话筒原理

话筒原理篇一
《麦克风工作原理》

一切都在不知不觉之间悄悄地改变着。就连麦克风这样一个不起眼的小零件，也正在悄无声息地演化着。近几年来，在手机等高端应用中，传统的驻极体电容麦克风正在被MEMS器件所取代。

麦克风简史

麦克风 ，学名为传声器，由Microphone翻译而来。传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称作话筒或微音器。

麦克风的历史可以追溯到19世纪末，贝尔（Alexander Graham Bell）等科学家致力于寻找更好的拾取声音的办法，以用于改进当时的最新发明——电话。期间他们发明了液体麦克风和碳粒麦克风，这些麦克风效果并不理想，只是勉强能够使用。

二十世纪，麦克风由最初通过电阻转换声电发展为电感、电容式转换，大量新的麦克风技术逐渐发展起来，这其中包括铝带、动圈等麦克风，以及当前广泛使用的电容麦克风和驻极体麦克风。

驻极体麦克风

目前市场上销售的麦克风主要有动圈式、电容式、驻极体和最近新兴的硅微传声器，此外还有液体传声器和激光传声器等。动圈传声器音质较好，但体积庞大。驻极体传声器

体积小巧，成本低廉，在电话、手机等设备中广泛使用。 基于CMOS MEMS（Micro Electro Meganetic System，微机电系统）技术的硅麦克风体积更小，特别适合高性价比的应用。

噪音，麦克风的难题

作为音频信号输入的麦克风，一直以来受噪声问题的困扰。

麦克风的噪音源来自若干个方面：偏置电压波动引起的电子噪声，FET噪声，板级噪

声，振膜的声音自噪声，以及被耦合到FET的高阻抗输入的外部电磁(EM)场和射频(RF)场。详述如下：

（1）当安置有ECM（Electret Condenser Microphone，驻极体电容麦克风）的系统靠近带有功率控制的射频发射器时（譬如手机），功率控制产生的RF信号的音频成份可通过麦克风解调，并转换为可闻于音频路径的声音信号。

（2）ECM信号放大电路中由FET的高阻抗栅极来调校发射功率放大器的门限(在音频频段内出现)并放大信号。这种信号一旦进入音频频段，是很难消除的。

（3）电源电压波动也是音频系统中最常见的噪音源。作为低敏感度的ECM，它的输出是一个10mVrms数量级的很小的模拟信号。由于ECM没有任何电源抑制能力，很小的电源电压波动就将导致间歇性噪音。

（4）ECM还带来了机械设计方面的挑战。因为ECM不仅能够检测声音信号，还能检测出机械振动，并最终把振动转换为低频声音信号，这样，当ECM被置于振动环境（比如安装在电风扇或大型喇叭附近的电路板上)时，振动将成为音频系统的主要噪音源。 MEMS麦克风的优势

MEMS麦克风是利用硅薄膜来检测声压的，MEMS麦克风能够在芯片上集成一个模数转换器，形成具有数字输出的麦克风。由于大多数便携式应用最终都会把麦克风的模拟输出转换为数字信号来处理，因此系统架构可以设计成完全数字式的。这样一来，就从电路板上去掉了很容易产生噪音的模拟信号，并简化了总体设计。

贴片式封装的MEMS麦克风

与传统的ECM麦克风相比，MEMS麦克风具有以下优势：

1、制作工艺具有很好的重复性和一致性，从而保证每颗硅麦克风有相同的优秀表现。

2、声压电平高，且芯片内部一般有预放大电路，因此灵敏度很高。

3、频响范围宽：100～10KHZ

4、失真小：THD<1%(at 1KHZ,500mV p-p)（Total Harmonic Distortion，总谐波失真）

5、振动敏感度低：<1dB

6、优异的抗EMI和RFI特性

7、电流消耗低：150µA

8、耐潮湿环境和温度冲击。

9、耐高温，能够使用波峰焊。

10、能够经受振动、跌落、撞击等机械力和温度冲击。

MEMS麦克风具有半导体产品的种种优点，解决了ECM所无法解决的许多困难。其中最为重要的一个特性是，MEMS麦克风容易实现数字化，从而削除了传输噪音。MEMS麦克风用途广泛，目前主要应用在手机中，数码相机、MP3播放器和PDA、耳机和助听器等领域也正在从ECM向MEMS过渡。

MEMS麦克风市场潜力巨大。据Information Network的研究报告，MEMS麦克风在2005年时只能取得5%的整体市场率，但到2008年，预计在30亿支麦克风市场中MEMS产品占据15%，复合成长率达240%。因此，世界上很多国家和地区都投入到新一轮竞争之中，美国Knowles Acoustics（楼氏声学）的MEMS麦克风自2003年面世以来，已经销售了数亿片，占据了全球MEMS麦克风市场95％的份额。

楼氏声学公司出品的SiSonic贴片式MEMS麦克风

我国台湾也有意急起直追，包括台湾“工研院电子所”、美律、亚太优势、探微、日月光、菱生、矽品、天瀚等20余家扬声器、麦克风和其它电声器件厂商，共同成立了“微电声产业联盟”，以整合上、中、下游厂商，建立从电声器件设计、器件制作/代工、器件封装至系统模块的完整产业链。

本文介绍的这款话筒功放电路，外围元件少，制作简单，音质却出乎意料的好。采用一块双路音频放大集成电路。其主要特点是效率高、耗电省，静态工作电流典型值只有6mA左右，该集成电路的电压适应能力强(1．8V～15VDC)，即使在1.8V低电压下使用，仍会有约 100mW的功率输出，具体电路如图。

一、驻极体话筒功放电路工作原理

驻极体话筒BM将拾取的声音信号转换成电信号后，经C2和W从IC的②脚引入，经IC音频放大后，推动喇叭发音。本机接成BTL输出电路，这

大有好处，

二、驻极体话筒功放电路元器件选择与调试

电阻R1、R2均选用1/4W金属膜电阻，W为小型碳膜电位器，C2最好选用独石电容器，如没有应选用质量好的瓷片电容，C1、C4、C3选用优质耐压16V，漏电电流小的电解电容，BM选用高灵敏度驻极体传声器。K选用小型的按钮开关或拨动开关等，IC选用TDA2822M或TDA2822，也

