CN201403197Y

CN201403197Y - 电容式麦克风

Info

Publication number: CN201403197Y
Application number: CN2009201302287U
Authority: CN
Inventors: 王进军; 周俊东; 杨永超
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2019-03-31

Abstract

本实用新型属于麦克风领域，公开了一种电容式麦克风，包括壳体、基板、及设于基板上的第一换能器、第二换能器和差分处理电路。本实用新型的电容式麦克风采用两个换能器接收声音信号并将该声音信号转换成声压信号输出；第一换能器接收声音信号转换为第一声压信号，第二换能器接收声音信号转换为第二声压信号；上述换能器与差分处理电路连接，所述差分处理电路不仅接收上述声压信号，同时也将传输过程中叠加在声压信号上的电磁干扰一并接收，差分处理电路对上述信号进行减法运算处理，有效地减弱了电磁干扰信号。

Description

电容式麦克风

技术领域

本实用新型涉及一种麦克风，特别涉及一种电容式麦克风。

背景技术

以往，公知有应用半导体器件的制作工艺制造的电容式麦克风。电容式麦克风中，背极板和由声波而振动的振动膜分别连有电极，并且背极板和振动膜在由具有绝缘性的隔片而相互分离开的状态下被支撑。电容式麦克风将由振动膜的位移而产生的电容变化转换为电信号后输出。

具体而言，电容式麦克风有两块极板，其中一块为背极板并将其接地，另一极板即振动膜与电极相连。当振动膜本身带有电荷，表面电荷的电量为Q，板极间的电容量为C，则在极板上产生的电压U＝Q/C，当受到振动或受到气流时，由于振动使两极板间的距离改变，即电容C改变，而电量Q不变，就会引起电压的变化，电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率，这就是电容式麦克风的工作原理。

通讯中麦克风接收到声音信号后并将其转换成声压信号，但是由于外部电磁干扰的存在。麦克风实际输出的信号不仅包括将声音信号转换为声压信号还包括电磁干扰，且由于声压信号及电磁干扰都相对较弱，故在后续放大识别处理时很难将干扰消除，对于麦克风的使用带来不好的效果，影响通话质量，因而如何减弱麦克风中的电磁干扰显得非常必要。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电容式麦克风，该电容式麦克风可较好地减弱外界电磁干扰。

本实用新型的目的是这样实现的：一种电容式麦克风，包括壳体，所述壳体设有用于拾取声音信号的拾音口；基板，所述壳体和所述基板形成声腔；及设于基板上的第一换能器、第二换能器、差分处理电路。所述第一换能器用于接收声音信号转换成第一声压信号后输出，第二换能器用于接收声音信号转换成第二声压信号后输出；差分处理电路，用于接收分别来自第一换能器和第二换能器输出的声压信号，并对上述声压信号进行差分处理；所述第一换能器、第二换能器、差分处理电路位于所述声腔内。

与现有技术相比，本实用新型的电容式麦克风采用两个换能器接收声音信号并将该声音信号转换成声压信号输出：第一换能器接收声音信号转换为第一声压信号，第二换能器接收声音信号转换为第二声压信号；上述换能器与差分处理电路连接，所述差分处理电路不仅接收上述声压信号，同时也将传输过程中叠加在声压信号上的电磁干扰一并接收，差分处理电路对上述信号进行减法运算处理，有效地减弱了电磁干扰信号。

附图说明

图1是本实用新型提供的电容式麦克风的结构示意图。

图2是本实用新型提供的电容式麦克风的原理结构示意图。

图3是本实用新型提供的电容式麦克风的第一换能器的结构示意图。

图4是本实用新型提供的电容式麦克风的第二换能器的结构示意图。

图5是本实用新型提供的电容式麦克风的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

参见图1至图2，本实用新型提供的的电容式麦克风一实施例中，所述电容式麦克风包括壳体10、基板20、及设于基板上的第一换能器30、第二换能器40和差分处理电路50。

所述壳体10上设有用于拾取声音信号的拾音口11；更进一步，所述拾音口11最佳开设于第一换能器30与第二换能器40二者几何中心相应位置的壳体10上。采用上述位置设计的拾音口可以保证声音信号通过拾音口传输至第一换能器、第二换能器的强度相同、时间相等，使上述换能器采集的为同一声音信号，保证麦克风后续处理的一致性。

所述壳体10和所述基板20形成声腔；所述第一换能器30、第二换能器40、差分处理电路50位于所述声腔内。

所述第一换能器30用于接收声音信号转换成第一声压信号后输出，第二换能器40用于接收声音信号转换第二声压信号后输出；差分处理电路50，用于接收分别来自第一换能器30和第二换能器40输出的声压信号，并对两路声压信号进行差分处理。

请一并参阅图3，所述第一换能器30由下而上依序为硅基层31、背极板32、振动膜33，其中硅基层31设有一共振室，而背极板32开设有复数个音孔。所述硅基层31设于基板20上。

请一并参见图4，所述第二换能器40由下而上依序为硅基层41、振动膜42、背极板43、保护层44，其中硅基层41设有一共振室，而背极板43与保护层44则共同开设有复数个音孔。所述硅基层41设于基板20上。第一、第二换能器(30、40)的背极板和振动膜分别加固定电压，且背极板与振动膜之间相互绝缘。这样，当上述第一、第二换能器(30、40)各加电之后，第一换能器30的背极板32与振动膜33之间形成第一电容，第二换能器40的振动膜42与背极板43之间形成第二电容。由于换能器结构上的不同，第一换能器30的背极板32与振动膜33间距离增大，第二换能器40的背极板43与振动膜间42距离减小，且上述换能器采用相同材质的振动膜，振动膜与背极板间初始距离相同，故在试音口拾取声音信号后，第一电容、第二电容将分别产生大小相等且一正一负的两声压信号。

