麦克风相关技术介绍
麦克风
麦克风麦克风是我们生活中常见但又极为重要的一种设备。
它能够将声音转化为电信号，并通过电缆或无线传输给其他设备进行录制、放大或传输。
麦克风广泛应用于语音通信、音频录制、音乐演奏等领域，并且在现代科技的发展中扮演着重要的角色。
麦克风的原理是利用声音振动产生的声波，通过振动膜片使磁场发生变化，进而通过线圈感应出电信号。
这个过程涉及到声音的变换、振动的传递和电信号的转换。
麦克风的种类很多，常见的有电容式麦克风、动圈式麦克风、指向性麦克风等。
电容式麦克风是一种常见的麦克风类型。
它利用了振动膜片与固定电极之间的电容变化来接收声音。
当声音通过麦克风时，膜片会受到声波的振动，从而使得电容的大小发生变化。
这种变化会被电路转化为电信号并输出。
电容式麦克风具有高灵敏度、广泛的频率响应和较低的失真程度的特点，使其在音频录制和演唱会等场合中得到广泛应用。
动圈式麦克风是另一种常见的麦克风类型。
它利用了线圈在磁场中运动产生的感应电流来接收声音。
在动圈式麦克风中，声音传递到膜片时，膜片与线圈连接在一起并固定于磁场中。
当声音通过麦克风时，膜片会受到声波的振动，从而使得线圈在磁场中运动。
运动的线圈会产生感应电流，并通过电路输出。
动圈式麦克风具有坚固耐用、抗冲击和高音质的特点，广泛应用于舞台演出和录制音乐等领域。
除了常见的电容式和动圈式麦克风，还有一些其他类型的麦克风，如指向性麦克风。
指向性麦克风能够根据声音传播的方向性选择感应声音，并屏蔽其他方向的声音。
这使得指向性麦克风在会议记录和新闻采访等场合中非常有用。
麦克风在不同领域有着广泛的应用。
在通讯领域，麦克风用于电话、无线电和对讲机等设备中，为人们提供清晰的语音传输。
在音频录制领域，麦克风是录音棚和现场音乐演出的必备工具，通过精确捕捉声音来创作和演绎音乐。
在语音识别技术中，麦克风广泛用于将人类的语音信号转化为计算机可以理解的数据，推动了人机交互和智能助手的发展。
随着科技的不断进步，麦克风的发展也在不断演进。
麦克风基本知识
1. 麦克风基本知识一、人声频率范围实际人声频率男：低音82～392Hz，基准音区64～523Hz男中音123～493Hz，男高音164～698Hz女：低音82～392Hz，基准音区160～1200Hz女低音123～493Hz，女高音220～1.1KHz录音时各频率效果:男歌声 150Hz~600Hz影响歌声力度，提升此频段可以使歌声共鸣感强，增强力度。
女歌声 1.6~3.6KHz影响音色的明亮度，提升此段频率可以使音色鲜明通透。
语音 800Hz是“危险”频率，过于提升会使音色发“硬”、发“楞”沙哑声提升64Hz~261Hz会使音色得到改善。
喉音重衰减600Hz~800Hz会使音色得到改善鼻音重衰减60Hz~260Hz，提升1~2.4KHz可以改善音色。
齿音重 6KHz过高会产生严重齿音。
咳音重 4KHz过高会产生咳音严重现象（电台频率偏离时的音色）二、频率响应frequency response频率响应又称带宽(frequency range)，是指麦克风感应声波频率的范围，并将声波能量忠实的转换为电子讯号的能力。
麦克风接受到不同频率声音时，输出信号会随着频率的变化而发生放大或衰减。
一般以频率响应曲线图标之。
三、灵敏度( Sensitivity)灵敏度代表麦克风将声音能量转换成电压后所产生的输出讯号强度，是在麦克风单位声压激励下输出电压与输入声压的比值。
当输入信号固定时(1kHz)，输出讯号越强，代表麦克风灵敏度越高。
测试麦克风的灵敏度是将1kHz的讯号在94dB的音压电平位准( SPL)下量测开路的麦克风，取得的毫伏特( millivolt )值，单位为mV / Pa。
四、等效噪音电平( Equivalent noise level)等效噪音电平又称内部噪声( self noise)。
麦克风的内部噪声在无声音讯号输入状态时可来自若干个方面：1.供给麦克风电源的电压波动(偏置电压)引起的电子噪音2.内部材质电阻(热噪讯)，3.外部射频发射器的干扰等。
麦克风基本知识汇总
麦克风基本知识汇总麦克风是一种将声音转换成电信号的设备，广泛应用于语音录制、语音传输、音乐演奏等领域。
以下是关于麦克风的基本知识汇总。
一、麦克风的原理1.声音传感原理：麦克风利用了声音的机械波特性，声波通过振动膜片产生机械波，再由麦克风内部的传感器将机械波转换为电信号。
2.电磁感应原理：一些麦克风利用了电磁感应原理，声波的振动作用下，会改变磁场的强度，进而在传感器中产生感应电流。
