麦克风基本知识

..1.麦克风根本知识一、人声频率围实际人声频率男：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frequencyresponse频率响应又称带宽(frequencyrange)，是指麦克风感应声波频率的围，并将声波能量忠实的转换为电子讯号的能力。麦克风承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鼓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(Equivalentnoiselevel)等效噪音电平又称部噪声(selfnoise)。麦克风的部噪声在无声音讯号输入状态时可来自假设干个方面：

1.供应麦克风电源的电压波动(偏置电压)引起的电子噪音

2.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，部噪声通常在15dB以下。部噪声也代表麦克风动态围的下限。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部噪声强度的比值，以dB为单位。一般可以94dBSPL减去部噪声强度(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、根本概念

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(ElectretCapacitorMicrophone):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、全指向产品构造示意图五、灵敏度〔Sensitivity)

1.根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)=94dBSPL

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

那么Lm=20log((10mV/Pa)/(1V/Pa))=20x(-2)=-40(dB)六、频率响应〔FrequencyResponse)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。八、等效噪声级〔部噪声〕无外声场时，仅由传声器固有噪声引起的输出电压，可以看作能产生一样有效值输出电压的外部声压级。九、消耗电流一般要求为≤0.5mA(500uA)

控要求为≤0.3mA(350uA)十、实际使用中应注意的几个问题

1.生产线要有良好的防静电措施；电烙铁要有良好接地，最好用专用地线。

2.焊接时温度不能过高、过低，一般为：400±20℃；焊接时间不可过长，一般在3秒钟之；尽可能使用散热板焊接；最好使用恒温电烙铁，三芯线，一芯专用地线

3.贮存时应注意防潮和防有机化学溶剂/气体伤害；一般相对湿度最好不要大于85%。存储温度-20～+70℃。

4.安装时应注意以下几点：

1)根据不同的设计要求选择不同的板面形式和连接方式。

2)根据不同的安装方式选择不同的咪套

3)安装时要装到位

4)设计时应注意的几个问题

a)尽量不要形成谐振腔

b)进声孔的直径大小影响频响

c)喇叭/受话器与传声器相距不能太近

d)强电磁波会干扰ECM正常工作3.WiFi根本知识1.IE802.11简介标准号IEEE802.11bIEEE802.11aIEEE802.11gIEEE802.11n标准发布时间1999年9月1999年9月2003年6月2009年9月工作频率围2.4－2.4835GHz5.150－5.350GHz5.475－5.725GHz5.725－5.850GHz2.4－2.4835GHz2.4－2.4835GHz5.150－5.850GHz非重叠信道数324315物理速率〔Mbps〕115454600实际吞吐量〔Mbps〕62424100以上频宽20MHz20MHz20MHz20MHz/40MHz调制方式CCK/DSSSOFDMCCK/DSSS/OFDMMIMO-OFDM/DSSS/CCK兼容性802.11b802.11a802.11b/g802.11a/b/g/n2.频谱划分

WiFi总共有14个信道，如下列图所示：

1〕IEEE802.11b/g标准工作在2.4G频段，频率围为2.400—2.4835GHz，共83.5M带宽

2〕划分为14个子信道

3〕每个子信道宽度为22MHz

4〕相邻信道的中心频点间隔5MHz

5〕相邻的多个信道存在频率重叠(如1信道与2、3、4、5信道有频率重叠)

6〕整个频段只有3个〔1、6、11〕互不干扰信道3.接收灵敏度误码率要求速率最小信号强度PER(误码率)不超过8％6Mbps-82dBm9Mbps-81dBm12Mbps-79dBm18Mbps-77dBm24Mbps-74dBm36Mbps-70dBm48Mbps-66dBm54Mbps-65dBm4.2.4GHz中国信道划分

802.11b和802.11g的工作频段在2.4GHz〔2.4GHz-2.4835GHz〕，其可用带宽为83.5MHz，中国划分为13个信道，每个信道带宽为22MHz北美/FCC

2.412-2.461GHz(11信道)欧洲/ETSI

2.412-2.472GHz(13信道)日本/ARIB

2.412-2.484GHz(14信道〕2.4GHz频段WLAN信道配置表信道中心频率〔MHz〕信道低端/高端频率124122401/2423224172406/2428324222411/2433424272416/2438524322421/2443624372426/2448724422431/2453824472426/2448924522441/24631024572446/24681124622451/24731224672456/24781324722461/2483

5.SSID和BSSID

1〕根本效劳集〔BSS〕根本效劳集是802.11LAN的根本组成模块。能互相进展无线通信的STA可以组成一个BSS〔BasicServiceSet〕。如果一个站移出BSS的覆盖围，它将不能再与BSS的其它成员通信。

2〕扩展效劳集〔ESS〕多个BSS可以构成一个扩展网络，称为扩展效劳集〔ESS〕网络，一个ESS网络部的STA可以互相通信，是采用一样的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。连接BSS的组件称为分布式系统〔DistributionSystem，DS〕。

3〕SSID效劳集的标识，在同一SS的所有STA和AP必须具有一样的SSID，否那么无法进展通信。

SSID是一个ESS的网络标识(如:TP_Link_1201)，BSSID是一个BSS的标识，BSSID实际上就是AP的MAC地址，用来标识AP管理的BSS，在同一个APBSSID和SSID一一映射。在一个ESSSSID是一样的，但对于ESS的每个AP与之对应的BSSID是不一样的。如果一个AP可以同时支持多个SSID的话，那么AP会分配不同的BSSID来对应这些SSID。

BSSID(MAC)<---->SSID6.AP种类FATAP和FITAP比拟如下列图所示：7.无线接入过程三个阶段

STA〔工作站〕启动初始化、开场正式使用AP传送数据帧前，要经过三个阶段才能够接入〔802.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯，功能包括扫描、接入、认证、加密、漫游和同步等功能〕：

1〕扫描阶段〔SCAN〕

2〕认证阶段(Authentication)

3〕关联〔Association〕7.1Scanning

802.11MAC使用Scanning来搜索AP，STA搜索并连接一个AP，当STA漫游时寻找连接一个新的AP，STA会在在每个可用的信道上进展搜索。

1〕PassiveScanning〔特点：找到时间较长，但STA节电〕通过侦听AP定期发送的Beacon帧来发现网络，该帧提供了AP及所在BSS相关信息："我在这里〞…

2〕ActiveScanning

〔特点：能迅速找到〕

STA依次在13个信道发出ProbeRequest帧，寻找与STA所属有一样SSID的AP,假设找不到一样SSID的AP，那么一直扫描下去..7.2

Authentication当STA找到与其有一样SSID的AP，在SSID匹配的AP中，根据收到的AP信号强度，选择一个信号最强的AP，然后进入认证阶段。只有身份认证通过的站点才能进展无线接入访问。AP提供如下认证方法：