麦克风基本知识..

1. 麦克风基本知识

一、人声频率范围

实际人声频率

男：低音82～392Hz，基准音区64～523Hz

男中音123～493Hz，男高音164～698Hz

女：低音82～392Hz，基准音区160～1200Hz

女低音123～493Hz，女高音220～1.1KHz

录音时各频率效果:

男歌声 150Hz~600Hz影响歌声力度，提升此频段可以使歌声共鸣感强，增强力度。

女歌声 1.6~3.6KHz影响音色的明亮度，提升此段频率可以使音色鲜明通透。

语音 800Hz是“危险”频率，过于提升会使音色发“硬”、发“楞”

沙哑声提升64Hz~261Hz会使音色得到改善。

喉音重衰减600Hz~800Hz会使音色得到改善

鼻音重衰减60Hz~260Hz，提升1~2.4KHz可以改善音色。

齿音重 6KHz过高会产生严重齿音。

咳音重 4KHz过高会产生咳音严重现象（电台频率偏离时的音色）

二、频率响应frequency response

频率响应又称带宽(frequency range)，是指麦克风感应声波频率的范围，并将声波能量忠实的转换为电子讯号的能力。麦克风接受到不同频率声音时，输出信号会随着频率的变化而发生放大或衰减。一般以频率响应曲线图标之。

三、灵敏度( Sensitivity)

灵敏度代表麦克风将声音能量转换成电压后所产生的输出讯号强度，是在麦克风单位声压激励下输出电压与输入声压的比值。当输入信号固定时(1kHz)，输出讯号越强，代表麦克风灵敏度越高。

测试麦克风的灵敏度是将1kHz的讯号在94dB的音压电平位准( SPL)下量测开路的麦克风，取得的毫伏特( millivolt )值，单位为mV / Pa。

四、等效噪音电平( Equivalent noise level)

等效噪音电平又称内部噪声( self noise)。麦克风的内部噪声在无声音讯号输入状态时可来自若干个方面：

1.供给麦克风电源的电压波动(偏置电压)引起的电子噪音

2.内部材质电阻(热噪讯)，

3.外部射频发射器的干扰等。(手机）

等效噪音电平采用由国际电工协会(IEC)所定义的一种测试音量的标准所标示的音量值，以dB为单位。高质量的麦克风，内部噪声通常在15dB以下。内部噪声也代表麦克风动态范围的下限。在音源音量较小时，需要使用低噪声的麦克风，以免音频为噪声盖过。

五、信噪比(SNR)

信噪比是原始信号和麦克风自身内部噪声强度的比值，以dB为单位。一般可以94dB SPL减去内部噪声强度( A-weighted)来计算。讯噪比越高，音讯放大越干净。

六、输出阻抗(Impedance)

当一个设备的输出接到另一个设备的输入时，前面的输出阻抗和后面的输入阻抗已经串联在一起了。形成一个分所谓的阻抗匹配，阻抗匹配要做的就是尽量将电压传到下一个设备，高质量的麦克风阻抗都很低，高频衰减低，可使用将近60公尺长的信号线而不至失真。而且静电杂音较少、适合专业录音。

高阻抗麦克风容易感应日光灯或马达产生的静电杂音，且有明显的高频衰减，不适合专业始用，讯号线长度不宜超过3公尺。

2.驻极体麦克风简介

一、基本概念

1. 驻极体(Electret)：能长久保持电极化状态的电介质。这种电介质一般是高分子聚合物。例如：聚丙烯、聚四氟乙烯等。

2. 麦克风(Microphone)：将声信号转换为电信号的换能器。

3. ECM(Electret Capacitor Microphone): 驻极体电容麦克风，其分类如下：

1）振膜式 (Foil)

2）背极式 (Back)

3）前极式 (Front)

二、振膜式ECM

振膜式ECM特点：驻极体和振动膜合二为一。

振膜式ECM静态原理示意图：

镀金属层薄膜与背极板形成空气介质电容。对驻极体充电形成电场，E=Q/C。声波使薄膜振动，改变电容量和电场，产生电信号，△E = Q /△C。

振膜式工作动态原理图：

三、背极式ECM

背极式ECM特点：驻极体与极板合二为一。

背极式ECM静态原理示意图:

背极式工作动态原理图:

四、全指向产品结构示意图

五、灵敏度（Sensitivity)

1. 基本概念

灵敏度表示麦克风的声—电转换效率。

在自由声场中，当向麦克风施加一个声压为1帕（Pa) 或 1微巴（unbar) 的声信号时麦克风的开路输出（以毫伏为单位），即为该麦克风的灵敏度。

1微巴（ubar)约相当于人们正常音量讲话，并在离嘴1米远的地方测量所得到的声压。

灵敏度的单位为：

毫伏/帕（mv／Pa)——国际标准

毫伏/微巴（mv／ubar) ——日本标准。

1帕（Pa)是指1牛顿(N)的力作用在1平方米面积上的压强.

1Pa=20log(1/0.000020) =94dB SPL

Pa与ubar的换算关系为: 1Pa=10ubar

所以： 1mv/ubar=10mv／pa

2. 计算方法

ECM灵敏度参数一般用灵敏度级表示，单位为分贝（dB).

公式为：Lm=20log(M/Mr)

Lm:为灵敏度级

M:为灵敏度，为灵敏度的绝对值

Mr:参考灵敏度(0db=1V/Pa)

例：M=10mV/Pa

则Lm=20log((10mV/Pa)/(1V/Pa))=20x(-2)=-40(dB)

六、频率响应（Frequency Response)

频率响应是指传声器正常工作的频带宽度。

1. ECM频宽：

全指向产品——20~20KHZ

单指向产品——100~10KHZ

2. 语音频宽：

300~3，400HZ

200~5，000HZ

七、指向性（Directivity)

指向性特性又称方向性，是表征传声器对不同入射方向的声信号检测的灵敏度。