二、麦克风的类型1.动圈麦克风：动圈麦克风是最常见的一种类型，采用了声音传感原理，通过振动动圈来产生电信号。
它具有结构简单、坚固耐用、音质较为自然等特点，常用于舞台演唱、音乐录制等场合。
2.电容麦克风：电容麦克风采用了声音传感原理，通过麦克风内部的电容器对声音进行感应。
它具有高灵敏度、低失真以及宽频响特性等优点，广泛应用于录音室、广播电台等专业领域。
3.电阻麦克风：电阻麦克风采用了电磁感应原理，通过声音振动改变传感器上的电阻值来产生电信号。
它具有音质纯净、低噪声等特点，适用于对声音品质要求较高的场合，如音乐演奏录制、广播等。
4.动压式麦克风：动压式麦克风利用了声音对气体压力的作用原理，通过振动膜片改变气体压力，从而产生电信号。
它具有结构简单、价格便宜等特点，常用于音频转换器、电脑麦克风等应用。
三、麦克风的参数1.频率响应：麦克风在不同频率下的响应能力，通常以赫兹（Hz）为单位表示，一般频率响应范围为20Hz到20kHz，更广阔的频率响应范围表示麦克风能够捕捉更丰富的音频细节。
2.灵敏度：麦克风接收声音的灵敏程度，一般以分贝（dB）为单位表示，灵敏度越高表示麦克风可以捕捉到更微弱的声音，常用于录音室等对声音细腻度要求较高的地方。
3.阻抗：麦克风的阻抗特性，一般以欧姆（Ω）为单位表示，麦克风的输出阻抗需要与设备的输入阻抗匹配，以保证信号传输的稳定性和质量。
4.最大声压级：麦克风能够承受的最大声压级，一般以分贝（dB）为单位表示，超过最大声压级可能会导致麦克风失真或损坏。
麦克风的工作原理
麦克风的工作原理麦克风（Microphone）是一种音频输入设备，被广泛应用于语音录制、通信、音乐演出等领域。
它通过转换声音信号为电信号的方式，使得人们可以将声音转化为可储存、可传输和可处理的数字数据。
本文将详细介绍麦克风的工作原理及其相关技术。
一、传声原理麦克风的工作原理基于传声原理，即将声音能量转化为电能信号。
麦克风内部核心元件是一个声音感知器件，它能将声波震动转化为电信号。
这个感知器件通常采用电容、电阻和磁场感应等方式来实现。
1. 电容式麦克风电容式麦克风是最常见的一种类型。
它由一个导电膜和一个固定的马林球构成。
当声音进入麦克风时，声波会使得导电膜振动，进而改变马林球的位置，导致电容的电感量发生变化。
电容变化会产生电信号，经过增益和处理后，最终被转化为语音信号。
2. 电阻式麦克风电阻式麦克风利用声音的压力变化来产生电信号。
它包含一个微弱的电阻元件，当声波振动到达麦克风时，它会改变电阻元件上的物理形状，从而改变电阻值。
电阻的变化会导致电信号的变化，经过放大和转换，最终转化为声音信号。
3. 磁感应式麦克风磁感应式麦克风利用磁场感应原理实现声音到电能的转换。
它由一个电磁感应线圈和一个振动膜组成。
当声波振动作用到振动膜上时，它会改变磁场感应线圈的磁场强度。
这种变化会导致感应线圈中产生电信号，经过放大和处理后，最终转化为声音信号。
二、麦克风技术分类根据不同的工作原理和用途，麦克风可以分为许多不同的技术分类。
以下是一些常见的麦克风技术：1. 动圈麦克风动圈麦克风是一种利用电磁感应原理的麦克风。
它包含一个传感器和一个用于产生磁场的永磁体。
当声音进入麦克风时，传感器的振动会导致磁场的变化，从而在传感器中产生电信号。
动圈麦克风通常具有结构简单、坚固耐用、低噪音等特点。
2. 电容麦克风电容麦克风是一种利用电容变化来感知声音的麦克风。
它的核心元件是一个电容器，由两个电极组成。
声音进入麦克风时，振动的一个电极会导致电容的变化，进而产生电信号。
麦克风的技术指标解读
麦克风的技术指标解读很多朋友购买麦克风前，都会面对一大堆的技术指标，其实，麦克风的技术参数，是方便使用者能够按特定的用途，选择合适的产品而提供的。
下面我们一起来看看这些指标都代表些什么？1．灵敏度灵敏度是表示麦克风声电转换效率的重要指标。
它表示在自由声场中，麦克风频率为1KHz恒定声压下与声源正向（即声入射角为零）时所测得的开路输出电压。
单位为毫伏/帕。
1Pa＝10bar1ubar大致相当于人正常说话音量，在1m远处测得的声压。
动圈式麦克风灵敏度约1.5～4毫伏/帕，而电容式麦克风灵敏度比动圈式高10倍左右，约20毫伏/帕。
麦克风的灵敏度也有用分贝（db）表示，规定1伏、帕为0db。
由于灵敏度都比1伏/帕小得多，所以表示的灵敏度都一db。
麦克风灵敏度高是件好事，它可以向调音台提供较高输入电平，可以提高信噪比，但太高其输出电压也高，容易产生过激失真。
