高中物理 第5章 传感器及其应用 第3节 大显身手的传感器 麦克风种类介绍素材 鲁科版选修3-2（通用）

高中物理 第5章 传感器及其应用 第3节 大显身手的传感器 麦克风种类介绍素材 鲁科版选修3-2（通用）

麦克风种类介绍 ‎ 专业麦克顾名思义是有别于普通民用麦克风。‎ ‎　　从种类上来分目前主要有电容麦克风（包括驻极体也叫预极化）、动圈麦克风、铝带麦克风等。‎ ‎　　从功能大概组要分三类：‎ ‎　　第一，演出用麦克风，主要使用动圈麦克风和电容麦克风（主要根据使用场合和要求不同而选择）。‎ ‎　　第二，录音用麦克风，主要使用电容麦克风和铝带话筒，录音用电容话筒不包括驻极体麦克风。‎ 第三，会议用麦克风，主要使用驻极体和少量的动圈麦克。‎ 传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称话筒，麦克风，微音器。‎ 分类 ‎　　有动圈式、电容式、驻极体和最近新兴的硅微传声器，此外还有液体传声器和激光传声器。‎ ‎　　动圈传声器音质较好，但体积庞大。‎ ‎　　驻极体传声器体积小巧，成本低廉，在电话、手机等设备中广泛使用。‎ ‎　　硅微麦克风基于CMOSMEMS技术，体积更小。其一致性将比驻极体电容器麦克风的一致性好4倍以上，所以MEMS麦克风特别适合高性价比的麦克风阵列应用，其中，匹配得更好的麦克风将改进声波形成并降低噪声。‎ 专业麦克风：‎ ‎　　专业麦克顾名思义是有别于普通民用麦克风。‎ ‎　　从种类上来分目前主要有电容麦克风（包括驻极体也叫预极化）、动圈麦克风、铝带麦克风等。‎ ‎　　从功能大概组要分三类：‎ ‎　　第一，演出用麦克风，主要使用动圈麦克风和电容麦克风（主要根据使用场合和要求不同而选择）。‎ ‎　　第二，录音用麦克风，主要使用电容麦克风和铝带话筒，录音用电容话筒不包括驻极体麦克风。‎ ‎　　第三，会议用麦克风，主要使用驻极体和少量的动圈麦克。‎ ‎　　目前，市场上销售的麦克风主要分为两大类：一类是动圈式话筒。其主要特点是音质好，不需要电源供给，但价格相对较高。另一类话筒是驻极体话筒。其特点是耐用，灵敏度较高，需要1.5～3V的电源供给，音质比同价位的动圈式话筒要差一些。但其价格相对较低，适合作播音麦克风。‎ ‎　　作为家用麦克风，最好选择动圈式，因为其音质比其他种类的要好一些，可以真实地再现人声，且不易在音量大的环境下与音响设备发生自激啸叫，损坏音箱中的高音扬声器。正品货通常包装精美，外观设计也很美观，话筒握在手中应有沉甸甸的感觉，手感舒适，丝网罩上应无毛刺，更不能损坏。话筒线上应有与话筒相一致的商标品牌。‎ ‎　　在选出自己比较满意的产品后，可用一台质量优越的进口高保真音响进行试机。试机时，将麦克风插入音响耳机插孔，将音量旋至最小，用随机的CD机或VCD机播放正版音乐带，音量开小一些，打开话筒开关，此时，你会发现麦克风成了一只小的扬声器，你可以用不同的话筒试验，选出音质最好的一种。‎ ‎　　电容式麦克风：‎ ‎　　电容式麦克风有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜（多数为聚全氟乙丙烯）并将其接地，另一极板接在场效应晶体管的栅极上，栅极与源极之间接有一个二极管。当驻极体膜片本身带有电荷，表面电荷地电量为Q，板极间地电容量为C，则在极头上产生地电压U=Q/C，当受到振动或受到气流地摩擦时，由于振动使两极板间的距离改变，即电容C改变，而电量Q不变，就会引起电压的变化，电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率，这就是驻极体传声器地工作原理。