正常工作。 D2822代替。按图1中数值制作，无需调试输出功率也改善音质，降低失真了4倍，当3V供电时，其输出功率为350mW。

话筒原理篇二
《话筒原理图》

1.结构及特点

驻极体话筒的内部结构如图1（a）所示，它主要由“声—电”转换和阻抗变换两部分组成。“声—电”转换的关键元件是驻极体振动膜片，它以一片极薄的塑料膜片作为基片，在其中一面蒸发上一层纯金属薄膜，然后再经过高压电场“驻极”处理后，在两面形成可长期保持的异性电荷——这就是“驻极体”（也称“永久电荷体”）一词的来历。振动膜片的金属薄膜面向外（正对音孔），并与话筒金属外壳相连；另一面靠近带有气孔的金属极板，其间用很薄的塑料绝缘垫圈隔离开。这样，振动膜片与金属极板之间就形成了一个本身具有静电场的电容——可见驻极体话筒实际上是一种特殊的、无需外接极化电压的电容式话筒。金属极板与专用场效应管的栅极G相接，场效应管的源极S和漏极D作为话筒的引出电极。这样，加上金属外壳，驻极体话筒一共有3个引出电极，其内部电路如图1（b）所示。如果将场效应管的源极S（或漏极D）与金属外壳接通，就使得话筒只剩下了2个引出电极。

驻极体话筒的内部结构如图1（a）所示，它主要由“声—电”转换和阻抗变换两部分组成。“声—电”转换的关键元件是驻极体振动膜片，它以一片极薄的塑料膜片作为基片，在其中一面蒸发上一层纯金属薄膜，然后再经过高压电场“驻极”处理后，在两面形成可长期保持的异性电荷——这就是“驻极体”（也称“永久电荷体”）一词的来历。振动膜片的金属薄膜面向外（正对音孔），并与话筒金属外壳相连；另一面靠近带有气孔的金属极板，其间用很薄的塑料绝缘垫圈隔离开。这样，振动膜片与金属极板之间就形成了一个本身具有静电场的电容——可见驻极体话筒实际上是一种特殊的、无需外接极化电压的电容式话筒。金属极板与专用场效应管的栅极G相接，场效应管的源极S和漏极D作为话筒的引出电极。这样，加上金属外壳，驻极体话筒一共有3个引出电极，其内部电路如图1（b）所示。如果将场效应管的源极S（或漏极D）与金属外壳接通，就使得话筒只剩下了2个引出电极。

驻极体话筒构成图 图1

（a） 内部结构 （b） 内部电路

驻极体话筒的工作原理是这样的：当驻极体膜片遇到声波振动时，就会引起与金属极板间距离的变化，也就是驻极体振动膜片与金属极板之间的电容随着声波变化，进而引起电容两端固有的电场发生变化（U＝Q/C），从而产生随声波变化而变化的交变电压。由于驻极体膜片与金属极板之间所形成的“电容”容量比较小（一般为几十波法），因而它的输出阻抗值（XC=1/2πfC）很高，约在几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与一般音频放大器的输入端相匹配的，所以在话筒内接入了一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。通过输入阻抗非常高的场效应管将“电容”两端的电压取出来，并同时进行放大，就得到了和声波相对应的输出电压信号。 驻极体话筒内部的场效应管为低噪声专用管，它的栅极G和源极S之间复合有二极管VD，参见图1（b）所示，主要起“抗阻塞”作用。由于场效应管必须工作在合适的外加直流电压下，所以驻极体话筒属于有源器件，即在使用时必须给驻极体话筒加上合适的直流偏置电压，才能保证它正常工作，这是有别于一般普通动圈式、压电陶瓷式话筒之处。

2.外形和种类 --常用驻极体话筒的外形分机装型（即内置式）和外置型两种。机装型驻极体话筒适合于在各种电子设备内部安装使用，其外形如图2（a）所示。常见的机装型驻极体话筒形状多为圆柱形，其直径有φ6mm、φ9.7mm、φ10mm、φ10.5mm、φ11.5mm、φ12mm、φ13mm„„多种规格；引脚电极数分两端式和三端式两种，引脚形式有可直接在电路板上插焊的直插式、带软屏蔽电线的引线式和不带引线的焊脚式3种。如按体积大小分类，有普通型和微型两种

本文以MF50型指针式万用表为例，介绍在业余条件下使用万用表快速判断驻极体话筒的极性、检测驻极体话筒的好坏及性能的具体方法。

驻极体话筒的检测 图1

（a）判断极性与好坏

（b）检测两端式话筒灵敏度

（c）检测三端式话筒灵敏度

判断极性--由于驻极体话筒内部场效应管的漏极D和源极S直接作为话筒的引出电极，所以只要判断出漏极D和源极S，也就不难确定出驻极体话筒的电极。如图1（a）所示，将万用表拨至“R×100”或“R×1k”电阻挡，黑表笔接任意一极，红表笔接另外一极，读出电阻值数；对调两表笔后，再次读出电阻值数，并比较两次测量结果，阻值较小的一次中，黑表笔所接应为源极S，红表笔所接应为漏极D。进一步判断：如果驻极体话筒的金属外壳与所检测出的源极S电极相连，则被测话筒应为两端式驻极体话筒，其漏极D电极应为“正电源/信号输出脚”，源极S电极为“接地引脚”；如果话筒的金属外壳与漏极D相连，则源极S电极应为 “负电源/信号输出脚”，漏极D电极为“接地引脚”。如果被测话筒的金属外壳与源极S、漏极D电极均不相通，则为三端式驻极体话筒，其漏极D和源极S电极可分别作为“正电源引脚”和“信号输出脚”（或“信号输出脚”和“负电源引脚”），金属外壳则为“接地引脚”。

检测好坏---在上面的测量中，驻极体话筒正常测得的电阻值应该是一大一小。如果正、反向电阻值均为∞，则说明被测话筒内部的场效应管已经开路；如果正、反向电阻值均接近或等于0Ω，则说明被测话筒内部的场效应管已被击穿或发生了短路；如果正、反向电阻值相等，则说明被测话筒内部场效应管栅极G与源极S之间的晶体二极管已经开路。由于驻极体话筒是一次性压封而成，所以内部发生故障时一般不能维修，弃旧换新即可。