用于卡拉OK演唱时，麦克风与嘴巴的距离很近，所以对灵敏度的要求并不高。
如果用于乐队录音或舞台剧演出，则对灵敏度的要求较高。
2．频率响应它是反映麦克风电转换过程中对频率失真的一个重要指标。
麦克风在恒定声压和规定入射角声波作用下，各频率声波信号的开路输出电压与规定频率麦克风开路输出电压之比，称为麦克风的频率响应，用分贝（db）表示。
一般专业用麦克风频响曲线容差范围在2db。
频率响应是麦克风接受到不同频率声音时，输出信号会随著频率的变化而发生放大或衰减。
最理想的频率响应曲线为一条水平线，代表输出信号能直实呈现原始声音的特性，但这种理想情况不容易实现。
频率响应曲线图中，横轴为频率，单位为赫兹（Hz），大部份情况取对数来表示；纵轴则为音强，单位为分贝（db）。
0分贝代表麦克风的输出信号跟原始声音一致，没有被改变；大于0分贝代表输出信号被放大；小于0分贝则代表输出信号被衰减。
麦克风使用场合不同，要求频响范围和不均匀度范围也不同。
动圈麦克风往往不取平坦频响曲线，而在高频段（3～5KHz）稍有提升，这样可增加拾音明亮度和清晰度。
麦克风降噪原理
麦克风降噪原理
麦克风降噪技术是指利用信号处理算法和硬件设计的方法，对麦克风输入的音频信号进行处理，减少或消除噪声对于语音信号的干扰，提高语音信号的质量。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 噪声识别：麦克风降噪系统通过对麦克风输入的音频信号进行分析，识别出其中的噪声成分。
常见的噪声有环境噪声、风噪声、机械噪声等。
2. 噪声参数估计：根据麦克风输入信号的特征，对噪声进行参数估计。
这些参数包括噪声的频谱特征、时域特征、空域特征等。
3. 噪声模型建立：利用所估计的噪声参数，建立麦克风输入信号与噪声之间的数学模型。
这些模型可以是线性模型、非线性模型等，用于描述噪声与语音信号的关系。
4. 降噪滤波器设计：基于噪声模型，设计合适的滤波器来抑制或减少噪声成分。
常见的降噪算法包括自适应滤波、频域滤波、谱减法等。
这些滤波器可以通过对噪声信号进行预测来实现实时的降噪效果。
5. 降噪效果评估：通过对降噪后的语音信号进行评估，判断降噪算法的效果。
评估指标包括语音清晰度、语音失真程度、噪声抑制程度等。
需要注意的是，麦克风降噪技术并非完美，无法完全去除所有噪声。
不同的降噪算法在不同的噪声环境下可能产生不同的效果，因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的降噪算法和参数。
电容式麦克风的数据采集与信号处理技术
电容式麦克风的数据采集与信号处理技术引言：随着通信技术和音频处理的进步，电容式麦克风作为一种常见的音频采集设备已经被广泛应用于各个领域，包括通信、音视频录制、语音识别等。
本文将探讨电容式麦克风的数据采集与信号处理技术，介绍其原理、特点、应用以及相关的前沿研究。
一、电容式麦克风的原理电容式麦克风是一种利用电容变化原理来实现声音信号的转换的设备。
其主要部件由一个可震动的薄膜和一个固定的金属板构成。
当声波作用于薄膜时，薄膜将会振动，使得与之相对应的电容值发生变化。
通过测量电容值的变化，可以得到声音信号的具体信息。
二、电容式麦克风的特点1. 高灵敏度：由于电容式麦克风采用电容变化原理，其灵敏度较高，可以捕捉到较微弱的声音信号。
2. 宽频响范围：电容式麦克风的频率响应范围通常在20Hz至20kHz之间，可以满足大多数声音采集需求。
3. 低失真：电容式麦克风的失真率较低，能够保持采集到的声音信号的原始质量。
4. 可定制化设计：由于电容式麦克风的结构简单，可以根据特定需求进行定制化设计。
三、电容式麦克风的应用1. 通信领域：电容式麦克风被广泛应用于电话、对讲机等通信设备中，以实现声音的采集和传输。
2. 音视频录制：在音频录制方面，电容式麦克风可以用于演唱会、音乐会等现场录音。
同时，它也被广泛应用于视频录制中，如电影、广告等。
3. 语音识别：电容式麦克风能够捕捉到人类的语音信号，并通过信号处理将其转化为可识别的数字信号，被应用于语音识别、语音指令等领域。
四、电容式麦克风数据采集技术1. 预处理在进行数据采集之前，需要对电容式麦克风信号进行预处理。
预处理主要包括信号放大、滤波、去噪等步骤，以减少噪声对数据采集的影响。
2. 数据采集电容式麦克风的信号采集可以通过模数转换器(ADC)来实现。
ADC将模拟信号转换成数字信号，以便于后续的处理和存储。
