网站引导页的作用,长沙整合推广,深泽网站建设,国外优秀个人网站简 介#xff1a; 通过对于实际驻极体MIC进行拆解#xff0c;看到其中的结构#xff0c;对比起工作原理#xff0c;实在令人难以想象它的工作机制是可行的#xff0c;尽管现在它已经广泛应用在周围很多电子设备中。关键词#xff1a; 驻极体#xff0c;MIC01 驻极体话筒… 简 介 通过对于实际驻极体MIC进行拆解看到其中的结构对比起工作原理实在令人难以想象它的工作机制是可行的尽管现在它已经广泛应用在周围很多电子设备中。关键词 驻极体MIC01 驻极体话筒一、话筒基本种类话筒也常被称为麦克风Microphone是将声音转换成电信号的电器元件。在 An Introduction to Audio Electronics: Sound, Microphones, Speakers, and Amplifiers[1] 总结了三种话筒基本原理动圈式电磁感应话筒电容话筒驻极体话筒下图给出了动圈式电磁感应话筒结构它实际上相当于普通动圈式喇叭的逆过程。感应声音压强变化的薄膜带动微型线圈在磁场中运动产生感应电动势反映了声音信号变化情况。▲ 图1.0.1 电磁感应话筒横截面结构示意图下图显示了电容话筒的结构图。具有导电特性的薄膜与邻近的背板构成了平板电容。其中的电池偏置电压为该电容充有一定电荷。当薄膜在声压作用下发生震动改变了与背板之间的距离进而影响了电容容量最终反映在电容两极之间的电压发生变化这个变化的电压包含有声音信号。经过后期高阻抗放大器便可以输出声音电信号。▲ 图1.0.2 电容式话筒结构示意图下图是驻极体话筒结构示意图。相比于前面的电容话筒它没有用于电容偏置的内部电池取而代之的是带有驻极体材料的背板。由于驻极体内部包含有固定的电荷从而可以将原来用于电容偏置的电源去掉。另外为了使得输出信号阻抗降低驻极体麦克内部还包含着结型场效应管将驻极体电压变化转变成场效应管电阻变化。▲ 图1.0.3 驻极体话筒结构示意图二、驻极体话筒实际结构通过上面介绍可以看到驻极体话筒是电容话筒的一种。在 Cellphone acoustics[2] 中介绍了 驻极体麦克风是由Sessler 与 West 发明在网文 驻极体麦克风和电容麦克风的区别[3] 中介绍了电容话筒与驻极体话筒的区别。电容话筒的基本原理就是使用一个电容器作为声信号到电信号的转换器这个电容的一个极板可以感应电压的变化起到声音输入的作用通常这一由金属化的高分子膜构成。如果这一高分的模式由驻极体材料组成那么这就是驻极体麦克风。下图显示了普通的驻极体话筒外观与内部的结构。▲ 图1.1.1 驻极体麦克风的基本结构在PRODUCT SPOTLIGHT: ELECTRET CONDENSER MICROPHONES[4] 中介绍了驻极体麦克风工作原理以及使用方法。驻极体薄膜在麦克风中通过前面的音孔感知外接声音压强的变化进而产生震动改变了 与背板之间的距离。驻极体与背板相当于电容两个电极电极之间的距离变化会改变电容的容量。如果两个电极之间存在一定量的电荷会在两个电极之间产生电压。电压与电容容量之间成反比。▲ 图1.1.2 驻极体麦克风工作原理因此驻极体薄膜与背板电极之间的距离变化会在背板电极上产生变化的电压经过结型场效应管FET阻抗转换形成输出信号。2、驻极体材料从历史上看驻极体是通过首先熔化合适的介电材料例如包含极性分子的聚合物或蜡然后使其在强大的静电场中重新凝固而制成的。电介质的极性分子将其自身对准静电场的方向从而产生具有xxx性静电偏压的偶极驻极体。现代的驻极体通常是通过将多余的电荷嵌入到高度绝缘的电介质中来制成的例如通过电子束、电晕放电、从电子枪注入电跨越间隙的电击穿或电介质阻挡层。▲ 图1.1.3 驻极体材料横截面示意图在驻极体材料一面制作了导电的金属化土层驻极体材料绝缘性与稳定性很好内部的电荷会保存很长时间数百年。因此通常在介绍驻极体麦克风文章中都说正是借助于驻极体内部的电荷的存在使得驻极体麦克风在使用过程中不需要向普通的电容话筒那样有极化电压。三、存在的疑问1、驻极体薄膜不会被电荷中和吗根据前面介绍的驻极体话筒的原理它如果需要将驻极体薄膜的震动转换成背板上的电压变化基本要求是需要在两个电容极板之间存在一定量的电荷。问题就在于驻极体薄膜上的电荷是存在于薄膜内部。如果长时间暴露在外部的空气空气中的电荷就会在薄膜电场的作用下汇聚在薄膜表面将驻极体内部极化电场中和掉对于外部来看它就形成没有电荷的材料了。▲ 图1.2.1 驻极体话筒内部结构2、实际麦克内部结构差异下面是对一款实际的驻极体麦克风拆开后的情况其中的主要部件包括四个铝金属外壳镀有金属导电层的驻极体薄膜金属环JFET以及电路板▲ 图1.2.2 实际拆卸开的一个驻极体MIC内部结构可以看到这个麦克风的内部结构与前面叙述的结构有着很大的差异。除此之外中间带有金属导电的驻极体薄膜非常薄直观上来讲很难想象这个带有金属层的薄膜是如何能够与金属外壳之间产生电压的。02 问题总结通过观察实际的驻极体麦克风内部结构会感到其中存在着诸多的疑问。这样的薄的驻极体薄膜真的能够对于其中的内部电荷长久保持吗薄膜在长久暴露在空气中表面会积累期相应的电荷与其内部极化电场进行中和这样的薄膜还会产生极化电压吗参考资料[1]An Introduction to Audio Electronics: Sound, Microphones, Speakers, and Amplifiers: https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/introduction-audio-electronics-sound-microphones-speakers-amplifiers/[2]Cellphone acoustics: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/electret[3]驻极体麦克风和电容麦克风的区别: http://www.elecfans.com/video/yinpinjishu/201909241078621.html[4]PRODUCT SPOTLIGHT: ELECTRET CONDENSER MICROPHONES: https://www.cuidevices.com/product-spotlight/electret-condenser-microphones#5推荐阅读专辑|Linux文章汇总专辑|程序人生专辑|C语言我的知识小密圈关注公众号后台回复「1024」获取学习资料网盘链接。欢迎点赞关注转发在看您的每一次鼓励我都将铭记于心~