检测灵敏度----将万用表拨至“R×100”或“R×1k”电阻挡，按照图1（b）所示，黑表笔（万用表内部接电池正极）接被测两端式驻极体话筒的漏极D，红表笔接接地端（或红表笔接源极S，黑表笔接接地端），此时万用表指针指示在某一刻度上，再用嘴对着话筒正面的入声孔吹一口气，万用表指针应有较大摆动。指针摆动范围越大，说明被测话筒的灵敏度越高。如果没有反应或反应不明显，则说明被测话筒已经损坏或性能下降。对于三端式驻极体话筒，按照图1（c）所示，黑表笔仍接被测话筒的漏极D，红表笔同时接通源极S和接地端（金属外壳），然后按相同方法吹气检测即可。

以上检测方法是针对机装型驻极体话筒而言，对于带有引线插头的外置型驻极体话筒，可按照图2所示直接在插头上进行测量。但要注意，有的话筒上装有开关，测试时要将此开关拨至“ON”（接通）位置，而不能将开关拨至“OFF”（断开）的位置。否则，将无法进行正常测试。

话筒原理篇三
《电容式话筒工作原理》

1.．左下ta图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属膜，膜后距膜几十微米处有一金属 板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两极间的 （A）

A．距离变化; B．正对面积变化 C. 介质变化; D.电压变化

.

ta tb tc

2.上图tc是电视机中显像管的偏转线圈示意图, 它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成，线圈中通有方向如图所示的电流．当电子束从纸里经磁环中心向纸外射来时（图中用符号“·”表示）它将

(A) 向上偏转 (B) 向下偏转 (C) 向左转转 (D) 向右转转. (B)

3.家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电用器，其电阻率与温度的关系如图tb所示，由于这种特性，因此，PIC元件具有发热、控温双重功能，对此．以下判断中正确的组合是（1,4）

①通电后，其电功率先增大后减小

②通电后，其电功率先减小后增大

(3) 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变

④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在tl—t2的某一值不变.

4. 下图为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理图,箱内的电阻 R1=200k,R210k,R340k.Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的曲线如图乙所示。当a、b邀电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab＞0时，电压监别器使K断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在＿℃。(350C)

5．正负电对撞机的最后部分的简化示意图如图d5-1所示（俯视图）位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子作圆运动的“容器”，经过加速器加速后的正、负电子分别引人该管道时，具有相等的速度v,它们沿管道向相反的方向运动。在管道内控制它们运动的是一系列圆形电磁铁．即图中的A1,A2,A3,„„An.共n个．均匀分布在整个圆环上(图中只示意性地用细实线画了几个．其它的用虚线表示)，每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场．并且并且磁感应强度都相同．方向竖直向下．磁场区域的直径为d,改变变电磁铁内电流的大小,就可改变磁感应强度,从而改变电子偏转角度的大小.经过精确的调整,首先实现了电子沿管道的粗实线运动,这时电子经每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁的两端,如图d5-2所示.这就为进 一步实现正负电子的对撞作好了准备

(1)试确定正,负电子在管道中是沿什么方向旋转的.

(2)已知正,负电子的质量都是m,所带的电荷为e,重力不计.求电磁铁内磁感强度

.

d5-1 d5-2

6.小型高效的等离子体发动机所用燃料不到化学燃料发动机的1/10，它可以使在太空中的航天器获得动力，进入太阳系．从广义上说，等 离子体就是带电荷的粒子。在等离子体发动机中．由电极发射的电子撞击shan原于，使之电离，在加速电场的作用下，shan离子加速到很大的速度后从航天器尾部连续 喷出，产主推力。假设装有等离子体发动机的航大器在太空中处于静止，航天器的总质 量为M（在发射离P的过程中质量可以认为不变），每个 shan离子的质量为rn，电量为q，加 速电压为U，等离子体发动机单位时间向外喷出的离子数是n，发动机发射离子的功率是多少？航天器开始获得的加速度是多少？

7.为了测量列车运行的速度和加速度大小, 可采用如图d7-1所示的装置, 它是由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨过地的一组线圈及电流测量仪组成（记录测量

仪未画出）．当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，就能求出列车在各处的速度和加速度.如图d7-2所示.设磁体端部磁感应强度B=0.004T,且全部集中在端面范围内.与端面相垂直，磁体的宽度与线圈的宽度相同，且都很小,线圈的匝数n=5,长l=0.5m,电阻R=0.4Ω(包括引出线的电阻),测量记录下的电流图象如图d7-3所示.

(1)试计算在离o(原点)30m,130m处列车的速度v1,v2的大小.

(2)设列车作的是匀加速直线运动．求列车加速度的大小．

图d7-2

图

图2-8

d7-3

8.图2-8所示，abcd为用超导材料制成的闭合线圈该线放放置在防磁装置中．可以认为不受周围其他场作用 .如果有一个小条形磁体沿abcd的轴线从左向右穿过超导线圈,并远离．开始时线圈中无电流 .设在磁体靠近线圈的过程中．线圈中的电流为i1．在磁体远离线圈的过程中．线圈中的电定为i2,磁体远离线圈以后，电流为i3,下面正确的是:

(A)i1,i2的方向都是abcd，i3为零;

(b)i1的方向是abcd．i2,i3的方向而是adcb.