‎ ‎　　电容式麦克风的膜片多采用聚全氟乙丙烯，其湿度性能好，产生的表面电荷多，受湿度影响小。由于这种传声器也是电容式结构，信号内阻很大，为了将声音产生的电压信号引出来并加以放大，其输出端也必须使用场效应晶体管。‎ 电容式麦克风的优点 ‎　　1、能将声音直接转换成电能讯号的最佳设计原理：‎ ‎　　电容式麦克风是利用导体间的电容充放电原理，以超薄的金属或镀金的塑料薄膜为振动膜感应音压，以改变导体间的静电压直接转换成电能讯号，经由电子电路耦合获得实用的输出阻抗及灵敏度设计而成。‎ ‎　　2、能展现『原音重现』的特性：‎ ‎　　音响专家以追求『原音重现』为音响的最高境界！从麦克风的基本设计原理分析，不难发现电容式麦克风不仅靠精密的机构制造技术，而且结合复杂的电子电路，能直接将声音转换成电能讯号，先天上就具有极优越的特性，所以成为追求『原音重现』者的最佳选择。‎ ‎　　3、具有极为宽广的频率响应：‎ ‎　　振动膜是麦克风感应声音及转换为电能讯号的主要组件。振动膜的材质及机构设计，是决定麦克风音质的各项特性。由于电容式麦克风的振动膜可以采用极轻薄的材料制成，而且感应的音压，直接转换成音频讯号，所以频率响应低音可以延伸到10Hz以下的超低频，高音可以轻易的达到数十KHz的超音波，展现非常宽广的频率响应特性！‎ ‎　　4、具有超高灵敏度的特性：‎ ‎　　在振动膜上面因为没有音圈的负载，可以采用极为轻薄的设计，所以不但频率响应极为优越，而且具有绝佳的灵敏度，可以感应极微弱的声波，输出最清晰、细腻及精准的原音！‎ ‎　　5、快速的瞬时响应特性（TransientResponse）是先天上的赢家：‎ ‎　　振动膜除了决定麦克风的频率响应及灵敏度的特性外，对声波反应快慢的能力，即所谓「瞬时响应」特性，是影响麦克风音色的一个最重要因素。‎ 麦克风瞬时响应特性的快慢，决定于整个振动膜的轻重，振动膜越轻，反应速度就越快。电容式音头极为轻薄的振动膜，具有极快速的瞬时响应特性，能展现清晰、明亮而有劲的音色及精准的音像。尤其中、低音完全没有音染及『箱音』，高音细腻而清脆，是电容式最显著的音色特点。由下面的附图可明显看出电容式音头的瞬时响应特性远优于动圈式。‎ ‎　　6、具有超低触摸杂音（HandlingNoise）的特性，是音响专家最赞赏的特点：‎ ‎　　使用手握式麦克风时因与手掌接触产生的触摸杂音，让原音混杂了额外的噪音，对音质影响至巨，尤其对具有前置放大电路的无线麦克风更严重，所以触摸杂音成为评断麦克风优劣的重要项目。从物理现象探讨，鹅毛与铜板同样掉到地板上，鹅毛几乎听不到掉落的声音，而铜板就很大声，显示较轻的材料比较重的撞击声小。同理，电容式麦克风的振动膜比较轻，先天上就具有『超低触摸杂音』的绝佳特点。‎ ‎　　7、具有耐摔与耐冲击的特性：‎ ‎　　使用麦克风难免因不慎掉落碰撞导致故障或异常。由于电容式音头是由较轻的塑料零件及坚固的轻金属外壳构成，掉落地面的撞击力较小，损坏的故障率较低。‎ ‎　　8、具有体积小、重量轻的独特优点：‎ ‎　　电容式麦克风因采用超薄的振动膜，具有体积小、重量轻、灵敏度高及频率响应优越的特点，所以能设计成超小型麦克风（俗称小蜜蜂及小蚂蚁）广泛的应用。‎ ‎　　9、最适合装配在无线麦克风上！‎ ‎　　电容式麦克风具有上述绝佳的特点，成为音响工程专家及演唱高手的最爱，而无线麦克风在舞台演唱或在家里唱卡拉OK，已经成为当今世界的趋势，无线麦克风因本身可以提供电容式音头所需的偏压，而拥有电容式麦克风的全部优点，成为数字音响时代，专业音响行家梦寐以求的最佳麦克风。‎