基板即一般业界所称的印刷电路板(PCB)，以导电材料(通常是铜箔)配合高分子绝缘物压合成单层或复数层结构制成。所述基板也可以是陶瓷板、柔性电路板(FPCB)或金属PCB。进一步，所述振动膜的厚度为0.3-1.2um；所述背极板厚度为1.0-5.0um；所述保护层由一氧化氮材料构成。所述壳体可具有各种形状，例如圆形、方形等。

更进一步，基于上述第一实施例的基础上，还提供了本实用新型电容式麦克风的另一实施例。参见图5，本实施例除包括上一实施例的所有结构外，还包括第一模拟放大电路、第二模拟放大电路，所述第一模拟放大电路、第二模拟放大电路设于基板上且位于所述声腔内。所述第一模拟放大电路接收第一换能器输出的第一声压信号并放大传输至差分处理电路；所述第二模拟放大电路接收第二换能器输出的第二声压信号并放大传输至差分处理电路。上述模拟放大电路将微弱的声压信号放大，以便后续电路处理，提高麦克风的精度。

第一模拟放大电路，用于放大第一换能器输出的声音信号。如图5所示，上述第一模拟放大电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第一运算放大器A1、第一反馈电阻Rf1。其中，第一电阻R1与电源VC相连，为第一换能器提供偏置电压；第二电阻R2与第三电阻R3的阻值相等，第二电阻R2和第三电阻R3对电源VC分压为第一运算放大器A1提供偏置工作电压；第一电容C1用于隔直，第二电容C2用于滤波。

第二模拟放大电路，用于放大第二换能器输出的声音信号。如图5所示，上述第二模拟放大电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三电容C3、第四电容C4、第二运算放大器A2、第二反馈电阻Rf2。其中，第四电阻R4与电源VC相连，为第二换能器提供偏置电压；第五电阻R5与第六电阻R6的阻值相等，第五电阻R5、第六电阻R6对电源VC分压为第二运算放大器A2提供偏置工作电压；第三电容C3用于隔直，第四电容C4用于滤波。

所述第一模拟放大电路的放大倍数与第二模拟放大电路的放大倍数相等。所述差分处理电路，用于对分别来自第一模拟放大电路和第二模拟放大电路输出的声压信号进行差分处理。如图5所示，上述差分处理电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三运算放大器A3。其中，第七电阻R7的一端接收来自第一模拟放大电路输出的声压信号另一端连接在第三运算放大器A3的反向输入端和第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接地。第九电阻R9的一端接收来自第二模拟放大电路输出的声压信号另一端连接在第三运算放大器A3的同向输入端和第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端连接到第三运算放大器A3的输出端。

所述第一模拟放大电路、第二模拟放大电路、差分处理电路也可采用ASIC芯片。采用ASIC芯片可以提高声压信号转化及处理的能力，并可使麦克风结构更小。所述ASIC芯片也设于基板上，且位于所述声腔内。

根据上述描述，可知本实用新型的电容式麦克风采用两个换能器接收声音信号并将该声音信号转换成声压信号输出；第一换能器接收声音信号转换为第一声压信号，第二换能器接收声音信号转换为第二声压信号；上述换能器与差分处理电路连接，所述差分处理电路不仅接收上述声压信号，同时也将传输过程中叠加在声压信号上的电磁干扰一并接收，差分处理电路对上述信号进行减法运算处理，有效地减弱了电磁干扰信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、电容式麦克风，包括

外壳，所述外壳设有拾取声音信号的拾音口；

基板，所述外壳和所述基板形成声腔；

其特征在于，还包括设于基板上的第一换能器、第二换能器和差分处理电路；所述第一换能器接收声音信号转换成第一声压信号后输出，第二换能器接收声音信号转换成第二声压信号后输出；

差分处理电路，接收分别来自第一换能器和第二换能器输出的声压信号，并对上述声压信号进行差分处理；

所述第一换能器、第二换能器、差分处理电路位于所述声腔内。

2、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于，所述第一换能器由下而上依序为硅基层、背极板、振动膜，其中硅基层设有一共振室，而背极板设有复数个音孔。

3、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于，所述第二换能器由下而上依序为硅基层、振动膜、背极板、保护层，其中硅基层设有一共振室，而背极板与保护层则共同设有复数个音孔。

4、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于，还包括设于基板上的第一模拟放大电路及第二模拟放大电路，所述第一模拟放大电路接收第一换能器输出的第一声压信号并放大传输至差分处理电路，所述第二模拟放大电路接收第二换能器输出的第二声压信号并放大传输至差分处理电路，所述差分处理电路接收第一模拟放大电话及二模拟放大电路输出的信号，并对上述信号进行差分处理。

5、根据权利要求4所述的电容式麦克风，其特征在于，第一模拟放大电路的放大倍数与所述第二模拟放大电路的放大倍数相等。

6、根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于，所述拾音口开设于第一换能器与第二换能器二者几何中心相应位置的壳体上。