(C)i1的方向是adcb, i2,i3的方向都是abcd;

(D) i1的方向是abcd，i2的方向是 adc,.i3为零. 答案：（D）

9.美国航天飞机“阿特兰蒂斯”号上进行过一项卫星悬绳发电实验：航天飞机在赤道上空圆型轨道由西向东飞，速度为7.5km/s.地磁场在航天飞机轨道处的磁应感应强度 B =0.50×10-4T，从航天飞机上发射出的一颗卫星，携带一根长L＝20km的金属悬绳与航天飞机相连，航天飞机和卫星间的这条悬绳方向沿地球径向井指向地心，悬绳电阻约r＝8O0 Ω由绝缘层包裹．结果在绳上产生的电流强度约I＝3A．（1）估算航天飞机 运行轨道高度，取地球半径 6400km，第一宇宙速度为79km/s（2）这根金属绳能产生多大的感应电动势？计算时认为金属绳是刚性的，并比较绳的两端，即航天飞机端与卫星端电势哪个高？（3）试析悬绳上电流是通过什么样的回路形成的？（4）航天飞机可获得多大的电功率？

10电熨斗,其电路结构如图甲所示.改变内部接线方式，可以使电熨斗处于断开状态或在低、中、高三个同温度档。图乙是它的四种不同的连接方式．则电熨斗分别处于断开低温中温,高温的图序应为：

A.1,2,3,4; B.2,1,4,3; C.1,3,4,2; D.1,4,3,2.答案:(A)

12. 电视偏转线圈一只阴极射线管，如图是

它的主要构造示意图A，B是电磁铁，通电后可

产生偏转磁场，使电子在水平方向上偏转。C，

D是偏转电极，加上电任后电于在竖直方向上偏

转。当A，B和C，D 不接电源时电经加速电场

加速以v0=1.6×106m/s的速度垂直打到坚直的

荧光屏的中心o上。的中心O上。现以O为原点，竖直方向为y轴，水平方向为X轴。在荧光屏平面上建立坐标系，当别后，在A、B和C,D间的两个区域内分别产生匀强磁场和匀强电场。已知磁场沿MN方向宽度为L1=0.00m，电场沿MN方向的宽度为L2＝0.08m，电场右边缘到屏的距离为d=0.08m.电子在磁场区域运动中,沿X轴负方向何转了x’=0.02m后,进入电场区域,并从电场的右边界射出,到荧屏上时打在屏上的坐标为(-0.14,-0.15)的p点.已知电子质量为9.0×10-31kg ,电量为 1.6×10-19c不计重力，试求：(1)匀强电场和匀强磁场的方向,并说明电子在磁场区,电场区和无场区的运动特点. (2)磁感应强度B 和电场强度E各多大?

13.图d13所示为静电除尘器的原理示意图，它的主要部 分由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成A 接电源正极B接电源负极，AB间产生很强的非 匀强电场，距B越近处场强越大．燃烧不充分带有 很多煤粉的烟气从下面入口 c进入。经过静电除尘 后从上面的出口D排出，下面关于除尘器工作原理 的说法中正确的是（）: (A）烟气上升时，负极B使煤粉带负电,带负电的 煤粉吸附到正极A上．在重力作用下，最后从下边漏斗落下 (B)负极 B附近空气分子被电离，电子向正极运动 过程中，遇到煤粉使其带负电，带负电的煤粉 吸附到正极A上，在重力作用下，最后从下边 漏斗落下. (C)烟气上升时，煤粉在负极点 B附近被静电感应， 使靠近正极的一端带负电，它受电场引力较 大，被吸附到正极A上，在重力作用下，最后从 下边漏斗落下. (D) 以上三种说法都不正确. 答案:(B)

话筒原理篇四
《无线话筒原理》

无线话筒原理

工作学习 2010-05-11 23:36:53 阅读443 评论0 字号：大中小 订阅

无线话筒原理

2009-10-30 10:17

无线话筒原理分析篇：

2007-12-09 11:23

无线话筒原理分析篇：

下面的就是调频无线话筒的电路图，电路非常简洁，没有多余的器件。高频三极管V1和电容C3、C5、C6组成一个电容三点式的振荡器，

对于初学者我们暂时不要去琢磨电容三点式的具体工作原理，我们只要知道这种电路结构就是一个高频振荡器就可以。三极管集电极的负载C4、L组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHz之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。发射信号通过C4耦合到天线上再发射出去。

R4是V1的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使V1工作在放大区，R5是直流反馈电阻，起到稳定三极管工作点的作用。

这种调频话筒的调频原理是通过改变三极管的基极和发射极之间电容来实现调频的，当声音电压信号加到三极管的基极上时，三极管的基极和发射极之间电容会随着声音电压信号大小发生同步的变化，同时使三极管的发射频率发生变化，实现频率调制。

话筒MIC可以采集外界的声音信号，这里我们用的是驻极体小话筒，灵敏度非常高，可以采集

微弱的声音，同时这种话筒工作时必须要有

话筒原理篇五
《话筒工作原理》

话筒工作原理

声音的物理构成原理和心理接受原理，这都是影视以及音乐录音和制作的基础。从这期文章开始，我们要进入大家真正感兴趣的话题，那就是如何去录制声音，如何在后期合成声音。这次我们就先来了解一下这整个“生产线”的流程，还有组成“生产线”每部分的设备，以及如何去使用它们。

如下图所示，一个声音从自然届物理产生后被最后运用到影视作品或者唱片上要经历如此的过程。

如我们前几期所讲，声音在自然界产生后，我们要对它进行有选择的采集，运用我们现代的录音技术将它变为可以后期剪辑和制作的素材。如上图中所示。

1. 这就是录音的第一个环节：话筒。这也是很多朋友非常感兴趣的问题。话筒的好坏是影响声音素材的关键。话筒的设计也根据不同的原理和用途分为多种，这点在这期文章的后半部分会详细讲解。

2. 这个环节是和话筒环环相扣的，话筒设备捕捉的信号（一般都为模拟的电信号）要通过放大才能真正记录到载体上。这就要提到调音台或者话筒前置放大器，一般来说高质量的调音台的每一个通道都提供优秀的话筒前置放大器（后面简称话放），但是不同的话筒对话放要求也不同，还有从声音的艺术选择上来说，不同的话放和话筒的组合也会产生不同的音色。所以有时候我们会选择单独的话放为话筒提供驱动。在调音台以及话放的类型和品牌选择上要有很多要求，话筒和调音台以及话放之间也存在参数的匹配问题。这一切都会直接关系的声音录入的质量。

3. 此环节就是我们在声音的编辑和制作前所要面临的问题，载体。在上个世纪70-80年代主要是模拟录音，载体主要是磁带，虽然磁性的记录方式有它声音上的特点，并为很多专家所认可但由于它在噪声大，剪辑不方便等诸多缺点而后慢慢被数字录音所取代我们现在接触的录音绝大多数是数字录音，这也为录音走进个人化提供了巨大的方便。这也使得大家能自己在家中的电脑上制作和剪辑声音。在以后的介绍中我们会详细谈到。

