CN205320289U - 一种电容式麦克风 - Google Patents

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刘思桢
鲁公涛
刘德安
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Abstract

本实用新型公开了一种电容式麦克风，包括由印刷电路板和外壳组成的封装结构，所述封装结构上设置有声孔，所述封装结构内设置一由移动电极和固定电极组成的平行板电容器，所述移动电极和固定电极之间设置有垫片；所述固定电极为凸台状，且所述凸台朝向所述移动电极，从而移动电极和固定电极之间的距离变小，相应地有效电容变大，无效电容变小，有效地提高了有效电容在整个电容中占比，在相同声压下，使得麦克风输出信号变大，从而提高电容式麦克风的灵敏度，改善信噪比。

Description

一种电容式麦克风
技术领域
本实用新型涉及声电产品技术领域，特别涉及一种电容式麦克风。
背景技术
目前的电容式麦克风主要是由振膜和极板组成，振膜和极板之间有几微米的间距，形成平行板电容器。振膜感受到外部的音频声压信号后，改变振膜与极板间的距离，从而形成电容变化，再经放大器把电容变化转化成电压信号的变化，最终输出电信号。
电容式麦克风作为语音拾取装置广泛应用于手机、电脑、电话等，随着通讯技术的不断发展，用户对于通话质量的要求越来越高，而人的语音声压信号又非常微弱，麦克风的灵敏度和信噪比成为影响通话质量的关键因素。现有结构的电容式麦克风对于信噪比和灵敏度的提高有一定的极限，因此提供一种高灵敏度和高信噪比的电容式麦克风势在必行。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型提供了一种电容式麦克风，以解决现有电容式麦克风灵敏度差的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供一种电容式麦克风，包括由印刷电路板和外壳组成的封装结构，所述封装结构上设置有声孔，所述封装结构内设置一由移动电极和固定电极组成的平行板电容器，所述移动电极和固定电极之间设置有垫片；其中，所述固定电极为凸台状，且所述凸台朝向所述移动电极。
可选地，所述电容式麦克风为驻极体麦克风；所述移动电极为振动膜，所述固定电极为极板。
可选地，所述电容式麦克风为MEMS麦克风；所述移动电极为振动膜，所述固定电极为背极板；
所述MEMS麦克风还包括：基底，所述平行板电容器通过支撑层与所述基底相连，所述基底上开设有空腔；所述基底设置在所述封装结构内部，且所述声孔连通所述空腔。
本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型提供的电容式麦克风，包括由移动电极和固定电极组成的平行板电容器，通过将固定电极设为凸台状，且凸台朝向移动电极，移动电极和固定电极之间的距离变小，相应地有效电容变大，无效电容变小，有效地提高了有效电容在在整个电容中占比，在相同声压下，使得输出信号变大，从而提高电容式麦克风的灵敏度，在本底噪声不变的情况下，提高信噪比。
附图说明
图1为本实用新型实施例一中的驻极体麦克风的剖面图；
图2为传统MEMS麦克风的剖面图；
图3为本实用新型实施例二中的MEMS麦克风的剖面图。
图中：11为线路板，12为外壳，13为振膜，14为垫片，15为极板，16为声孔，21为基底，22为支撑层，23为振膜，24为垫片，25、25’为背极板，26为空腔。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
图1为本实用新型实施例一中的驻极体麦克风的剖面图。如图1所示，该驻极体麦克风包括：由印刷电路板11和外壳12组成的封装结构。所述封装结构内部，从外壳12底部由下至上依次设置振膜13、垫片14、极板15，垫片14使振膜13与极板15留有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙作为绝缘介质，以振膜13和极板15作为两个电极的平板电容器，极板15上分布有自由电荷。其中，振膜13为移动电极，极板15为固定电极，振膜13受到声压时会上下振动，使移动电极和固定电极之间的距离产生变化，进而所述平行板电容器的电容量发生变化。极板15为一凸台状，且所述凸台朝向振膜13。极板15通过导体环与线路板11连接，从而使平行板电容器与线路板11之间实现电连接，并将电容的变化转换为交流电信号输出。
