麦克风的种类

2.1.1　麦克风的种类

麦克风按其工作原理，可分成动圈式、压电式、驻极体、硅胶式等类别。

1.动圈式麦克风

动圈式麦克风主要是由一个在磁场内的电导体组成的,该导体运动时与磁力线相交。动圈式麦克风的基本结构。

声波经多孔盖作用于膜片上,带动线圈运动。由于磁铁的作用产生感应电流,这样就把声信号转换成了电信号,完成了声电转换。动圈是铝制的,麦克风膜片是25μm厚等级,它可用铝材料或塑料制成。这种麦克风可以产生较高的输出级,谐波失真较低。20世纪50年代至60年代中期，助听器多采用该种麦克风。但是由于它的结构复杂且依赖于永久磁铁,因此动圈式麦克风的稳定性和平滑频率特性不够优良。20世纪60年代后期,新型麦克风问世。

2.压电式麦克风

1880年,科学家发现某些晶体在机械力的作用下会产生自发电极化的压电效应,压电式麦克风正是基于此原理制成的结构。

声波经过多孔盖使膜片偏转,从而压电元件发生形变而产生输出电压。这种麦克风结构简单,体积小,频率响应宽而平,价格低廉。但是由于理想的压电物质未找到,陶瓷材料提供的特性会因老化效应和在某种情况下对温度的高灵敏度而遭到损害。另外,压电陶瓷麦克风对低频振动过于敏感,容易对风噪声、细小的振动产生响应。

为了弥补压电陶瓷麦克风的缺点,20世纪70年代初驻极体麦克风诞生了。

3.驻极体麦克风

我们知道，将电介质放在电场中就会被极化，而许多电介质的极化是与外电场同时存在、同时消失的。但也有一些电介质,受强外电场作用后其极化现象不随外电场去除而完全消失,出现极化电荷“永久”存在于电介质表面和体内的现象。这种在强外电场等因素作用下,极化并能“永久”保持极化状态的电介质,称为驻极体。

驻极体具有体电荷特性,即它的电荷不同于摩擦起电,既出现在驻极体表面,又存在于其内部。若把驻极体表面去掉一层,新表面仍有电荷存在；若把它切成两半,就成为两块驻极体。这一点可与永久磁体相类比,因此,驻极体又称永电体。

驻极体不能像电池那样从中取出电流,然而却可以提供一个稳定的电压,因此是一个很好的直流电压源。这在制造电子器件和电工测量仪表等方面是大有用处的。高分子聚合物驻极体的发现和使用,是电声换能材料的一次巨大变革,利用它可以制成质量很高、具有很多优点的电声器件。另外，还可制成电机、高压发生器、引爆装置、空气过滤器以及电话拨号盘、逻辑电路中的寻址选择开关、声全息照相用换能器等。

能制成驻极体的材料有天然蜡、树脂、松香、磁化物、某些陶瓷、有机玻璃及许多高分子聚合物(如K 1聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯)等。根据驻极化时所采用的物理方法,驻极体可分为热驻极体、光驻极体、电驻极体和磁驻极体等。

驻极体麦克风实质上是一种静电式(电容式)麦克风,它的极化是由永久驻极体层提供的,这个驻极体层是由具有适当介质特性的塑料做成的。它的工作原理是：声波使绷紧的膜片交替地趋向和偏离背面板，因而在两个电极之间引起电容的交替变化,从而引起电压的改变。

驻极体麦克风不需要额外的直流电压作为极化电压，但驻极体麦克风的输出阻抗很高,因而对静电干扰十分敏感。其需要一个场效应管作为阻抗转换器,放置在麦克风内部,同时场效应管需要一个低压工作电源供能。因此，驻极体麦克风需要一个低压电源。

两个驻极体麦克风的频响特性。一个在很宽的频率范围内(100～10000Hz)频率响应曲线十分平坦；另一个在4000Ｈz附近有一个共振峰,是专为助听器应用而设计的，因为一般患者佩戴助听器后,改变了外耳道原来的长度和容积,使外耳道失去了原有的共振特性。这个设计正是为了补偿由此引起的高频部分的损失。

4.硅胶式麦克风

硅胶式麦克风(也称固体状态或整合麦克风)是发展中新的麦克风,先去掉硅胶块的一部分,用另外材料填充它,再使用与做整合电路相似的技术来生产。生产商希望能解决麦克风的低灵敏度和高内部噪音问题,这样的麦克风最终能代替驻极体麦克风,变得更小、更可靠、更容易生产,而且成本低。

5.方向性麦克风

为了解决助听器在噪声环境下的低信噪比问题,方向性麦克风问世了。