4. 这个环节当然也可能是大家最感兴趣的环节，那就是声音的后期制作了。在模拟录音时代，录音工程师们是在庞大的设备前进行复杂的操作才能完成这项任务，但是技术发展到数字化的今天，虽然在专业领域对录音的制作要求也提高了，但是个人制作声音变的有了可能，大家可以通过数字音频工作站在家中的电脑上对自己的作品进行简单甚至是接近专业的制作。我们在以后的文章中会着重讲解这部分内容。

5. 这个环节也是最后的环节，那就是制作好的声音最后合成到需要发行的载体上，从这里一个作品（影视作品或者唱片）就踏上了流通的过程。在网络高度发达的今天，传统的载体如CD ,DVD等已经受到很大的冲击。如果大家自己制作作品的小样，也可以很方便的在电脑中进行编码，自己生产网上易于流通交流的数字格式或者制作成光盘。当然在专业制作中，就没有那么简单，编码合成到发行都有严格复杂而又环环相扣的过程。

经过上面的介绍，想必大家对声音的制作过程已经心中有数，从下面开始我们就来一个环节一个环节的去了解和学习。 这期我们先来了解一下作为拾音设备的话筒。

拾音器又被称为换能器，它是将声音转换成要输送至传声器前置放大器的电压的过程中最基本的设备。传声器把声能转换为电能，而扬声器则恰恰相反。

专业话筒的分类有许多种，我们在这里就先从大家最容易理解的方式开始介绍。那就是通过换能原理的不同来分类。这样我们就先把话筒分为四类：碳粒式、陶瓷式、动圈式以及电容式。

碳粒式：是最早的传声器之一，它通过碳粒对声波的反映振动后改变与其相连接的电能元件的电压然后产生和声压成比例的电压。这种原理产生于电话的发明，百年来一直被运用于电话工业，我们日常生活中是很常见的。它的缺点是不能收入更多的频率，也就是说人耳的感知是在20hz-20khz，这类话筒却不能达到这么宽广。

陶瓷式：某种结晶质或玻璃材料在受到振动的冲击时，会直接产生电压。这样就形成了陶瓷式话筒。它的缺点也是很难录到宽广的频率范围，但是在电影录音中常被用于水下录音，被称为水听器。

动圈式话筒：这类话筒也是我们很常见的，一般的演出或者是ktv场所多用的是此类话筒，它一结实著称。它的原理是电导体，比如铜或者银在一个磁场中运动，导体的末端就会感应出一个电压。导体可能是安置在一个线圈中并与振膜相连的被绝缘的电线。振膜运动会引起线圈的运动，当导体切割磁力线时在其终端产生一个电压。以上看起来好象是中学物理实验，其实细想想大家都能明白。动圈话筒多为心形指向（下一讲我们将详细说明指向）。设计精良的动圈也常用于电影和音乐录音中。

电容式话筒：这种话筒可能是刚接触的朋友们有所陌生的。但是它却是电影和音乐录音中的主角。录音师中是通过不同品牌和设计理念的电容话筒去捕捉不同音色的声音。电容式话筒只有一个可移动部分-振膜。振膜和固定的后极板之间行成一个电容，声压对振膜的作用会积压它然后形成输出端电压的变化。这样的设计概念非常适合捕捉细微的声音，这也就是为什么电容话筒灵敏度高而又能收录宽广的频率范围。按照振膜的大小电容式话筒又分为大振膜和小振膜两种。它们的音色又是有区别的。小振膜更加灵敏，高频声音的反映好，而大振膜声音有张力。另外由于电路设计和元件的区分又分为晶体管话筒和电子管话筒。晶体管电路的话筒声音比较自然，精确。而电子管话筒更多的是带来温暖的声音特征。

话筒的指向性，指向性这个词我们在以前的文章中也曾经谈到过，它是很容易理解的。举个大家很熟悉的例子，平时用摄象机录制作品的时候，机器上的话筒总是会主要收入镜头对准的方向的声音，还有在大家经常唱Ktv的时候为什么有时候音箱中会发出中高频的“嗡嗡”声，这都和指向性有关系。如果把话筒正前方的轴线为Y轴，与自己垂直的水平面为X轴，那么在这个作标表现的空间就是话筒所面对的一个空间。那么话筒在这个空间内对那些方向的声音能很好的拾取而对另一些方向是不能完全收音或者更本就不收入声音，这以上的描述就形成了指向性这个概念。指向性大概可以分成以下几种：全指向性、心形指向性、超心形、还有8字形指向，棒式（枪式）。这其中常用的是全指向性、心形指向性、8字形指向。

在影视录音中经常用到棒式（枪式）这是一种由心形延伸出来的方式。如上图中所示全指向性就是指在话筒360度的范围内的声音都能被收入进来，而心形指向就是只能收入话筒前方所传来的声音，而8字形指向主要是前后方向的。现在我们就不难解释前面所举的例子。摄象机上的话筒主要是枪式电容话筒，那么它对前方的声音会很容易收入进来。而很多人唱ktv的时候使用的是心形的动圈话筒，当话筒对准音箱的时候，信号在被音箱放出后通过话筒后又回到音箱形成了回路，所以会有“嗡嗡”声。

在电影电视录音中经常使用的是枪式话筒，也就是一般俗称的“吊杆”。它是沿管的长度在管中安排许多沟槽，这些沟槽被吸声材料

所覆盖，比如丝绸，而且管的末端与心形传声器相连。这样以来，沿管的方向传入的声音将会很容易进入话筒，但是其他方向的声音将被阻挡。所以在片场基本都是使用这样的话筒，它能被举的很高然后对准演员，话筒本声的这种强指向能很容易收入几米外的演员的声音，而其他方向传来的声音却会变的小之又小。这就是为什么电影电视要得到干净清晰的前期录音要使用这一类话筒的原因。