3. 数据存储采集到的数字信号可以通过RAM或者外部存储设备来存储，以保证数据的安全性和可靠性。
公共基础知识话筒基础知识概述
《话筒基础知识综合性概述》一、引言话筒，作为一种重要的音频设备，在现代生活中发挥着不可或缺的作用。
从演讲、演唱到广播、录音，话筒无处不在，它是声音传播的关键环节，能够将声音信号转化为电信号，实现声音的放大、传输和记录。
本文将深入探讨话筒的基础知识，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 定义话筒，又称麦克风，是一种将声音信号转换为电信号的换能器。
它通过接收声音的振动，使内部的传感器产生相应的电信号输出。
2. 分类（1）按工作原理分类：- 动圈式话筒：利用电磁感应原理，通过线圈在磁场中运动产生电信号。
动圈式话筒结构简单、坚固耐用，适用于各种环境，特别是现场演出等场合。
- 电容式话筒：基于电容变化原理，由一个振动膜片和一个固定极板组成电容器。
当声音使膜片振动时，电容发生变化，从而产生电信号。
电容式话筒灵敏度高、频率响应宽，适合录音室等专业场合。
- 驻极体话筒：一种特殊的电容式话筒，其内部的振动膜片上带有永久性的静电电荷，无需外部极化电源。
驻极体话筒体积小、成本低，广泛应用于手机、笔记本电脑等设备中。
（2）按指向性分类：- 全向性话筒：对来自各个方向的声音具有相同的灵敏度，适用于会议、采访等需要捕捉周围环境声音的场合。
- 心形指向性话筒：对正前方的声音最为敏感，对侧面和后方的声音有一定的抑制作用，常用于演唱、演讲等场合，以减少周围噪音的干扰。
- 超心形指向性话筒：指向性比心形更强，对正前方的声音更加敏感，对侧面和后方的声音抑制作用更大，适用于高噪音环境下的录音和现场演出。
- 枪式话筒：具有非常强的指向性，主要用于远距离拾音，如拍摄电影、电视节目时捕捉演员的声音。
三、核心理论1. 声音的传播与接收声音是通过空气等介质的振动传播的。
话筒的作用就是接收这些振动，并将其转化为电信号。
不同类型的话筒采用不同的传感器来实现这一过程。
例如，动圈式话筒通过线圈在磁场中的运动来感应声音的振动，而电容式话筒则通过电容的变化来检测声音的振动。
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按照指向性分类
1.全指向型（O型）； 2.单指向型（心形、超心型）； 3.双指向型（8字形）； 4.超指向型； …
一、麦克风产品的分类
1.电动式（动圈式、铝带式）；
一、麦克风产品的分类
2.电容式（含驻极体）；
一、麦克风产品的分类
3.压电式；
一、麦克风产品的分类
4.电磁式；
一、麦克风产品的分类
FET
连接环
电容
PCB板
四、驻极体麦克风工作原理
当声波使振动膜振动而产生位移时，改变了电容器的电 容量，电容量的改变使电容器的输出端产生了相应的交变电 场，交变电场作用于R就形成了与声波信号对应的电信号，于 是就完成子声——电转换的功能。
四、驻极体麦克风工作原理
膜片 绷膜环
垫片
驻极体
基板
五、驻极体麦克风电性能
九、驻极体麦克风连接方式
1.插针式
+-
+-
九、驻极体麦克风连接方式
2.FPC连接
1.5
Max0.2
0. 5
(-)
2.6 1.6 3.0 0.6
(+)
1.3 5.0±0.2
2Φ
Term2(-)
Term1(+)
Max2.2
九、驻极体麦克风连接方式
3.引线连接
九、驻极体麦克风连接方式
4.导电橡胶套
五、驻极体麦克风电性能
+Vs=2.0V
RL=2.2K FET impedance Converter Term1 FET C C1 ECM unit Term2 Shieldcase RL:External resistor) C1=10pf C2=33pf Ground C2 Output
六、驻极体麦克风可靠性测试
Detail
Standard IEC60068-2-1
High Temperature
IEC60068-2-2
Temperature Shock
Conditions: 30 minutes at -40℃ followed by 30 minutes at 85℃,20 second maximum transition time between temperature extremes. 32 cycles
VDD
DATA
CLK
L/R
十、新产品介绍
2.1数字麦克风电性能
Specification
