麦克风基本知识资料

1、1. 麦克风基本知识一、人声频率范围实际人声频率男：低音82392Hz，基准音区64523Hz 男中音123493Hz，男高音164698Hz女：低音82392Hz，基准音区1601200Hz 女低音123493Hz，女高音2201.1KHz 录音时各频率效果： 男歌声150Hz600Hz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1.63.6KHz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64Hz261Hz会使音色得到改善。喉音重衰减600Hz800Hz会使音色得到改善鼻音重衰减60Hz260

2、Hz，提升12.4KHz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)、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

3、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(Equivale nt 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

4、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(Impedanee)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

5、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 、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 Cap acitor Micropho ne):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

6、板形成空气介质电容。对驻极体充电形成电场, 声波使薄膜振动，改变电容量和电场，产生电信号， E = Q / C o振膜式工作动态原理图：E=Q/C 。|PW ff / / / 刁 7厂力 / /r驻极体潯膜亠=iawr tER空气间隙+4+UR铜板三、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：知耳|p空间+ + + + + + + + + + + +'ll I I II II I I H H lE- - - - -笛屣层*堪片五、灵敏度（Sensitivity）1. 基本概念灵敏度表示麦克风的声一电转换效率。在自由声场中，当向麦克风施加一个声压为

7、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 SPLPa与ubar的换算关系为：1Pa=10ubar所以：1mv/ubar=10mv /pa2. 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

8、级M:为灵敏度，为灵敏度的绝对值Mr:参考灵敏度(Odb=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：全指向产品一一2020KHZ单指向产品 10010KHZ2.语音频宽：3003，400HZ2005，000HZ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。ECM指向 性分类(无方向、全方向)单指向圆心(Omnidirectional)(心型(ami丽)

9、(超心型锐心型(Hyper-ca rdoiod )I双指向8字型(Bi-directional)锐心型8字型扁圜型八、等效噪声级（内部噪声）无外声场时，仅由传声器固有噪声引起的输出电压，可以看作能产生相同有效 值输出电压的外部声压级。九、消耗电流一般要求为 < 0.5mA（500uA）内控要求为< 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：40020 C；焊接时间不可过长，一般 在3秒钟之内；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.

10、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 C。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基本知识1. IE802.11 简介标准号IEEE802.11bIEEE802.11aIEEE 802.11gIEEE 802.11 n标准发布时1999年9月1999 年 92003年6月2009年9月

11、间月5.150 5.350GHz工作频率范：2.4 5.475 2.4 2.4835GHz2.4 2.4835GHz围：2.4835GHz5.725GHz5.150 5.850GHz5.725 5.850GHz非重叠信道, 数324315物理速率115454600(Mbps )实际吞吐量100以上62424(Mbps )频宽：20MHz20MHz20MHz20MHz/40MHz调制方式）基本服务集（BSS）基本服务集是802.11 LAN的基本组成模块。能互相进行无线通信的 STA可以 组成一个BSS（Basic Service Set）。如果一个站移出 BSS的覆盖范围，它将不 能再与BSS

12、的其它成员通信。CCK/DSSSOFDMCCK/DSSS/OFDMMIMO-OFDM/DSSS/CCK兼容性；2.频谱划分802.11b802.11a802.11b/g802.11a/b/g/nWiFi总共有14个信道，如下图所示:-12I： 24J7 ' -'2.4-4742.457 - J 2.467 22.4841 ） IEEE 802.11b/g 标准工作在2.4G频段，频率范围为 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22MHz4）相邻信道的中心频点间隔5MHz5 ）相邻的多个信道存在频率重叠（如1信道与2、3

13、、4、5信道有频率重叠）6 ）整个频段内只有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6Mbps-82dBm9Mbps-81dBm12Mbps-79dBmper(误码率)不超过8 %18Mbps-77dBm36Mbps-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 2.4

14、12-2.472GHz（13 信道）日本 /ARIB 2.412-2.484GHz（14 信道） 1 ）扩展服务集（ESS） 多个BSS可以构成一个扩展网络，称为扩展服务集（ESS）网络，一个ESS 网络内部的STA可以互相通信，是采用相同的 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（Distribution System，DS ）。 3）SSID置4严频段WLAN信道配信中心频率信道低端/高道(MHz)端频率124122401/2423224172406/2428324222411/2433424272416/2438524322421/2443624

15、372426/2448724422431/2453824472426/2448924522441/246310 24572446/24681124622451/247312 24672456/247813 24722461/24835.SSID 和BSSID服务集的标识，在同一 SS内的所有STA和AP必须具有相同的SSID，否则无 法进行通信。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 AP内BSSID和SSID 映射。在一个 ESS内SSID是相同的，但对于 ES

16、S内 的每个AP与之对应的BSSID是不相同的。如果一个 AP可以同时支持多个SSID 的话，贝U AP会分配不同的BSSID来对应这些SSID。BSSID(MAC)<>SSID6. AP种类FAT AP和FIT AP比较如下图所示:FAT AP1802.11a/by£L加密S02.1.X认证,8021 化 QOS 网皆-二层曼诸.*全普通交换机In tenter7. 无线接入过程三个阶段STA （工作站）启动初始化、开始正式使用 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

17、能）：1 ）扫描阶段（SCAN）2 ）认证阶段（Authentication）3）关联（Association）STAAP7.1 Sea nning802.11 MAC 使用Seanning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行搜索。1) Passive Scanning(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 ) Active Scanning(特点：能迅速找到)STA依次在13个信道发出Probe Request帧

18、，寻找与STA所属有相同SSID的AP,若找不到相同SSID的AP，则一直扫描下去.7.2 Authe nticati on当STA找到与其有相同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 点才能进行无线接入访问。AP提供如下认证方法：1 )开放系统身份认证(open-system authentication)2) 共享密钥认证(shared-key authentication )3) WPA PSK 认证(Pre-shared key )4) 802.1X EAP 认证SharedKey Authenticationid©Open-system Authenticationid8STAAPAuthEntigtion 兀 qu 已 s t预畫KeyetaAuthentication 广equst 區AP预置Au