有很多型号的话筒也同时提供多种指向，通过一些选择按扭和相应的电路来完成。

频率响应，这个定义也是非常重要的，在很多话筒的指标中这一条是不可少的。它代表一个话筒对频率收入的情况。有的话筒对高频比较敏感而对低频的成分收入却会衰减而另一些则可能是情况完全不同。如下图所示，能看出此话筒的响应基本上是平直的，但是有少部分的响应差别。图二则更明显100hz以下就有很大的衰减，这样这个话筒的录的声音就会让人感觉少了很多饱满的感觉而下图中的曲线还在2k-5khz有波峰使得话筒在中频段相对敏感，声音相对突出，这样中频的声音会很明显，使得话筒的声音发硬话筒的灵敏度，动态范围，信噪比：灵敏度是指声压转换为电压或电功率的转换效率有很复杂的计算公式在这里就不便详述，很多朋友会误解灵敏度的数值和话筒是否灵敏直接联系。从数字上的大小是不能直接联系2者的，并不是数字越大此话筒就越灵敏或者越好。话筒的好坏还要和调音台或者是单独的话放联系起来才能确定。

动态范围这个词看上去很难理解，其实详细解释也好理解。一个人说话或者是一个乐团演奏，必然有最高的音量和最低的音量，那么这之间的差就是动态范围。这是一个相对值。可以说一个话筒能接受的动态范围越大，那么就意味这这个话筒能清楚的捕捉更多类型的声音。

信噪比，话筒是将声音转化为电能，那么这期间就必然会有电流等多方面原因引起的除去所要录制的声音之外的噪声。信噪比就是衡量信号和最低噪声之间的比例。

另外一些花话筒上还带有低切开关比如------100hz这样的符号这就代表当录音现场风大或者低频噪声大就可以使用这个功能消去嗡嗡声。

失真度，这个概念要和前面的动态范围结合起来，因为当话筒所能接触的声压到达一定水平时候，所转化的电信号就会出现失真，人耳对一定的失真是会有明显的感觉的，就是俗话所说的“冒了”，这个时候在相干的显示表上（这下一讲将会介绍）就会有红灯的显示。如此的声音是不能被允许录入进入下一步的后期制作中的。

话筒我们就先介绍到这里，以上介绍解释的指标在使用话筒的时候都是会经常被做为参考的。声音经过话筒之后还要通过放大然后才能进入载体或者录音机器。这期间就要通过调音台。话筒的将声音转化为电信号输入到调音台，但是这个信号相对很微弱，这就需要放大。所以话筒放大器就成为必不可少的环节。而且电容话筒还需要提供48v或者130v的幻象供电，这就是话放或者调音台上会有个48v或者幻象供电的电源开关（PHANTOM POWER）。一般来说话放的电阻要高于话筒的电阻很多（这是个电学方面的概念大可不必细究）这样以来能使得从话筒传来的信号得到放大。这就要提到前面所说的动态范围，话放要保证经过放大的信号不会失真，这就要求话放的动态范围要能容纳话筒的信号，而且前面所提到的信噪比在这里变的很重要，如果话筒在没录任何声音之前本声就有很大的噪音信号时，在经过放大后噪音会更大，这就是为什么要选择优质话筒和匹配话放的原因。

当然调音台的功能还不只这些，前期的声音录制过程中调音台还起到了很多关键性的作用，甚至在大型的后期制作室中调音台成为声音制作的核心，它就象个奇妙的话笔，成就精彩的声音作品。

话筒原理篇六
《麦克风话筒分类功能原理解析》

拾取并传递声音的设备。市面上见到的麦克风种类特别多，形状 和功能应用的类别也非常的多，不同的麦克风需要应用在不同的场合。专业的录音环境并不是任意一只麦克风就可以满足、自娱自乐的录制音乐并不需要上万的录音 设备，了解最适合自己的麦克风设备才是关键所在。

1、普通话筒和专业话筒有什么区别

最直接的说，普通话筒比较便宜，专业话筒比较贵。但最根本的区别是：普通话筒只要能拾到声音听清楚就OK了，你的CS队友不会在意你的声音低频是否 浑厚高频是否甜美，你QQ聊天时用的头戴耳机上的驻极体话筒成本不会超过一块钱，但并不影响你和MM谈人生聊理想。而专业话筒不但要能拾取到声音，而且要 拾取的完整、清晰、对音色有很高的要求。所以录音师追求好的话筒和摄影师追求好的相机镜头是一个道理。

成本1块钱的驻极体话筒

售价五万元左右的电子管话筒

2、话筒的分类有哪些?有何不同?

常见的话筒根据工作原理的不同可分为：动圈话筒(dynamic Microphone)、电容话筒(Condenser Microphone)和履带话筒(Ribbon Microphone)。

非专业场合见到最多的就是动圈话筒了，你去KTV唱歌用的基本上就是动圈话筒。

动圈话筒的原理：话筒头里的振膜带动线圈振动切割磁力线产生电信号，通过话筒线传递给下一级设备。

动圈话筒的优缺点：是结构简单、结实耐用、价格较低，对使用环境的要求不高。但是和电容话筒相比灵敏度不够高，高频响应不足，音色不够细腻。

电容话筒的原理：电容话筒是专业录音领域应用的最多的，你听到的专辑里的歌声，99﹪都是电容话筒录制的。用一张极薄的金属振膜作为电容的一级，另一个

容容量的变化形成电信号。

电容话筒的优缺点：由于振膜非常薄，所以很微小的声音也能使其振动，所以电容话筒非常灵敏。和动圈话筒不同，电 容话筒需要一个极化电压，而且微弱的信号也需要一个预放大，这都需要电源供电，所以所有的电容话筒都是需要幻象电源(phantom power)来供电的。现在的话放和音频接口及调音台上基本都会有幻象电源，只需把开关打开即可正常工作。

履带话筒(又叫带式话筒)现在非常少见了，有些现场调音师不知道有履带话筒这种东西。

履带话筒的原理：和动圈话筒比较相似，只是用一根很小的履带作为振膜来产生信号。

履带话筒的优缺点：声音复古温暖，瞬态响应快速准确。中低频过渡自然但是高频响应不足。履带话筒非常娇贵易坏，绝不能加幻象供电，一加就烧。而且不结实，摔在地上基本就废了，还要注意不能喷口水在上面。

3、履带话筒最差，电容话筒最好?

