【如何成为电声高手】21. 麦克风
•换能器transducer一般指电声换能器，即电能和声能相互转换的器件。•换能器有时会特指超声换能器，也可以泛指一切电声换能器。•将电能转换为声能的被称为发射换能器，例如扬声器。•将声能转换为电能的被称为接收换能器/传感器sensor，例如麦克风。•允许电声之间相互转换的换能器被称为互易换能器/可逆换能器/收发一体换能器，比如动圈、动铁、压电、静电等，一般需要基于电场或磁场存储能量。•动圈扬声器也可以用来拾音，作为动圈麦克风，但是换能效率比较低。（为什么？思考题）•不可逆换能器，比如等离子体扬声器、调制气流扬声器。
•以最常见的动圈、动铁、压电、静电换能器为例，说明电声之间转换的框架•理想的麦克风应该将声压或声压梯度的声波波形转换为相同的电波形。•物理和工程限制使得完全线性的转换成为不可能，比如麦克风本身的存在会改变声场的声压。•任何实际的麦克风除了对声压敏感外，都会对振动敏感。振动通过外壳传入，也会产生电输出。这也是一般麦克风的使用需要进行隔振处理的原因，以及将麦克风改装为振动传感器（如TWS用的骨传导传感器等）的原理。•麦克风通过包含信号放大电路，这些也会导致麦克风的非线性和底噪。•麦克风通常很小。典型的测量麦克风通常呈圆柱形，长度和直径都在几毫米。•即管如此，在极高频（如10kHz以上），即使这么小的麦克风也会呈现指向性。•要使测测量麦克风对声场的影响可以忽略不计，它必须具有较小的体积和表面积；圆柱形和球球形是首选，因为它们具有对称特性。•只要麦克风尺寸与波长相比较小，就几乎不需要频率响应校正。
•声压梯度是声场中两点之间的声压差/两点之间的距离。•可以使用两个声压测量麦克风，或改变声压测量麦克风结构来实现。•声压梯度测量麦克风有时被成为速度麦克风，尽管严格的粒子速度测量和声压梯度测量不完全相同。•声压梯度麦克风的指向性很大程度上与频率无关，除非频率对应的波长小于膜片/间隔的尺寸。简要讲了下Comsol官方的案例
对MEMS麦克风进行仿真建模
电容式MEMS麦克风有限元仿真建模
两种方式计算频响
计算膜片最大位移和平均位移
声压级分布
请参考上述文章，自行将计算频率拓展到更高频点
著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-08-30
最近编辑：1年前
