驻极体传声器培训教程2.2.2
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山东省潍坊海力电子有限公司
二、驻极体传声器的特点
由于它是按电容式原理工作的，因此具有频带宽、失真小、音质好、瞬 态响应性好、稳定性能好等许多优点。并且本身带有束缚电荷，不需外 加极化电压。由于驻极体是长期保持极化特性并有永久的极化电荷，因 此还具有体积小、重量轻、价格便宜等优点，应用广泛。
山东省潍坊海力电子有限公司
最大声压级 ：ECM的最大声压级是指输出的电信号失真在3%时的输
入声压。ECM最大声压级是用B&K2012测量的，在消声室内通过音箱 给ECM一个不断线性增大的声压，经过B&K2012进行失真运算，从 B&K2012中读取失真为3%时的声压即为ECM的最大声压级。
信噪比 ：ECM的信噪比是ECM的灵敏度与本底噪声的比值，一般用对
数来表示，所以就是ECM的灵敏度与本底噪声的差。它的大小表征了 ECM的噪声抵制能力。
灵敏度级：灵敏度级是灵敏度与参考灵敏度之比。用分贝表示
山东省潍坊海力电子有限公司
七、我司驻极体传声器产品命名方法
山东省潍坊海力电子有限公司
八、驻极体传声器性能参数的要求
1、测试条件：电压（麦克风的工作电压范围为1-10v。常用的工作电 压有1.5V、2V、3V、4.5V、6V）负载电阻（常用负载电阻有680Ω、 1KΩ、1.5 KΩ、2.2 KΩ、3KΩ）。 2、灵敏度范围：参见海力电子产品目录。 3、工作电流：要求最大电流小于0.5mA。 4、指向性：全向、单向、双向（抗噪音）。 5、外径高度：产品的外径尺寸和高度尺寸（指不含防尘网的高度）。 6、电容内外置：指电容是内置或外置的。 7、其他要求：客户的其它特别要求。例如：焊线（FPC）的长度和 8、方向、胶套的规格尺寸、铆针长度等. 9、输出方式：出针、焊盘（焊线）、无焊盘（导电式）。如下图
山东省潍坊海力电子有限公司
一、驻极体传声器工作原理
驻极体传声器又叫麦克风、话筒、咪头、电容咪，是一种能将声音信号 转换为电信号的换能器。电信号的波形特性与声信号的一致。是电声器 件的一种，是靠电容量的变化来实现声电转换的。由于驻极体薄膜上分 布自由电荷，于是在两极间有了电荷量。当声波使驻极体薄膜振动而产 生位移时，改变了电容器的电容量，电容量的改变使电容器的输出端产 生相应的交变电压信号，于是完成了声电的转换。 下图为工作时的示意图和电路图：
驻极体电容传声器是依靠电容量变化而起换能作用的内置偏压传声器，原 理如下：极化后驻极上电荷的驻极体振膜、垫片与极板组成一个平行板电 容器，电容器的公式：C=S/D;C=Q/U(S为有效面积，D两平行板间的距 离;Q为驻极电荷量，U为电容两端的电压)，当外界的声音压力带动振膜振 动时，电容间的距离D发生变化，使电容容量C发生变化，而这时驻极电荷 量Q不变，这样就产生了一个变化的U，即实现了声音到电信号的转换。
。
频率响应：率响应是传声器输出与频率的关系。它是指传声器在一
恒定声压下，对应声源正向（0°）的不同频率时所测得的输出电压 变化值。灵敏度或灵敏度级是指向1kHz频率下麦克风的响应值 。 ECM产品的一个显著特性就是频率响应范围宽广，频率响应范围是指 在容许差值的范围内的最高频率与最低频率。 全指向性ECM频率响应范围：20~20KHZ。 双指向性ECM频率响应范围：100~10KHZ。 单批向性ECM频率响应范围：100~10KHZ。 对于单指向性的ECM，其0度和180度的差值一般最小是10dB。
贴元器件
自动粘网 过回流焊
老化
检 验
自动测试
合格 不合格
包装
入库 返修重测
来同 驻 说有 极 大可 体 部能 传 分某 声 符个 器 合或 在 如某 生 下些 产 工环 时 艺节 ， 流的 因 程工 为 ：艺 型 不号 同、 ，配 但件 总的 的不
生五 产、 工驻 艺极 流体 程传 声 器 的
山东省潍坊海力电子有限公司
Frequency(Hz)
全指向型话筒的频率相应曲线图
山东省潍坊海力电子有限公司
双指向（抗噪音）：麦克风对于从其前面（0°方向）和从其背（180° 方向）传来的声波，接收效果最好。而对于从其它方向传来的声波，接 收效果甚微，几乎可将其省略。其应用领域：对讲机、声控门、车载电 话、声控玩具等方面。
山东省潍坊海力电子有限公司
