认识麦克风传感器

什么是麦克风传感器

麦克风传感器是一种设备，它能将声音信号转换成电信号。在我们日常工作和生活中，诸如手机、蓝牙耳机、智能音箱等众多产品，都离不开麦克风传感器的作用，它们通过拾取声音信号并将其转换成电信号，以便进行处理。

麦克风传感器是如何工作的

以录音中广泛应用的电容式麦克风为例，我们可以观察其运作机制：其最外层为一种具有导电性质的薄膜，该薄膜与内部紧邻的背板共同形成了一个平板电容结构。位于下方的电池负责输出一个偏置电压，从而为该电容注入了一定的电荷。薄膜在声压的影响下产生振动，这一振动使得其与背板间的间距发生变化，从而对电容的容量产生影响。这一变化最终导致电容两极间的电压出现波动，经过放大器的处理，便能输出反映声音特性的电信号。

常见的麦克风传感器的种类

当前市面上广泛应用的麦克风传感器类型包括：驻极体电容式麦克风、微机电系统麦克风（MEMS麦克风）以及动圈麦克风。

驻极体电容麦克风

驻极体麦克风ECM是电容麦克风中应用最广泛的类型，其通过极体薄膜来感应声音压力的波动，进而引起震动，并导致与背板之间的距离发生改变。驻极体与背板实际上构成了电容的两个电极，电极间距离的变化会引起电容容量的变化。这种变化进而导致电压的变化，随后，这个电信号会被三极管放大，并最终输出。驻极体材料本身即具备静电偏压，因此无需额外施加偏压来为电容供电。这种材料结构简便，电声性能优越，并且具有较高的性价比。

微机电系统 (MEMS) 麦克风

MEMS麦克风的工作原理与传统的驻极体麦克风(ECM)相近，不过kaiyun全站登录网页入口，它将众多关键元件都整合到了半导体芯片之中kaiyun全站网页版登录，因而实现了高度的集成化。此处MEMS指的是微机电系统，即微电子机械系统，它是在当前技术发展潮流中，将微型传感器、电路以及机械控制等电路组件集成于几毫米乃至更小尺寸的电路结构中的产品。

MEMS麦克风主要由MEMS微电容传感器构成，辅以微集成转换电路ASIC，还包括声腔和RF抗干扰电路等几个关键部件。MEMS微电容极头由接收声音的硅振膜和硅背极构成，硅振膜能直接捕捉音频信号，这些信号随后通过MEMS微电容传感器传递至微集成电路，微集成电路将高阻抗的音频电信号转换并放大为低阻抗电信号，同时通过RF抗噪电路进行滤波处理，最终输出与前级电路相匹配的电信号，从而实现了声电转换的过程。

大部分MEMS麦克风采用的是电容式传感器技术，同时，还有部分麦克风采用了压电传感元件，它们通过压电效应来生成音频电压。

动圈麦克风

动圈麦克风通过电磁感应原理制造而成。声波作用于膜片，引发其振动，与之相连的线圈亦随之震动。线圈在磁场中振动，进而产生感应电流。此电流信号随后由扩音器放大，传递至扬声器，最终扬声器发出放大的声音。动圈麦克风的结构较为简单，耐用性高，应用范围广泛。尤其擅长捕捉近距离的声音。捕捉鼓声、吉他声及人声等高音量音源时，动圈麦克风相较于电容麦克风，更不易发生过载和失真现象。此外开yun体育app官网网页登录入口，它还特别适合作为现场表演中手持的人声话筒。动圈麦克风具备承受强音压和低背景噪音的优势，因而适用于舞台表演以及KTV等环境嘈杂且对声音细节要求不高的场合。

几种麦克风传感器的比较

在此对先前所提及的三种麦克风传感器进行了详细对比。观察发现，在性能与应用领域，MEMS麦克风传感器展现出显著优势。其不仅体积微小，而且能够承受回流焊接过程，非常适合大规模生产设备的使用。相比之下，ECM驻极体麦克风在尺寸上略大，但适用于对尺寸和空间要求不甚严格的特定场合。而动圈麦克风在对于现场演出，录制乐器等场合有着很好的应用。