CN203368756U - 微型麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微型麦克风，涉及声电产品技术领域，包括外壳和线路板组成的外部封装结构，所述封装结构内部包括用于声-电信号转换的电容组件、以及用于放大所述电容组件输出的电信号的信号放大装置，所述信号放大装置和所述微型麦克风终端部件的电路之间还设有低通滤波电路，所述低通滤波电路串接于所述信号放大装置与所述微型麦克风的输出端之间，所述低通滤波电路包括串联在所述信号放大装置与所述微型麦克风的输出端之间的电阻R，所述电阻R的阻值范围在100Ω～5kΩ之间，所述微型麦克风输出端与所述接地端之间并联设有范围在1nF～20nF之间电容C，所述电阻R与所述电容C构成所述低通滤波电路。本实用新型高频特性调节简便灵活。
Description
技术领域
本实用新型涉及声电产品技术领域，特别涉及一种微型麦克风。
背景技术
微型麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器，近年来随着便携式电子设备的飞速发展，微型麦克风在便携式电子设备中得到了广泛的应用。
微型麦克风的主要技术指标有灵敏度、频率响应、指向特性、输出阻抗、动态范围和信噪比等，其中频率响应是反映微型麦克风电转换过程中对频率失真的一个重要指标。频率响应是微型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。最理想的频率响应曲线为一条水平线，代表输出信号能真实呈现原始声音的特性，但这种理想情况很难实现。
微型麦克风的频率响应曲线如图1所示，当频率达到一定的频率时，频率响应曲线会明显的上升。本领域的技术人员通常通过改变微型麦克风微机电传感器芯片或改变封装工艺来进行调整频率响应曲线，从而调整微型麦克风的高频特性，此种改变频率响应特性的方式存在以下不足：
一、改变微型麦克风微机电传感器芯片：开发周期长、不易实现。
二、改变封装工艺：受限于微型麦克风本身特性，调节有限并可能影响其他特性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微型麦克风，此微型麦克风在不影响其它性能的同时，可以灵活的调整高频特性，频率响应曲线平坦，声学性能高。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种微型麦克风，包括外壳和线路板组成的外部封装结构，所述封装结构内部包括用于声-电信号转换的电容组件、以及用于放大所述电容组件输出的电信号的信号放大装置所述电容组件与所述信号放大装置电连接所述信号放大装置和所述微型麦克风终端部件的电路之间还设有低通滤波电路，所述低通滤波电路串接于所述信号放大装置与所述微型麦克风的输出端之间，所述低通滤波电路包括串联在所述信号放大装置与所述微型麦克风的输出端之间的电阻R，所述电阻R的阻值范围在100Ω～5kΩ之间，所述微型麦克风输出端与所述接地端之间并联设有范围在1nF～20nF之间电容C，所述电阻R与所述电容C构成所述低通滤波电路。
其中，所述低通滤波电路为一阶低通滤波电路，在所述低通滤波电路中所述电阻R的取值范围在1.8kΩ-2.2kΩ之间，所述电容C的取值范围在8nF-12nF之间。
其中，所述低通滤波电路的数量为两阶以上并依次串联的低通滤波电路。
作为一种实施方式，所述信号放大装置与所述低通滤波电路集成在ASIC芯片中，所述ASIC芯片电连接所述微型麦克风的输出端。
作为另一种实施方式，所述低通滤波电路独立的设置在所述微型麦克风上。所述微型麦克风为硅电容式微型麦克风，所述电容组件为MEMS芯片。所述低通滤波电路设置在所述微型麦克风的线路板上，并且埋设在所述线路板内部。
作为再一种实施方式，所述低通滤波电路设置在所述微型麦克风外部的所述终端部件上。
采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
由于本实用新型微型麦克风包括用于声-电信号转换的电容组件、以及用于放大电容组件输出的电信号的信号放大装置，电容组件与信号放大装置电连接，信号放大装置和微型麦克风终端部件的电路之间还设有低通滤波电路，低通滤波电路包括串联在信号放大装置与微型麦克风输出端之间的电阻R，微型麦克风输出端与接地端之间并联设有电容C，电阻R与所述电容C构成低通滤波电路。电容组件将声音信号转换为电信号，电信号经过信号放大装置放大后，在电信号被输出之前经过低通滤波电路进行滤波。低通滤波电路的工作原理是允许低于截止频率的信号通过，高于截止频率的信号会被衰减，故信号放大装置输出的高于截止频率的信号会被低通滤波电路抑制，从而使得微型麦克风的频率响应曲线较平坦（图3所示），又因为低通滤波电路为阻容滤波电路，故可以很方便的通过调整电阻和电容的数值来调整截止频率，从而在不影响微型麦克风其它性能的条件下，灵活的调节微型麦克风的高频特性，达到一个比较好的效果，提升了微型麦克风的声学性能。
综上所述，本实用新型微型麦克风解决了现有技术中微型麦克风输出信号易失真的技术问题。本实用新型微型麦克风的频率响应曲线平坦，高频特性调节简便灵活，声学性能高。
附图说明
图1是背景技术中微型麦克风的频率响应曲线；
图2是本实用新型微型麦克风的低通滤波电路的频率响应曲线；
图3是本实用新型微型麦克风的频率响应曲线；
图4是本实用新型微型麦克风实施例一的一种电路原理图；
图5是本实用新型微型麦克风实施例一的另一种电路原理图；
图6是本实用新型微型麦克风实施例二的电路原理图；
图7是本实用新型微型麦克风实施例三的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。