十、驻极体传声器与手机之间的知识
一、手机上的传声器通常采用那种类型的？ 一般用背极式驻极体电容传声器。有少数低档手机采用振膜式传声器。背 极式瞬态响应好，防潮性能好，价格稍高。振膜式价格相对便宜整体性能比 背极式要逊色。 二、手机传声器采用何种尺寸为好？ 一般认为：在外壳尺寸允许的情况下，采用尺寸大一些为好。这是因为： 尺寸大一些的传声器灵敏度可以做得高；焊接时散热好，不会发生焊接小规 格传声器时常见的灵敏度劣变的问题；相同结构的传声器，体积大一些的价 格也便宜些。 三、手机的传声器采用多高的灵敏度比较好？ 手机的电路不同，增益不同，对传声器的灵敏度要求也不尽相同。但一般 在-58—-64之间选择。有的手机一味追求体积小，不得不采用超小型传声器， 但通话灵敏度明显偏低。如市售的一款品牌小灵通用直径4mm的超小型传声 器，用户反应对方总是感觉音轻，笔者将咪头换为6mm的传声器后传声音量 明显增加（该机的空间完全可以置换6 mm的传声器）。
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全指向（无指向） ：麦克风对于从各个方向传来的声波，其接受效果 基本相同。其应用领域：电话机、传真机、手机、学习机、录放机、窃 听器、助听器等方面。
+10
Relative Response(dB)
+5 0 -5 -10 -15 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000
Cellular/IMT-2000 手机 PDA 掌上电脑/数字助理
PC 个人电脑
Bluetooth
蓝牙
Headset 耳机
山东省潍坊海力电子有限公司
四、驻极体传声器的结构
FET PCB(FET, MLCC)线路板组合 电容10PF 电容33PF Base 1塑环
Base 2 (Au coating)铜环 Back Electret极板 Spacer垫圈
山东省潍坊海力电子有限公司
3. 按指向性分：指向性分类方法比较直观且容易理解。常见有全指向型传 声器、单指向型传声器、双指向型传声器（也叫消噪型），另外还有单 向超指向传声器、音向超心形传声器、可变指向式传声器。 4. 按指向 性分：指向性分类方法比较直观且容易理解。常见有全向式传声器、单 向式传声器、双向式传声器，另外还有单向超指向传声器、音向超心形 传声器、可变指向式传声器。 下面重点介绍一下三种不同指向性产品的应用领域和频率响应曲线图。
Phonetics Signal 声音信号 Electrical Signal 电信号 Phonetics Signal 声音信号
山东省潍坊海力电子有限公司
FET Impedance Converter
Term.1
C Output
声源
RL ECM Unit +Vs Ground Shield Case Term.2
传声器 声源 声源
抗噪型话筒的示意图
山东省潍坊海力电子有限公司
抗噪型话筒的频率相应曲线
山东省潍坊海力电子有限公司
单指向：麦克风对于其前面（0°方向）传来的声波，接收效果最好，而对 于从其它方向传来的声波，接受效果甚微，几乎可将其省略。其应用领域： 高保真回放系统、会议话筒等方面。
传声器 声源
单指向型话筒的示意图 山东省潍坊海力电子有限公司
2、跌落测试
在包装情况下每次从1米高度从三个方向下落到跌 落台上，恢复2小时后，灵敏度变化不超过3dB;
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3、温度测试
A、在70℃下暴露72小时，灵敏度与初始灵敏度相 比变化在±3dB以内 B、在-25℃下暴露72小时，灵敏度与初始灵敏度相 比变化在±3dB以内 测试是在20℃恢复2小时后进行的
山东省潍坊海力电子有限公司
输出阻抗：输出阻抗即为传声器的交流内阻，通常在频率为1kHz，声
压约为1Pa时测得; 因为我们现用ECM多数是接成漏极输出电路的，所以 ECM的输出阻抗基本等于负载电阻值，较负载电阻稍小。
工作电压范围 ：ECM的工作电压范围一般在1~10V，对于一些放大
管芯来讲一般在1.4~5V。电压太大会使ECM内部的管芯进入击穿区工 作而被击穿损坏；电压太小易使ECM内部的管芯离开线性放大区进入可 变电阻区，导致产品极其不稳定，无法正常工作。
三、传声器的分类
