駐極體傳聲器基礎(chǔ)知識講座第一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四課程內(nèi)容一、名詞解釋二、駐極體電容傳聲器工作原理三、駐極體電容傳聲器技術(shù)參數(shù)四、實際使用中應(yīng)注意的幾個問題第二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四一、名詞解釋1、駐極體(Electret)：能長久保持電極化狀態(tài)的電介質(zhì)。這種電介質(zhì)一般是高分子聚合物。例如：聚丙烯、聚四氟乙烯等。2、傳聲器(Microphone)：將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號的換能器。

按工作原理分類聲頻電容傳聲器駐極體電容傳聲器動圈式電磁式壓電式電容式3、駐極體電容傳聲器(ECM)：駐極體在電聲換能器

——傳聲器上的具體運用。第三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四駐極體電容傳聲器（ECM）分類：振膜式(Foil)背極式(Back)前極式(Front)ECM分類第四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四

振膜式ECM特點：駐極體和振動膜合二為一。1、振膜式ECM靜態(tài)原理示意圖二、ECM工作原理第五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四

鍍金屬層薄膜與背極板形成空氣介質(zhì)電容。對駐極體充電形成電場。E=Q/C聲波使薄膜振動，改變電容量和電場，產(chǎn)生電信號。

△E=Q/△CECM工作原理簡述第六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四振膜式工作動態(tài)原理圖E=Q/C△E=Q/△C第七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四ECM工作原理2、背極式ECM靜態(tài)原理示意圖背極式ECM特點：駐極體與極板合二為一。第八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四背極式工作動態(tài)原理圖E=Q/C△E=Q/△C第九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四全指向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖PCB(FET)CHAMBERRINGPLATESPACERDLAPHRAGMCASESCREEN第十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四三、駐極體傳聲器重要參數(shù)1、靈敏度（Sensitivity):靈敏度表示傳聲器的聲——電轉(zhuǎn)換效率。定義：在自由聲場中，當向傳聲器施加一個聲壓為1帕（Pa)或1微巴（unbar)的聲信號時，傳聲器的開路輸出（以毫伏為單位），即為該傳聲器的靈敏度。

注：1微巴（unbar)約相當于人們正常音量講話。第十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四1微巴（ubar)約相當于人們正常音量講話。并在離嘴1米遠的地方測量所得到的聲壓。靈敏度的單位為：

毫伏/帕（mv／Pa)——國際標準毫伏/微巴（mv／ubar)——日本標準。1帕（Pa)是指1牛頓(N)的力作用在1平方米面積上的壓強.1Pa=20log(1/0.000020)=94dBSPLPa與ubar的換算關(guān)系為:1Pa=10ubar所以：1mv/ubar=10mv／pa第十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四ECM靈敏度參數(shù)一般用靈敏度級表示.單位為分貝（dB).公式:Lm=20㏒10例：M=10mV／PaLm=20㏒10

=20×(-2)

=-40(dB)靈敏度級MMr靈敏度參考靈敏度0dB=1V/Pa1V／pa10mv／pa第十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四準確測量靈敏度的條件：

①測量環(huán)境正常測試條件溫度：5~35℃

濕度：45~85%

氣壓：86~106kPa標準測試條件溫度：20±2℃

濕度：60~70%

氣壓：86~106kPa第十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四②聲學(xué)環(huán)境要求：自由場——消聲室消聲室及測試圖第十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四③測試標準儀器：

B＆K2021聲頻分析儀第十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四1.5V2.2K

2.0V2.2K3.0V2.2K4.5V2.2K

工作電壓

不同電壓變化頻響曲線圖第十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四2.0V680Ω2.0V1.0K2.0V1.5K2.0V

2.2K

標準負載電阻不同電阻變化頻響曲線圖第十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四④標準測試電路圖1）全指向電原理圖第十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四2）單指向電原理圖第二十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四2、頻率響應(yīng)（FrequencyResponse):頻率響應(yīng)是指傳聲器正常工作的頻帶寬度。

全指向產(chǎn)品——20~20KHZ①ECM頻寬：

單指向產(chǎn)品——100~10KHZ

300~3，400HZ②語音頻寬：

200~5，000HZ第二十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四實際頻響曲線全指向曲線圖單指向曲線圖第二十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四全指向包絡(luò)框單指向包絡(luò)框第二十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四3、指向性（Directivity)

