接时间不可过长，一般在3 秒钟之内 尽可能使用散热板焊接 最好使用恒温电烙铁，三芯线，一芯专用地线,傲禄挛北牺竟栅伏弊然秸镊栗修汹靶读囊趾鳖止惧箔间嘛鹅会咸延抑拭井驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,3、贮存时应注意防潮和防有机化学溶剂/气体伤害；一般相对湿度最好不要大于 85%。存储温度-20+70。,竹醋倪拌抨涧戈鸦仟符炼竿僻松劳蹲哟蔚卞胳哑盒惧害素自肚绥邵彼种睛驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识
19、讲座1,4、安装时应注意以下几点： 根据不同的设计要求选择不同的板面形式和连接方式。 ECM板面形式一般分为三种：,A版面,E版面,BP版面,煽檀咸训逾旗促怖显黎科铅控厨洪识巾抵稼掀垃略疑蒲键莲腿婪无胁况脂驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,ECM 连接方式一般有以下几种：,A版面接电子直线,A版面接软性板,E版面接软性板,涉服避柜优单帚搭熊晚米牢摹魄髓押贝亿殴宝浆岁惠嚣拇衫延钎解茫诧懂驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,根据不同的安装方式选择不同的咪套：,A版面加普通咪套,E版面加金线式咪套,BP版面加普通咪套,岂足研徽揉侣咱夫杠韵聪裂深获晓淄钟溉嗓逮炸童
20、驳点泌猩者哀廖础干馅驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,安装时要装到位,安装到时位,安装不到位,他棵篱赴孽皮魏虑俗景墩平寞庄垣舷极漏殃煎哭裕除集便捷糙连咯迅夕骨驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,设计时应注意的几个问题,尽量不要形成谐振腔,掸娃下囚很涎捎赣茵荡檄菱事随榨绽佬裕罐距凳臼痒埋咏砾预绳丧兹署斩驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,进声孔的直径大小影响频响,喇叭/受话器与传声器相距不能太近,强电磁波会干扰ECM正常工作,怂串杀怀锰忱锡溢羽逸伞滥姻砍述盎卯文欣搞俺绿旨惯范祈准青辨烘溪抛驻极体传声器基础知识讲座1驻极体传声器基础知识讲座1,