传声器的种类很多，其分类方法也不尽相同，且没有统一的标准，一般 可根据能量来源、指向性、换能原理以及受声压作用方式等进行分类。 1.按能量的来源分：传声器按能量的来源可分为有源类传声器和无源类 传声器两类。有源类传声器用外加直流电源作为其能量来源，使传声器 的振膜在声场作用下其电学参量发生变化，从而将声能转化为电能。如 碳粒式、半导体式及射频式传声器均属于有源传声器。无源类传声器可 直接把振膜的振动能量转变为电能，而不消耗其它能量。如电磁式、电 动式、压电式、电容式传声器都属于这种类型。电容式传声器是在直流 极化电压方式下工作的，它只提供电位而不消耗电能，所以是无源的； 驻极体电容传声器是用驻极体材料来代替极化电压的，故不必加极化电 压就可以工作 2.按换能原理分：传声器本身就是一种换能器件，通常是将声能转换为 电能的。但是，这种换能器件若内部结构不同，那么它们的换能方式也 不同。一般分为静电式传声器、压电式传声器、电动式传声器、碳粒式 传声器、电磁式传声器、半导体式传声器。
Diaphragm膜片
Case外壳
FELT纺尘网
山东省潍坊海力电子有限公司
线 路 板
三 极 管
电 容
三 极 管
山东省潍坊海力电子有限公司
塑 环
铜 环
塑 腔
极 板
山东省潍坊海力电子有限公司
垫 片
膜 片
外 壳
防 尘 网
山东省潍坊海力电子有限公司
工艺流程图
自动极化
冲PCB 组装
装回路
清洗
印刷锡浆 自动封边
山东省潍坊海力电子有限公司
弹簧针
无焊点式
胶套带针
胶套：斑马线式
焊点式
焊点/焊线
揉性线路板
出力电子有限公司
九、驻极体传声器可靠性试验
1、振动测试
在10-50 Hz，振幅为1.52mm振动一分钟，在三个 轴在线振动2小时,恢复2小时后，灵敏度变化不超过 3dB;
山东省潍坊海力电子有限公司
六、驻极体传声器相关术语
灵敏度：灵敏度表示传声器的声——电转换效率。它规定为在自由
声场中，传声器在频率为1000Hz的恒定声压下与声源正向（即声入射 角为O°）时所测得的开路输出电压。习惯上取在0.1Pa的声压下的输 出电压值作为传声器灵敏度。0.1Pa大致相当于人们按正常音量说话， 并在1米远处测得的声压。灵敏度的单位是mV／Pa或是mV／ubar 1Pa=10ubar。 灵敏度1V／Pa相当于0dB，由于传声器灵敏度为mV级，所以其灵度级 的dB值终为负值
山东省潍坊海力电子有限公司
4、湿度测试
在60±2℃，90 -95%相对湿度下暴露72小时，灵敏 度与初始灵敏度相比变化在±3dB以内
山东省潍坊海力电子有限公司
5、温度循环测试
在-25℃下暴露30分钟，在20℃下暴露10分钟，在70℃下暴 露30分钟，在20℃下暴露10分钟，5个循环，灵敏度与初始 灵敏度相比变化在±3dB以内 测试是在20℃恢复2小时后进行的
单指向型话筒的频率相应曲线图 山东省潍坊海力电子有限公司
Audio 声频 Hands-free 免提 TV Phone 视频电话
CD Player CD机 Satellite 卫星
Military 军用 Security equipment 安全设备
Camcorder 可携式摄像机
Watch Phone 手表式手机 Hearing Aid
驻极体传声器培训教程
一、驻极体传声器的定义 二、驻极体传声器的特点 三、驻极体传声器的分类 四、驻极体传声器的结构 五、驻极体传声器的生产工艺流程 六、驻极体传声器相关术语 七、我司驻极体传声器产品命名方法 八、驻极体传声器性能参数的要求 九、驻极体传声器可靠性试验 十、驻极体传声器与手机之间的知识 十一、容易造成传声器品质不良的因素 十二、驻极体传声器的发展趋向
二、驻极体传声器的特点
由于它是按电容式原理工作的，因此具有频带宽、失真小、音质好、瞬 态响应性好、稳定性能好等许多优点。并且本身带有束缚电荷，不需外 加极化电压。由于驻极体是长期保持极化特性并有永久的极化电荷，因 此还具有体积小、重量轻、价格便宜等优点，应用广泛。
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最大声压级 ：ECM的最大声压级是指输出的电信号失真在3%时的输
入声压。ECM最大声压级是用B&K2012测量的，在消声室内通过音箱 给ECM一个不断线性增大的声压，经过B&K2012进行失真运算，从 B&K2012中读取失真为3%时的声压即为ECM的最大声压级。
