本篇文章给大家谈谈微型麦克风原理，以及微型麦克风阵列的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
文章详情介绍：
解读MEMS麦克风技术与设计
何为MEMS麦克风？
MEMS（微型机电系统）麦克风是提供高保真声感的微型器件，体积小，可紧密集成于电子产品中，如智能手机、智能扬声器以及耳机等电子消费品。现在，MEMS麦克风不仅能够记录普通的环境声音，还具备立体声、主动降噪、指向性（聚束）、语音识别等功能。增加设备的麦克风数量即可实现这些音频功能，例如最新智能手机中的MEMS麦克风可多达6个。出色的性能使MEMS麦克风应用范围广，因而产生了大量的市场需求。
什么是电容式MEMS麦克风？其工作原理是什么？
所有麦克风（传统麦克风和MEMS麦克风）都通过柔性膜片感应声波。在声波压力下，膜片会发生位移。现在市场上大部分MEMS麦克风都使用电容技术来探测声音。电容式MEMS麦克风的工作原理是测量柔性膜片和固定背板之间的电容。声波带来的气压变化会导致膜片发生位移。空气可穿过背板上的小孔，因此背板的位置不会发生改变。在膜片移动的过程中，膜片与固定背板之间距离会发生改变，最终导致两者之间电容值的改变，这种电信号的变化可以被记录和分析。
图1：不同类型的电容式MEMS麦克风
电容式MEMS麦克风存在不同的类型，如：
单一背板麦克风
双层背板麦克风，背板分置膜片两侧
双层膜片麦克风的背板封装在两层膜片之间，膜之间可以是真空的。
MEMS麦克风设计
MEMS麦克风设计人员需要研究并优化频率响应、灵敏度、信噪比(SNR)、总谐波失真和等效输入噪声等关键性能指标。信噪比是一项关键性能指标，不同的电容式MEMS麦克风通过增加信号（双层背板和双层膜片）或降低噪声（在两层膜片之间进行真空密封）来提高信噪比SNR。
对电容式MEMS麦克风及其性能特征的设计、建模和研究可以在MEMS+®(CoventorMP® MEMS设计平台的组成部分)中进行。MEMS+提供不同MEMS结构的非线性和多物理参数模型，这些模型可以组成完整的MEMS麦克风设计。此外，还可以将MEMS+麦克风集成到Cadence Virtuoso®电路仿真软件中，这将使我们可以通过特定的IC偏置条件模拟MEMS麦克风及其ASIC。
图2：双层背板MEMS麦克风的MEMS+模型示例
未来的MEMS麦克风设计
如今人工智能时代下，市场上已经出现了基于创新的自动优化技术的MEMS设计方案。例如，慕尼黑工业大学电子设计自动化学院的小组曾研究并演示了基于MEMS+的MEMS麦克风包括其读出电路自动化优化设计。
麦克风-种类及运作原理
麦克风是录音室中最常见到也最重要的器材之一，它站在第一线面对所要收录的声音，将物理振动产生出的声波能量转变成电子讯号的一种工具。以下将针对几种录音室常见麦克风的构造及特性做简单的介绍。
一、动圈式Dynamic
振膜(diaphragm)是麦克风最核心的组件，振膜的作用是用以接收声波的振动，并将这些物理动能转换成电子讯号。动圈式麦克风及电容式麦克风的收音原理都式透过振膜来收音。
动圈式麦克风的振膜正面接受音压，反面连接着一个线圈，线圈再缠绕着磁铁。当振膜正面接受音压时，振膜的振动会使得线圈移动而与磁铁感应起电，而随着音压的强弱振膜移动感应起电的程度也就有所强弱，麦克风的电路再将感应起电产生的电流做放大的处理。与电容式麦克风相比起来，电容式需输入一额外的电源来使麦克风运作，而动圈式麦克风则单纯透过振动振膜与线圈产生电磁感应;线圈的重量使得振膜需要较大的音压才能驱动，且也较难因为细微的音压变化而产生感应起电，因此对于细微的声音较不易收录，灵敏度较电容式麦克风低。这样的特点使得动圈式麦克风适合用于不需收录很多细节的场合，例如：演唱技巧较差的歌手使用电容式麦克风就会显出许多瑕疵，但使用动圈式麦克风，由于灵敏度较低，瑕疵便不太明显。
动圈式麦克风可以承受的音压大，因此常用于收音压大的乐器，例如：大鼓、钹…等等。而它的结构使得它的频率响应不是那么平整，因此也常常有针对特定用途使用的麦克风，例如专门收大鼓的Shure Beta52，就特别针对了低频做强化。最常见的动圈式麦克风Shure SM57，它的频率响应在4k~6kHz的地方特别强化，在收小鼓、电吉他音箱及人声时皆有很好的表现。
二、电容式Condenser