当然不是!每种话筒都有它的优点和缺点，要根据实际情况来选择，合适才是最重要的。下面一一来分析。

动圈话筒

动圈话筒的灵敏度不够高，和电容话筒相比不能够拾取到更多的细节，但是同样也不容易拾取到环境噪声，非常适合舞台上使用，不容易产生回授和啸叫。不 灵敏的另一个好处是声压级大，就是能耐受非常大的声音而不爆音。比如在舞台上近距离拾取军鼓的声音，优秀的鼓手打出的声音都是非常大的，如果用电容话筒肯 定会爆音，再怎么调话放增益都没用，而动圈话筒就非常合适。

虽然动圈话筒的频响不如电容话筒的平直和宽广，但是很多乐器如吉他、贝斯等本身就不是全频段的乐器，动圈话筒已经能将它们的声音拾取的很好了，还避免了其他乐器串音的麻烦，调音师修EQ的时候也会方便很多。

动圈话筒还有一个很大的优点是坚固耐用，不小心掉在地上也没关系，捡起来就能继续使用。如果是电容话筒就很难说了，没准儿就坏掉了。

电容话筒

电容话筒最大的特点就是灵敏度高，拾取的细节丰富，频响曲线平直宽广，所以在录音棚里良好安静的声学环境下能发挥出令人满意的效果。而在普通的环境下就很容易拾取到环境的噪声，如隔壁的说话声，楼下的汽车声，这些在后期是很难去除的，即使勉强去除也会损伤音质。

但随着一些特殊场所对声音提出的更高要求，必须把环境杂音去除掉。以艾力特音频的手拉手麦克风MS-711S为例，有较好的声反馈抑制功能，自动增益，灵敏度可达-42db，在人声停止的时候自动切除掉环境的声音，保证了原始声音的清晰干净拾取。

除了对声音环境有要求外，电容话筒也比较娇贵，轻拿轻放是必须的，不用的时候最好收起来，旁边放上几包干燥剂，因为潮湿会影响电容话筒的音质。所以一般上档次的录音棚都会买专门的恒温恒湿干燥箱来保存话筒。

履带话筒

履带话筒更娇贵、更难伺候。履带话筒有点介于动圈和电容之间的感觉，灵敏度不如电容，但比动圈好。频响比动圈好些，但是又不如电容宽广。虽然性能上有点不上不下，还脾气大难伺候，但是“一招鲜吃遍天”，凭借温暖复古的音色和快速的瞬态反应还是成为很多录音师的心头挚爱。

而且随着技术的发展，很多厂家都在改善履带话筒的缺点，如Blue的Woodpecker履带话筒就能加48V幻象供电，提升了高频响应，频响更 宽，信号输出也更强，还不用再担心误开幻象供电把话筒烧掉。拜亚动力的履带话筒头RM510甚至能适应现场演出的复杂环境。相信履带话筒的应用范围也会越 来越广泛。

话筒原理篇七
《数字麦克风原理与应用》

数字麦克风原理数字麦克风原理与原理与应用

贺志坚 郑虎鸣 （东莞泉声电子有限公司， 广东 东莞 523297） 【摘 要】本文主要介绍数字式麦克风的基本原理、结构及声学、电气性能。简要叙述数字麦克风在产品使用中的基本要求和市场应用展望。

【关键词】关键词】数字麦克风；数字信号；模拟信号；∑-Δ变换

【中图分类号】中图分类号】TN643 【文献标识码】文献标识码】 B

Theory and Application of Digital Microphone

HE Zhi-jian ZHENG Hu-ming

【Abstract】This article introduces basic principles,structure and acoustic, electrical performance of digital microphone.Briefly describing the digital microphone requirement during the product using and the market application prospect. 【Key words】Digital microphone; Digital signal; Anallog signal；∑-Δ transform

【CLC】TN643 【Document code 】 B

随着IT技术的日益发展，各类电子系统中数字电路所占比重越来越大，尤其在PC的多媒体音视频应用及已经登场的3G手机应用领域，对音频信号的输入质量及抗外界各种干扰的能力都提出了更高的要求，这些要求靠传统模拟麦克风本身声学性能的改进已经难以奏效，而通过对麦克风阵列的音频数字信号进行算法的处理后则可以较理想的达到消除回声、屏蔽噪声、增强波束指向性等所需效果。这一切的前提则是处理的音频信号必须是经过A/D转换的数字信号形式，如上所述，数字麦克风的市场需求前景是毋庸置疑的。 (Transound Electronics Co., Ltd. Dongguan , Guangdong 523297 )

一、 数字麦克风原理 数字麦克风原理

数字麦克风，顾名思义就是直接输出数字脉冲信号的麦克风电声器件。从应用角度来划分，可以分为两类：一种为USB接口的麦克风，其电声换能器件仍为模拟音频输出信号，经过A/D编码及USB接口芯片后转换为PC格式的数字信号接口，此类麦克风多数作为PC周边配套外设，如USB接口手持麦克风、USB接口耳麦等，严格说来此类应称为数字接口麦克风。另一类为真正意义上的数字麦克风，此类麦克风采用内置前置增益及A/D编码IC芯片，作为电声换能器件直接输出的便是数字脉冲信号，可以直接与相应的编解码芯片（CODEC）接口传输数字信号，本文重点介绍此类数字麦克风原理及应用。

1、 模拟信号与数字信号 模拟信号与数字信号

在信号这个大家族中，有两兄弟特别引人注目，就是“模拟”和“数字”。 什么是“模拟”？

“模拟”是“数字”的兄长。模拟电子信号是随时间连续变化的电磁波，利用电磁波的描述参数（如幅度、频率或相位等）来表示要传输的数据，它的取值可以是无限多个。模拟数据(Analog Data)是由传感器采集得到的连续变化的值，例如温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像信号。

什么是“数字”？

数字信号是一种离散信号，通过电压脉冲即电压的高与低两种形式表示要传输的数据，它的取值是有限的。数字数据(Digital Data)则是模拟数据经量化后得到的离散的值，例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据。