信噪比 ：ECM的信噪比是ECM的灵敏度与本底噪声的比值，一般用对
数来表示，所以就是ECM的灵敏度与本底噪声的差。它的大小表征了 ECM的噪声抵制能力。
灵敏度级：灵敏度级是灵敏度与参考灵敏度之比。用分贝表示
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七、我司驻极体传声器产品命名方法
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八、驻极体传声器性能参数的要求
1、测试条件：电压（麦克风的工作电压范围为1-10v。常用的工作电 压有1.5V、2V、3V、4.5V、6V）负载电阻（常用负载电阻有680Ω、 1KΩ、1.5 KΩ、2.2 KΩ、3KΩ）。 2、灵敏度范围：参见海力电子产品目录。 3、工作电流：要求最大电流小于0.5mA。 4、指向性：全向、单向、双向（抗噪音）。 5、外径高度：产品的外径尺寸和高度尺寸（指不含防尘网的高度）。 6、电容内外置：指电容是内置或外置的。 7、其他要求：客户的其它特别要求。例如：焊线（FPC）的长度和 8、方向、胶套的规格尺寸、铆针长度等. 9、输出方式：出针、焊盘（焊线）、无焊盘（导电式）。如下图
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一、驻极体传声器工作原理
驻极体传声器又叫麦克风、话筒、咪头、电容咪，是一种能将声音信号 转换为电信号的换能器。电信号的波形特性与声信号的一致。是电声器 件的一种，是靠电容量的变化来实现声电转换的。由于驻极体薄膜上分 布自由电荷，于是在两极间有了电荷量。当声波使驻极体薄膜振动而产 生位移时，改变了电容器的电容量，电容量的改变使电容器的输出端产 生相应的交变电压信号，于是完成了声电的转换。 下图为工作时的示意图和电路图：
驻极体电容传声器是依靠电容量变化而起换能作用的内置偏压传声器，原 理如下：极化后驻极上电荷的驻极体振膜、垫片与极板组成一个平行板电 容器，电容器的公式：C=S/D;C=Q/U(S为有效面积，D两平行板间的距 离;Q为驻极电荷量，U为电容两端的电压)，当外界的声音压力带动振膜振 动时，电容间的距离D发生变化，使电容容量C发生变化，而这时驻极电荷 量Q不变，这样就产生了一个变化的U，即实现了声音到电信号的转换。
。
频率响应：率响应是传声器输出与频率的关系。它是指传声器在一
恒定声压下，对应声源正向（0°）的不同频率时所测得的输出电压 变化值。灵敏度或灵敏度级是指向1kHz频率下麦克风的响应值 。 ECM产品的一个显著特性就是频率响应范围宽广，频率响应范围是指 在容许差值的范围内的最高频率与最低频率。 全指向性ECM频率响应范围：20~20KHZ。 双指向性ECM频率响应范围：100~10KHZ。 单批向性ECM频率响应范围：100~10KHZ。 对于单指向性的ECM，其0度和180度的差值一般最小是10dB。
贴元器件
自动粘网 过回流焊
老化
检 验
自动测试
合格 不合格
包装
入库 返修重测
来同 驻 说有 极 大可 体 部能 传 分某 声 符个 器 合或 在 如某 生 下些 产 工环 时 艺节 ， 流的 因 程工 为 ：艺 型 不号 同、 ，配 但件 总的 的不
生五 产、 工驻 艺极 流体 程传 声 器 的
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Frequency(Hz)
全指向型话筒的频率相应曲线图
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双指向（抗噪音）：麦克风对于从其前面（0°方向）和从其背（180° 方向）传来的声波，接收效果最好。而对于从其它方向传来的声波，接 收效果甚微，几乎可将其省略。其应用领域：对讲机、声控门、车载电 话、声控玩具等方面。
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十、驻极体传声器与手机之间的知识
