驻极体麦和MEMS麦

麦克风的原理和构造

驻极体麦

麦的结构

MIC内部设计，可以简单理解为一个电容，电容的一端是固定的，另一端是可动的，两端之间的距离和声音输入有关系，声音的大小、频率导致金属片震动产生幅度和频率的变化，在驻极体电容这边就转换为电容电荷量大小与充电快慢，在MIC输出端就表示为一个幅度和频率有随着声音输入变化而变化的电信号。内部有个共源FET的放大电路

电路的偏置

偏置的作用

偏置为内部的FET提供漏极偏置，使其工作在饱和区，偏置根据MIC的参数来选，如果其工作电压是3.3V的话，偏置的选取最好为工作电压的一般（V=I*Rbias,I为其耗电流），这样放大电路的动态范围就比较好。
偏置电阻的大小会影响麦的噪音和灵敏度，如果偏置电阻太大的话，输入电流太小，灵敏度就比较低（充放电时间慢），一般选为2.2K,或者1K。

驻极体麦的接法

差分

差分接法

伪差分接法

将单端接接成差分，在接地线上隔了一个电容，消除地上的噪音

单端接法

MEMS麦

MEMS麦是将MEMS晶片（MEMS die）和ASIC晶片封装在一起,前者是负责将声压转化成电容的，所以也叫做换能器。两块晶片是通过绑定先绑定在一起的。MEMS麦的封装上有一个声孔，将声能更好的转换成电能。

MEMS麦封装图

按其输出格式，又分为模拟MEMS麦和数字MEMS麦：

数字MEMS麦的内部结构

麦的参数解读

灵敏度

声压级以符号SPL表示，单位为dB,其定义为将待测声压有效值p(e)与参考声压p(ref)的比值取常用对数，再乘以20，即：SPL=20LOG(10)[p(e)/p(ref)]
在空气中参考声压p(ref）一般取为2*10E-5帕，这个数值是正常人耳对1千赫声音刚刚能觉察其存在的声压值，也就是1千赫声音的可听阈声压 （听觉阀限）。
对声压级（1KHz,94dB SPL,1V/1Pa RMS）的响应。1Pa声压（1PA=10bar,1ubar为人说话时在1m处测得的声压）时的输出电压，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。通常将1V/Pa定为0dB,所以灵敏度一般为负值（-30dB左右）。

声压及声压级

THD

The ratio of the RMS sum of the harmonic distortion products in the specified bandwidth (see note) relative to the RMS amplitude of the fundamental (i.e., test frequency) output

SNR

A measure of the difference in level between the output response of a 1-kHz, 94 dB SPL sine wave and the idle noise output.

Dynamic Range (DR)

The ratio of the 10% THD microphone output level (in response to a sine wave input) and the idle noise output.

频率响应

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。相差正负3dB的频率范围。频响曲线越平坦就说明对各个频率的响应是一致的，就越接近真实声音。

频响曲线

指向性

麦克风灵敏度随声波入射方向的变化而变化的特性称为指向性。

输出阻抗

指麦克风交流内阻，用频率1KHz，声压为1Pa时测得。高阻抗麦克风灵敏度有所提高，但容易感应交流声等外来干扰，电缆不宜长。舞台演出等专业用基本上都采用低阻抗不易引起干扰，电缆也可较长。