数字麦克风便是将采集到的声压这一连续变化的模拟物理量，直接转换为特定编码格式的数字脉冲信号输出，供IT应用设备进行加工处理。（见图1、2）

图1 模拟1 模拟麦克风输出模拟麦克风输出信号波形麦克风输出信号波形 信号波形

图2 数字2 数字麦克风输出数字麦克风输出脉冲信号麦克风输出脉冲信号 脉冲信号

2、 数字麦克风的编码格式 数字麦克风的编码格式

目前国际上IC厂商推向市场的内置式数字麦克风IC芯片普遍采用∑-Δ模数转换编码格式，此编码格式亦与相关接口应用设备采用的DSP及CODEC处理芯片的数字音频输入格式相兼容。

∑-Δ变换的原理

∑-Δ变换采用过取样技术，将信号按时间分割，保持幅度恒定，具有高取样率、噪声整形和比特字长短的特点。变换可以在低取样率、高分辨率的量化器或者高取样率、低分辨率的量化器中进行，在数字音频中应用很广泛，如用于音频信号数字化的∑-Δ ADC及可将已经数字化处理后的音频信号还原为模拟声音信号的∑-Δ DAC。∑-Δ变换时根据采用的具体结构称为1比特或多比特变换，目前数字麦克风普遍使用的∑-Δ ADC采用了1比特变换技术，克服了采用较多比特数时所带来的量化非线性误差、

纠错困难

的缺点【1】。

打个比方来说明如何用1比特替代16或更多比特：传统的阶梯变换器像16个电灯泡，连接到各自的开关上，每个灯泡又有不同的亮度状态，用各种组合方式可以得到216（即65536）种不同的亮度。然而，灯泡间的亮度差会引入误差，某种组合也并不总是能够产生所要求的亮度。1比特变换技术采用完全不同的方法，不用那么多灯泡和开关，只用一个灯泡和一个开关。房间亮度的变化可以通过简单的改变开、关灯泡的次数来得到。如果灯泡开的次数增加，房间的亮度就会增加，明显的区别便是增加取样的频率。 ∑-∆变换是将信号按时间分割，保持信号幅度恒定。它用高电平或低电平的脉冲表示信号，例如可以采用脉冲密度调制（PDM），如图3所示恒定幅度的脉冲信号，不论电平高或低都能够重建输出信号波形。

图3 脉冲密度调制（脉冲密度调制（PDM）

图3 ∑-Δ变换取样变换取样时钟频率与音频带宽的取样时钟频率与音频带宽的对时钟频率与音频带宽的对应关系

3、 数字麦克风原理与数字麦克风原理与结构原理与结构 结构

数字麦克风与传统麦克风的最大区别，在于如图4所示用最新研制的ADC转换IC芯片取代了图5所示传统麦克风中的场效应管（FET），从而实现了数字信号的直接输出。

图4 数字麦克风原理图4 数字麦克风原理图 数字麦克风原理图

图5 传统 传统ECM麦克风原理图 克风原理图

通过图7的结构，读者可以看到，数字麦克风的核心器件是内置的∑-Δ ADC 模数转换IC芯片，该芯片完全取代了传统的场效应管（FET）并实现了模拟信号到数字信号的转换功能。∑-Δ ADC 芯片是一支六端引脚的微型器件，体积一般为1.0x1.0x0.3左右大小，如此微小的体积，使其足可以装入直径为4mm 的微型麦克风之中。

与传统麦克风的两只引脚结构不同，数字麦克风一般具有4～5只引脚，原理如图6所示，其功能分别为Vdd：电源输入、GND：地线、CLK：时钟输入、DATA：数据输出、L/R：左右声道输出信号选择。根据客户需求，也可将L/R选择端采取内部连接而形成4引脚结构，也有的IC芯片厂家同时供应不同型号的L或R声道芯片供客户选用。

图6 数字麦克风电 数字麦克风电原理图数字麦克风电原理图 图7 数字麦克风结构 数字麦克风结构 数字麦克风结构

二、 TSD－TSD－6027／6027／6020／6020／4015数字麦克风系列数字麦克风系列 系列

东莞泉声电子有限公司根据国际市场的需求，近年来陆续开发出TSD－6027／6020／4015数字麦克风系列，已在一些国际知名品牌高档笔记本电脑型号中得到配套应用。在麦克风阵列的应用中，数字麦克风更具用无可替代的优势，TSD－6020数字麦克风组成的麦克风阵列模块已得到众多笔记本电脑厂商的确认，即将投入批量生产。（麦克风阵列原理与应用今后拟专题介绍）

TSD－6027R A TSD－6027L A TSD－6027 A TSD－6027BP

TSD－6020BP（L/R） TSD－6020 A（L/R） TSD－4015LA TSD－4015LA（SMD）

图8 泉声公司TSD－6027／6020／4015数字麦克风系列外形图样

话筒原理篇八
《无线话筒原理图》

话筒原理篇九
《话筒听筒工作原理》

话筒和听筒里面都会有一个小薄膜， 话筒里的薄膜起到人的耳朵里鼓膜的作用， 你对它说话，薄膜会振动，薄膜连接着一个小线圈（注意：这个线圈是会随薄膜的振动而改变位置的），话筒里还有一小块固定的永磁铁（固定在话筒外壳上）。 薄膜是有弹性的，一般既起到振动的作用，也起到把线圈拉回初始位置的作用。薄膜一头固定在话筒外壳上，一头连着线圈。

当薄膜振动时，带动线圈振动，线圈和永磁铁的相对位置改变，这使得穿过线圈的磁场发生变化， 磁场变化了会在线圈中产生感应电动势，也就产生了电流。 特定的声音有特定的振动，特定的振动产生特定形式的电流。 所以话筒就把声音“编码”成了电流的形式。

听筒的原理大概是话筒的逆过程，结构也几乎一样。听筒里也有一个薄膜，薄膜连接着一个线圈，同样也有一块永磁铁。特定形式的电流（比如话筒刚刚“编码”完成的电流）流过听筒的线圈，这样就使得线圈产生的磁场发生变化，于是永磁铁和线圈之间的磁力发生变化，于是永磁铁和线圈的距离会发生变化。这样就带动了薄膜振动，发出声音。