一、手机上的传声器通常采用那种类型的？ 一般用背极式驻极体电容传声器。有少数低档手机采用振膜式传声器。背 极式瞬态响应好，防潮性能好，价格稍高。振膜式价格相对便宜整体性能比 背极式要逊色。 二、手机传声器采用何种尺寸为好？ 一般认为：在外壳尺寸允许的情况下，采用尺寸大一些为好。这是因为： 尺寸大一些的传声器灵敏度可以做得高；焊接时散热好，不会发生焊接小规 格传声器时常见的灵敏度劣变的问题；相同结构的传声器，体积大一些的价 格也便宜些。 三、手机的传声器采用多高的灵敏度比较好？ 手机的电路不同，增益不同，对传声器的灵敏度要求也不尽相同。但一般 在-58—-64之间选择。有的手机一味追求体积小，不得不采用超小型传声器， 但通话灵敏度明显偏低。如市售的一款品牌小灵通用直径4mm的超小型传声 器，用户反应对方总是感觉音轻，笔者将咪头换为6mm的传声器后传声音量 明显增加（该机的空间完全可以置换6 mm的传声器）。
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全指向（无指向） ：麦克风对于从各个方向传来的声波，其接受效果 基本相同。其应用领域：电话机、传真机、手机、学习机、录放机、窃 听器、助听器等方面。
+10
Relative Response(dB)
+5 0 -5 -10 -15 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000
Cellular/IMT-2000 手机 PDA 掌上电脑/数字助理
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四、驻极体传声器的结构
FET PCB(FET, MLCC)线路板组合 电容10PF 电容33PF Base 1塑环
Base 2 (Au coating)铜环 Back Electret极板 Spacer垫圈
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3. 按指向性分：指向性分类方法比较直观且容易理解。常见有全指向型传 声器、单指向型传声器、双指向型传声器（也叫消噪型），另外还有单 向超指向传声器、音向超心形传声器、可变指向式传声器。 4. 按指向 性分：指向性分类方法比较直观且容易理解。常见有全向式传声器、单 向式传声器、双向式传声器，另外还有单向超指向传声器、音向超心形 传声器、可变指向式传声器。 下面重点介绍一下三种不同指向性产品的应用领域和频率响应曲线图。
Phonetics Signal 声音信号 Electrical Signal 电信号 Phonetics Signal 声音信号
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FET Impedance Converter
Term.1
C Output
声源
RL ECM Unit +Vs Ground Shield Case Term.2
传声器 声源 声源
抗噪型话筒的示意图
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抗噪型话筒的频率相应曲线
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单指向：麦克风对于其前面（0°方向）传来的声波，接收效果最好，而对 于从其它方向传来的声波，接受效果甚微，几乎可将其省略。其应用领域： 高保真回放系统、会议话筒等方面。
传声器 声源
单指向型话筒的示意图 山东省潍坊海力电子有限公司
2、跌落测试
在包装情况下每次从1米高度从三个方向下落到跌 落台上，恢复2小时后，灵敏度变化不超过3dB;
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3、温度测试
A、在70℃下暴露72小时，灵敏度与初始灵敏度相 比变化在±3dB以内 B、在-25℃下暴露72小时，灵敏度与初始灵敏度相 比变化在±3dB以内 测试是在20℃恢复2小时后进行的
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输出阻抗：输出阻抗即为传声器的交流内阻，通常在频率为1kHz，声
压约为1Pa时测得; 因为我们现用ECM多数是接成漏极输出电路的，所以 ECM的输出阻抗基本等于负载电阻值，较负载电阻稍小。
工作电压范围 ：ECM的工作电压范围一般在1~10V，对于一些放大