指向性特性又稱方向性，是表征傳聲器對不同入射方向的聲信號檢測的靈敏度。ECM指向性分類全指向圓心（Omnidirectional)（無方向、全方向)單指向雙指向8字型（Bi-directional)心型（Cardioid)超心型（super-cardioid銳心型（Hyper-cardoiod)第二十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四心型（X）

扁心型（B)超心型（C）

扁圓型（G）

心臟圖（極性圖）第二十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四8字型

圓型

銳心型

第二十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四4、等效噪聲級

(SelfNoise)與信噪比

(S／NRatio)等效噪聲級：無外聲場時，僅由傳聲器固有噪聲引起的輸出電壓，可以看作能產(chǎn)生相同有效值輸出電壓的外部聲壓級。①測量固有噪聲時，傳聲器與聲、風沖擊，振動及外部電場或磁場隔離，以避免其對測量的干繞。②測量傳聲器固有噪聲引起的輸出電壓，除非另有說明，則就應(yīng)加A計權(quán)測量。第二十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四③固有噪聲引起的額定等效聲壓是開路輸出電壓與額定自由場靈敏度之比，等效噪聲級是額定等效聲壓與基準聲壓（20uPa)之比，用分貝表示。即:

Ln=20

㏒()VnM×PoLn:傳聲器等效噪聲級Vn:噪聲電壓（A計權(quán)）（uV）M：自由場靈敏度（Mv/Pa）Po:（參考聲壓）2×10Pa-5第二十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四例：一電容傳聲器測量數(shù)據(jù)為：靈敏度：＝10mv／Pa固有噪聲電壓（A計權(quán)）：10uV則：等效噪聲級Ln為

Ln=20㏒=20㏒=20㏒=20㏒=20㏒50=20(1+㏒5)=20×1.7=34(dB)10uV10mV／Pa×2×10

Pa-51010×10×2×103-512×10-21002第二十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四信噪比（S／N）：傳聲器靈敏度與固有噪聲（A計權(quán)）之比。一般用dB值表示。

S／N=20㏒例：一動圈傳聲器的靈敏度為1mv／Pa固有噪聲電壓為0.8uV則信噪比為:S／N=20㏒=64(dB)MVn1×100.83第三十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四等效噪聲級與信噪比的關(guān)系：根據(jù)等效噪聲級公式推導(dǎo)：Ln=20

㏒()=20

㏒（×)=20

㏒+20

㏒=94-20

㏒=94-S／NLn=94-S/NVnM×PoVnM1Po1PoVnMMVn第三十一頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四1Pa=20㏒=20㏒=20㏒=20㏒(0.5×10)=20㏒(5×10)=80+20㏒5=80+20×0.7=94(dB)IPo12×10102等效噪聲級與信噪比的關(guān)系S/N=94-Ln1Pa=94dB-5554第三十二頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四5、消耗電流(currentconsumption)一般要求為≤0.5mA(500uA)內(nèi)控要求為≤0.3mA(350uA)第三十三頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四6、降壓特性（Sensitiuityreduction)一般要求為:2.0V降低到1.5V靈敏度不超過-3dB

該特性主要決定于FET的增益降壓特性一般以降壓0.5V靈敏度的變化量為指標如:3.0V降壓到2.5V或4.5V降壓到2.5V靈敏度的變化量第三十四頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四7、輸出阻抗(OutputImpedance):測量方法（代替法）ECM輸出阻抗主要決定于負載電阻和FET輸出阻抗第三十五頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四8、最大聲壓級（MaximuminputSPL)定義：傳聲器在有效頻率范圍內(nèi)的任何頻率和任勞任何入射向上，使其輸出幅值的非線性失真不超過規(guī)值的平面波最在聲壓。第三十六頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四四、實際使用中應(yīng)注意的幾個問題1、生產(chǎn)線要有良好的防靜電措施；電烙鐵要有良好接地，最好用專用地線。第三十七頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四2、焊接時溫度不能過高、過低，一般為：400±20℃焊接時間不可過長，一般在3秒鐘之內(nèi)盡可能使用散熱板焊接最好使用恒溫電烙鐵，三芯線，一芯專用地線第三十八頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四3、貯存時應(yīng)注意防潮和防有機化學(xué)溶劑/氣體傷害；一般相對濕度最好不要大于85%。存儲溫度-20～+70℃。第三十九頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四4、安裝時應(yīng)注意以下幾點：

①根據(jù)不同的設(shè)計要求選擇不同的板面形式和連接方式。

ECM板面形式一般分為三種：A版面E版面BP版面第四十頁，共四十五頁，編輯于2023年，星期四ECM連接方式一般有以下幾種：A版面接電子直線A版面接軟性板