麥克風,學名為傳聲器,由英語microphone(送話器)翻譯而來,也稱話筒,微音器。麥克風是將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件。分類有動圈式、電容式、駐極體和近新興的硅微傳聲器,此外還有液體傳聲器和激光傳聲器。大多數麥克風都是駐極體電容器麥克風,其的工作原理是利用具有電荷隔離的聚合材料振動膜 。
大多數麥克風都是駐極體電容器麥克風(ECM),這種技術已經有幾十年的歷史。ECM 的工作原理是利用具有電荷隔離的聚合材料振動膜。與ECM的聚合材料振動膜相比,MEMS麥克風在不同溫度下的性能都十分穩(wěn)定,不會受溫度、振動、濕度和時間的影響。由于耐熱性強,MEMS麥克風可承受260℃的高溫回流焊,而性能不會有任何變化。由于組裝前后敏感性變化很小,這甚至可以節(jié)省制造過程中的音頻調試成本。目前,集成電路工藝正越來越廣泛地被應用在傳感器及傳感器接口集成電路的制造中。這種微制造工藝具有、設計靈活、尺寸微型化、可與信號處理電路集成、低成本、大批量生產的優(yōu)點。早期微型麥克風是基于壓阻效應的,有研究報道稱,制作了以(1×1)cm2、2μm厚的多晶硅膜為敏感膜的麥克風。但是,在敏感膜內不存在應力的情況下,這樣大并且很薄的多晶硅膜的一階諧振頻率將低于300Hz。一階諧振頻率在這樣低的頻段范圍內將導致麥克風在聽覺頻率范圍內的頻率響應極不均勻(靈敏度的變化量大于40dB),這對于麥克風應用是不可接受的。當敏感膜內存在張應力時,其諧振頻率將增大,卻以犧牲靈敏度為代價。當然,可以通過調整敏感膜的尺寸來獲得更高的一階諧振頻率,但是這仍將減小靈敏度。由此可見,壓阻式方案并不適于微型麥克風的制造 。
相比傳統(tǒng)的駐極體麥克風,微機電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical systems,MEMS)麥克風擁有體積小、耐熱性好、一致性好、穩(wěn)定性好、可靠性高、抗射頻干擾等優(yōu)勢,還可以輸出數字信號并有利于智能化發(fā)展,其市場規(guī)模在近10年保持快速增長的勢頭,各種新興應用層出不窮,從智能手機到智能音箱,再到真無線立體聲(true wireless stereo,TWS)耳機。
動態(tài)范圍
動態(tài)范圍小,會引起聲音失真,音質變壞,因此要求足夠大的動態(tài)范圍。
等效噪聲級
聲波的聲壓作用在傳聲器上所產生的輸出電壓同傳聲器本身固有噪聲產生的輸出電壓相等,該聲波聲壓就等于傳聲器的等效噪聲級。