Frequency response curve Sensitivity (0dB=1V/Pa @1k Hz) Current consumption SNR(A-weighted at 1KHz 1Pa) Distortion
Holder Microphone Housing(Case)
九、驻极体麦克风连接方式
5.金属弹性元件连接方式
九、驻极体麦克风连接方式
6.麦克风贴装式（SMD）
十、新产品介绍
1.MEMS 技术麦克风
MEMS Wafer Fab.
MEMS Packaging
十、新产品介绍
2.数字麦克风
Spec Requirement
100-8000Hz (+/-2dB) -26dB+/-3dB <500uA Min 56dB f=1kHz,SPL=104dB， distortion≤3%
Test data of current sample
100-8000Hz (+/-2dB) -26dB+/-3dB <450uA Min 55dB f=1kHz,SPL=104dB， distortion≤3%
5.炭粒式；
一、麦克风产品的分类
1.全指向型（O型）；
一、麦克风产品的分类
2.单指向型（心形、超心型）；
一、麦克风产品的分类
3.双指向型（8字形）；
二、驻极体麦克风的优点
频带宽 音质好 失真小 瞬态响应好 对机械振动不敏感等特点
三、驻极体麦克风结构
外壳 绷膜环 膜片 垫片 背极座 背极板
Conditions: 150pF, 330Ohm,±8kV. Tests: 2 times, apply voltage between housing and signal terminal(s).
IEC60068-2-14
ESD
IEC10000-4-2
The measurement shall to be done after 2 hours of conditioning at room temperature. The sensitivity change within ±3dB relative to initial value.
前言 麦克风：又叫话筒、传声器、送话器； 它是一种将声音信号转换为相应的电信号 的电声换能器件，它将声信号变为电信号 后，经过放大，可以用来进行语言通信、 录音、广播和扩声等。
一、麦克风产品的分类
按照换能方式分类
1.电动式（动圈式、铝带式）； 2.电容式（含驻极体）； 3.压电式； 4.电磁式； 5.炭粒式； 6.光纤式； …
Conditions: 55±3℃ 93%RH Duration: 96 hours Conditions:1.5 Meter height onto a concrete surface
IEC60068-2-14
Damp heat
IEC60068-2-56
Drop Test
each time at three direction in state of packing
七、驻极体麦克风工艺流程
绷膜 测频 镀膜
烘干
测频
划膜
摆环
检查
调胶
装膜片
滚胶 粘环
垫片清洗
摆背极
烘干
充电
摆垫片
检查
装垫片
装背极 装PCB
检查 回流焊
环组组合 PCB检查 包装
PCB丝印 贴片 封口
老化 粘网 测试
OQC
出货
八、驻极体麦克风测试设备
九、驻极体麦克风连接方式
1.插针连接方式； 2.FPC连接方式； 3.引线连接方式； 4.导电橡胶套连接方式； 5.金属弹性元件连接方式； 6.表面贴装式。
GND GND
Symbol
VDD GND CLK DATA L/R
Description
Supply and IO voltage for the microphone Ground Clock input to the microphone PDM data output from the microphone Left/Right channel selection
Reliability Tests
As per customer’s requirements. If no customer’s requirements available please refer to following tests.
Test item Low Temperature Conditions: -40±3℃ Duration: 72 hours Conditions: 85±3℃ Duration: 72 hours
十一、麦克风使用中常见问题
1.装机后产品性能失效或降低； 2.整机测试参数不良； 3.装机后有回声； ……