管芯来讲一般在1.4~5V。电压太大会使ECM内部的管芯进入击穿区工 作而被击穿损坏；电压太小易使ECM内部的管芯离开线性放大区进入可 变电阻区，导致产品极其不稳定，无法正常工作。
三、传声器的分类
传声器的种类很多，其分类方法也不尽相同，且没有统一的标准，一般 可根据能量来源、指向性、换能原理以及受声压作用方式等进行分类。 1.按能量的来源分：传声器按能量的来源可分为有源类传声器和无源类 传声器两类。有源类传声器用外加直流电源作为其能量来源，使传声器 的振膜在声场作用下其电学参量发生变化，从而将声能转化为电能。如 碳粒式、半导体式及射频式传声器均属于有源传声器。无源类传声器可 直接把振膜的振动能量转变为电能，而不消耗其它能量。如电磁式、电 动式、压电式、电容式传声器都属于这种类型。电容式传声器是在直流 极化电压方式下工作的，它只提供电位而不消耗电能，所以是无源的； 驻极体电容传声器是用驻极体材料来代替极化电压的，故不必加极化电 压就可以工作 2.按换能原理分：传声器本身就是一种换能器件，通常是将声能转换为 电能的。但是，这种换能器件若内部结构不同，那么它们的换能方式也 不同。一般分为静电式传声器、压电式传声器、电动式传声器、碳粒式 传声器、电磁式传声器、半导体式传声器。
Diaphragm膜片
Case外壳
FELT纺尘网
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三 极 管
电 容
三 极 管
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铜 环
塑 腔
极 板
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垫 片
膜 片
外 壳
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自动极化
冲PCB 组装
装回路
清洗
印刷锡浆 自动封边
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弹簧针
无焊点式
胶套带针
胶套：斑马线式
焊点式
焊点/焊线
揉性线路板
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九、驻极体传声器可靠性试验
1、振动测试
在10-50 Hz，振幅为1.52mm振动一分钟，在三个 轴在线振动2小时,恢复2小时后，灵敏度变化不超过 3dB;
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六、驻极体传声器相关术语
灵敏度：灵敏度表示传声器的声——电转换效率。它规定为在自由
声场中，传声器在频率为1000Hz的恒定声压下与声源正向（即声入射 角为O°）时所测得的开路输出电压。习惯上取在0.1Pa的声压下的输 出电压值作为传声器灵敏度。0.1Pa大致相当于人们按正常音量说话， 并在1米远处测得的声压。灵敏度的单位是mV／Pa或是mV／ubar 1Pa=10ubar。 灵敏度1V／Pa相当于0dB，由于传声器灵敏度为mV级，所以其灵度级 的dB值终为负值
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4、湿度测试
在60±2℃，90 -95%相对湿度下暴露72小时，灵敏 度与初始灵敏度相比变化在±3dB以内
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5、温度循环测试
在-25℃下暴露30分钟，在20℃下暴露10分钟，在70℃下暴 露30分钟，在20℃下暴露10分钟，5个循环，灵敏度与初始 灵敏度相比变化在±3dB以内 测试是在20℃恢复2小时后进行的
单指向型话筒的频率相应曲线图 山东省潍坊海力电子有限公司
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一、驻极体传声器的定义 二、驻极体传声器的特点 三、驻极体传声器的分类 四、驻极体传声器的结构 五、驻极体传声器的生产工艺流程 六、驻极体传声器相关术语 七、我司驻极体传声器产品命名方法 八、驻极体传声器性能参数的要求 九、驻极体传声器可靠性试验 十、驻极体传声器与手机之间的知识 十一、容易造成传声器品质不良的因素 十二、驻极体传声器的发展趋向