电容式麦克风的特点之一就是需要额外的电源才能运作。音圈(Capsule)是由较厚的Back Plate和较薄的Front Plate所组成，两者之间有个极小的间距。Front Plate是由振膜(Diaphragm)组成，当金属振膜接收到音压的振动时，通电的线路会因为Front Plate与Back Plate的距离改变而产生电位差，感应电流再透过电路放大获得足够的讯号以便撷取。
麦克风振膜是以一不导电的薄膜再镀上一层金属，而金属镀膜的厚度及重量会直接影响振膜的敏感度，这样的工艺也是一般电容式麦克风会比动圈式麦克风贵的原因。此外，电容式麦克风的讯号经过了电路放大，且振膜的厚度较动圈式麦克风的震膜薄且脆弱，因此它能承受的最大音压也比动圈式麦克风来的小。但反之，电容式麦克风的敏感度(sensitivity)与频率响应都较动圈式高，并且讯号放大的电路也可以有不同的方式，例如真空管放大就会让麦克风的声音表现比较温暖。
电容式的高灵敏度让它多用在人声配唱、或者是弦乐等需要细腻表现的收音场合。录音室有许多经典的电容式麦克风，例如像Neumann U87，在人声收音的场合经常会使用。AKG C414系列的麦克风，对乐器、人声等都有相当好的表现，可说是录音室必备的一支麦克风。DPA 4006是全向式的电容式麦克风，常用于乐器的收音，更多是使用在古典音乐的现场演奏上。Manley Gold Reference是非常昂贵的一支麦克风，其放大回路中使用了真空管，因此有种真空管特有的温暖特性。
三、丝带式Ribbon
丝带式麦克风的收音原理与动圈式麦克风相同，是透过振膜振动与磁场产生感应起电，两者的差别在于使用不同的振膜材质。丝带式麦克风的振膜材质大多是极轻薄的铝，极脆弱，若不小心撞击或是供电都会使麦克风的丝带损坏。因其制作成本高，保存不易，也较少录音室使用，但现在丝带式麦克风的振膜材质因着科技的进步，已有很大的突破，不再如早期丝带式麦克风的振膜如此脆弱，但相较起来，仍不如动圈式麦克风一样坚固。
多数的丝带式麦克风的收音型态为8字型(Figue 8)，原因是因为其设计电磁感应的方式，可参考图例中，丝带振膜位在两个磁铁之中，因此振膜的正反两面皆可收音。丝带式麦克风的灵敏度介于动圈式与电容式麦克风之间，声音表现带有温暖的特性，一般使用于人声配唱或一些弦乐器收音。
经典的Ribbon Microphone-Royer R-121
来自：瓦器录音室
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抓拍“炸街车”，苏州电子警察率先用上前沿声学技术
澎湃新闻记者 袁杰 通讯员 施为
抓拍整治“炸街车”，苏州放大招。澎湃新闻（www.thepaper.cn）从苏州高新区获悉，高新区交警大队近日率先在苏州上线“炸街车抓拍”电子警察，剑指“炸街”扰民。
所谓“炸街车”，即私自改装过的、外表酷炫且伴有震耳轰鸣声的车辆，往往伴随有飙车竞速、高分贝噪声扰民等行为，已成为交通治理环节中亟待解决的问题。
而从监管的角度来说，由于违法改装车机动性强、行驶时间难以掌握，线路也不固定，监管一直存在较大的难度。
澎湃新闻从苏州高新区获悉，苏州高新区交警大队近日在太湖大道等关键路段多点分布安装了数台“炸街车抓拍”电子警察，对违法改装车进行集中噪音监测与抓拍取证。
苏州高新区交警大队秩序中队队长陈传君介绍称，“炸街车抓拍”电子警察采用了前沿声学技术，能快速定位违法改装车辆，完成抓拍取证。
陈传君表示，根据太湖大道的通路特点，交警选定了几个车辆必经路段，在这些点位安上了抓拍系统，违法车辆一旦从这条路上经过，都将被抓拍取证。
该电子警察的生产商，苏州清听声学科技有限公司副总经理毛峻伟介绍称，这款设备系该公司自主研发，由声音阵列、高清摄像、数据处理单元等三大功能单元组成。其中，作为核心的声音阵列单元，表面分布有几十个微型麦克风，利用麦克风阵列来计算“炸街车”声源到阵列的角度和距离，从而实现毫秒间对目标声源的跟踪和定位。
设备通过获取车辆车牌、轰鸣声像图、行驶过程视频等图音视频证据作为处罚依据，证据的科学化、多样化，很大程度上可打击飙车党的侥幸心理。
陈传君表示，针对改装车，“我们主要以警告教育为主，责令车主在规定时间内将改装车辆还原。”
下一步，交警部门还将加大科技投入，加强对交通违法行为的打击力度，增强震慑力，以此来减少交通违法行为的发生，保障道路交通的安全和畅通。
除了“炸街车抓拍”电子警察，苏州高新区交警还在狮山路等多个路段部署了违法鸣笛抓拍系统，利用高科技编织车辆噪音抓拍路网，打造和谐、有序、静美高新交通环境。
责任编辑：李克诚