各类型传声器（麦克风）的原理和分类

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传声器（Microphone），一般工业界音译为“麦克风”，俗称“咪头”。学术界较为正式的名称还是传声器，因为表征了其功能。

传声器和扬声器一样，涉及到不同能量的转换，属于声频系统中比较薄弱的环节。

放大器、调音台、信号处理设备等也是声频设备中的重要环节，技术上也很复杂，但它们属于电信号的输入、放大、处理、输出，不涉及不同性质能量的改变。随着电子技术、计算机技术和DSP技术的发展，这些设备的性能和技术指标都快速提高。

传声器的主要电声性能技术指标包括：

• 灵敏度（Sensitivity）

表示传声器的声-电转换效率，一般以1000Hz测得的开路输出电压/受到的声压，单位为V/Pa。传声器灵敏度高，一般可以获得较高的信噪比。

• 频率响应（Frequency Response）

• 指向性（Direction）

• 输出阻抗（Output Impedance）

• 动态范围（Dynamic Range）

• 瞬态响应（Transient Response）
  

按换能原理分类的传声器

• 动圈式传声器 Dynamic Microphone

  和动圈扬声器类似，示意图如下：

  

  优点是使用简单，可靠，不需要前置放大器和极化电压，但瞬态响应特性和高频特性不如电容式传声器。
  

• 带式传声器 Ribbon Microphone

  可以看成动圈传声器变形，带状导体即是振膜又是音圈。一般采用铝合金带状振膜，置于磁场之中。
  

声波驱动振膜振动，从而切割磁感线，在振膜两侧产生感生电动势，进而产生电流，将声音转换为对应的电信号。效率一般较低。

• 电容式传声器 Capacitor Microphone，Condenser Microphone/静电传声器 Electrostatic Microphone

其拾音头（极头，Cartridge）部分是一个平板电容器。其中一个极称为背极，固定不动；另一个极是振膜，一般由薄金属膜或金属化塑料薄膜构成。

声波驱动振膜振动，改变两极板之间的距离，使得电容量发生变化，导致电回路中的电流变化，从而产生一个交流变化的输出电压。也就达到了将声能转换为电能的过程。

由于极头的电容C很小，输出阻抗很高，所以一般需要前置放大器电路，形成阻抗转换器，将高阻抗转变为低阻抗输出。

电容传声器振膜轻薄，灵敏度高，频率响应平坦，瞬态好；缺点是工艺复杂，牢靠性差，需要较好的防震防摔，且需要较高的直流偏置电压，所以也存在待机功耗。

• 驻极体电容式传声器 Electret condenser microphone

某些电介质经过高温高压处理，能在两个表面分别储存正负电荷，这种电介质被称为驻极体。和永磁体有点类似。

目前常用驻极体材料有聚丙烯（PP）、聚全氟乙丙烯（FEP）等。聚丙烯（PP）有较高的电荷密度，但耐潮性差。聚全氟乙丙烯（FEP）具有较高电荷密度，且稳定性好，耐高温，所以被广泛应用于电声器件中。

振膜式驻极体传声器

背极式驻极体传声器

驻极体传声器和常规电容式传声器工作原理类似，只是不需要外加极化电压，而是由驻极体膜片或带驻极体薄层的极板表面电位来代替。

• 炭粒式传声器 Carbon Microphone

声压作用在振膜上，使得炭粒受到的压力发生变化，从而导致接触电阻变化，使得两端输出电压改变。

炭粒式传声器具有高输出，但非线性很强，即失真很高，且噪声大，稳定性不好。目前仅用于很早之前的电话机上。

• 压电式传声器 Piezoelectric Microphone

利用压电效应直接将声传递给膜片/压电片的压力转换为电能。

• 激光传声器
  

利用激光拾取膜片的振动，从而转换为电信号。

• 硅传声器 Silicon Microphone / 微机电系统传声器 MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) Microphone 

一般是指用硅基微机械加工方式制作的微型电容式传声器，尺寸小，方便与IC集成。

也可以制作成压阻式、压电式、场效应管（FET）式。目前正在快速发展中。

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