所述封装结构上设置有声孔16，以收集声音信号。在本实用新型实施例中，声孔16设置在外壳12上，并正对振膜13。当然声孔也可设置在线路板上。
传统驻极体麦克风的极板为一平面板，而本实用新型实施例中的极板15为一凸台状，且所述凸台朝向振膜13，与传统平面式极板相比，该凸台状的极板使得极板和振膜的有效电容的距离减小(靠近中心部分)，极板和振膜无效电容的距离变大(振环附近的电容)，从而提高了有效电容在总电容中的比值，使灵敏度升高，改善了信噪比。
实施例二
图3为本实用新型实施例二中的MEMS麦克风的剖面图。如图3所示，该MEMS麦克风包括：振膜23、垫片24、背极板25、基底21，垫片24使振膜23与背极板25留有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙作为绝缘介质，以振膜23和背极板25作为两个电极的平板电容器，并由外电源提供偏置电压。背极板25为一凸台状，且所述凸台朝向振膜23。其中，振膜23为移动电极，背极板25为固定电极，振膜23受到声压时会上下振动，使移动电极和固定电极之间的距离产生变化，进而所述平行板电容器的电容量发生变化。
所述平行板电容器通过支撑层22与基底21相连，基底21上开设有空腔26。基底21设置在由外壳和线路板组成的封装结构内部，且封装结构上的声孔(图中未示出)连通该空腔26，声孔可以设置在外壳上也可以设置在线路板上。封装结构内部还可以设置有ASIC芯片(图中未示出)，通过金属导线、植锡球等方式与线路板进行电连接，所述ASIC芯片检测电容量变化并将其转换为交流电信号输出。
图2为传统MEMS麦克风的剖面图，如图2所示，背极板25’为平面状。在图3所示的本实用新型实施例中，背极板25为凸台状，使得背极板25与振膜23的距离变小，在相同声压下，麦克风的输出信号变大，提高麦克风的灵敏度，该MEMS麦克风的信噪比变大。具体原理与实施例一类似，此处不再赘述。
综上所述，本实用新型实施例提供的一种电容式麦克风，包括由移动电极和固定电极组成的平行板电容器，固定电极设为凸台状，使得移动电极和固定电极之间的距离变小，相应地有效电容变大，无效电容变小，有效地提高了有效电容在在整个电容中占比，在相同声压下，使得输出信号变大，从而提高电容式麦克风的灵敏度，在本底噪声不变的情况下，提高信噪比。
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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种电容式麦克风，包括由印刷电路板(11)和外壳(12)组成的封装结构，所述封装结构上设置有声孔(16)，所述封装结构内设置一由移动电极和固定电极组成的平行板电容器，所述移动电极和固定电极之间设置有垫片；其特征在于，所述固定电极为凸台状，且所述凸台朝向所述移动电极。
2.根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于，所述电容式麦克风为驻极体麦克风；其中，所述移动电极为振动膜(13)，所述固定电极为极板(15)。
3.根据权利要求1所述的电容式麦克风，其特征在于，所述电容式麦克风为MEMS麦克风；其中，所述移动电极为振动膜(23)，所述固定电极为背极板(25)；
所述MEMS麦克风还包括：基底(21)，所述平行板电容器通过支撑层(22)与所述基底(21)相连，所述基底(21)上开设有空腔(26)；所述基底(21)设置在所述封装结构内部，且所述声孔(16)连通所述空腔(26)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110996786A (zh) * 2017-06-05 2020-04-10 鲍威尔曼斯菲尔德有限公司 用于评估神经肌肉功能的跨膜传感器
CN111295871A (zh) * 2017-11-13 2020-06-16 三星电子株式会社 根据外部附件的连接控制麦克风的设备和方法
US12414732B2 (en) 2014-02-28 2025-09-16 Powell Mansfield, Inc. Systems, methods and devices for sensing EMG activity

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