实施例一：
如图4所示，一种微型麦克风，包括外壳和线路板组成的外部封装结构，封装结构内部包括用于声-电信号转换的电容组件、以及用于放大电容组件输出的电信号的信号放大装置，电容组件与信号放大装置电连接。信号放大装置与微型麦克风的输出端OUT之间串接有低通滤波电路，低通滤波电路电连接信号放大装置的接地端GND。低通滤波电路为一阶低通滤波电路,包括串联在信号放大装置与微型麦克风的输出端OUT之间的电阻R，微型麦克风输出端OUT与接地端GND之间并联设有电容C，电阻R与电容C构成低通滤波电路。信号放大装置与低通滤波电路集成在ASIC芯片中，ASIC芯片电连接微型麦克风的输出端OUT，降低生产成本、产品可靠性会得到提高。
关于上述电阻的阻值与电容的容值的选择应遵循以下原则：
一、通常音频电路/Codec（Coder-Decoder）的输入阻抗在10KΩ～100KΩ之间，为了更好的匹配电路，麦克风中滤波器的电阻R的阻值不宜选择过大；
二、MEMS麦克风中的MEMS芯片和ASIC芯片均属于低功耗芯片，驱动能力较小，电阻R的阻值+电容C的容抗值不宜过小；
综合上述两个条件，本实施例中选择的电阻R的阻值范围在100Ω～5kΩ之间，电容C的电容值范围在1nF～20nF之间。作为一种更优选的方案，电阻R的阻值范围在1.8kΩ-2.2kΩ之间，电容C的电容值范围在8nF-12nF之间。
如图2所示，低通滤波电路的工作原理是允许低于截止频率的信号通过，高于截止频率的信号会被衰减，其频率响应曲线在截止频率之后是下降的。其截止频率fp的计算公式为
根据上述公式可知通过调节电阻R（如图4所示）的阻值和/或电容C（如图4所示）的电容值能够改变截止频率的大小，从而可以很简便灵活的将低通滤波电路的截止频率与信号放大装置的截止频率相对应，来调节微型麦克风的频率响应曲线。
如图1、图2和图3共同所示，信号放大装置输出的信号的频率响应曲线在截止频率后是上升的，而低通滤波电路的频率响应曲线在截止频率后是下降的，故信号放大装置与微型麦克风的输出端之间增加了低通滤波电路后，信号放大装置输出的高于截止频率的信号会被低通滤波电路抑制，使得微型麦克风的输出频率响应曲线近似水平，为理想的状态，在不影响其它性能的同时，有效的防止了输出信号的失真，提升了微型麦克风的声学性能。
本实施方式中低通滤波电路的数量为一阶，在实际应用中技术人员可以根据微型麦克风的技术要求选择两阶或多阶（结构如图5所示）以上依次串联的低通滤波电路。至于具有两阶或多阶低通滤波电路的微型麦克风的具体结构，本领域的技术人员根据本实施方式的说明不需要付出创造性的劳动就可以实施，故在此不再详述。
实施例二：
如图6所示，本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：
本实施例中的微型麦克风为硅电容式微型麦克风，电容组件为MEMS芯片,低通滤波电路埋设在微型麦克风的线路板内部，此种设计可以节省微型麦克风的外部空间，节省空间利用率，降低成本。
实施例三：
如图7所示，本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：
低通滤波电路设置在微型麦克风外部的终端部件上，便于随时调节低通滤波电路，降低设计更改成本。
本实用新型中的低通滤波电路还可以采用电感和电容的组合电路，即将上述实施例中的电阻用电感替代；还可以采用电阻、电感和电容的组合电路，即将上述实施例中的电阻用电阻与电感的串联电路替代。上述两种滤波电路同样可以起到调节微型麦克风频率响应的作用。由于只是电子元件的简单替换，本领域的技术人员不需要创造性劳动就可以实现，故在此不再详述。
本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.微型麦克风，包括外壳和线路板组成的外部封装结构，所述封装结构内部包括用于声-电信号转换的电容组件、以及用于放大所述电容组件输出的电信号的信号放大装置，所述电容组件与所述信号放大装置电连接，其特征在于：所述信号放大装置和所述微型麦克风终端部件的电路之间还设有低通滤波电路，所述低通滤波电路串接于所述信号放大装置与所述微型麦克风的输出端之间，所述低通滤波电路包括串联在所述信号放大装置与所述微型麦克风的输出端之间的电阻R，所述电阻R的阻值范围在100Ω～5kΩ之间，所述微型麦克风输出端与接地端之间并联设有范围在1nF～20nF之间电容C，所述电阻R与所述电容C构成所述低通滤波电路。
2.根据权利要求1所述的微型麦克风，其特征在于：所述低通滤波电路为一阶低通滤波电路，在所述低通滤波电路中所述电阻R的取值范围在1.8kΩ-2.2kΩ之间，所述电容C的取值范围在8nF-12nF之间。
3.根据权利要求1所述的微型麦克风，其特征在于：所述低通滤波电路的数量为两阶以上并依次串联的低通滤波电路。
4.根据权利要求1至3任一项所述的微型麦克风，其特征在于：所述信号放大装置与所述低通滤波电路集成在ASIC芯片中，所述ASIC芯片电连接所述微型麦克风的输出端。
5.根据权利要求1至3任一项所述的微型麦克风，其特征在于：所述低通滤波电路独立的设置在所述微型麦克风上。
6.根据权利要求5所述的微型麦克风，其特征在于：所述微型麦克风为硅电容式微型麦克风，所述电容组件为MEMS芯片。
7.根据权利要求6所述的微型麦克风，其特征在于：所述低通滤波电路设置在所述微型麦克风的线路板上，并且埋设在所述线路板内部。
8.根据权利要求1至3任一项所述的微型麦克风，其特征在于：所述低通滤波电路设置在所述微型麦克风外部的所述终端部件上。
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