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麥克風(fēng)（話筒）百年發(fā)展之路及其應(yīng)用

更新時(shí)間：2011-10-31 10:47:18 �。� 編輯：溫情）【大中小】

　　【音響網(wǎng)資訊】麥克風(fēng)，學(xué)名為傳聲器，是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能量轉(zhuǎn)換器件，由Microphone翻譯而來(lái)。也稱話筒、微音器。

　　傳聲器是整個(gè)電聲系統(tǒng)( 包括擴(kuò)音系統(tǒng)和錄音系統(tǒng)) 的入口，如果聲音一開(kāi)始受到污染，則無(wú)可救藥。如此可見(jiàn)麥克風(fēng)對(duì)整個(gè)音響系統(tǒng)的影響是至關(guān)重要的，有人對(duì)影響電聲系統(tǒng)重放音質(zhì)優(yōu)劣的各種因素作了比較，認(rèn)為：放大器對(duì)音質(zhì)好壞的影響約占10-20% ；揚(yáng)聲器( 包括音箱) 對(duì)音質(zhì)的影響約占50-60% ；節(jié)目源( 特別指?jìng)髀暺? 對(duì)音質(zhì)的影響約占30-40%。對(duì)這個(gè)比例數(shù)字的見(jiàn)解見(jiàn)仁見(jiàn)智，但傳聲器( 及揚(yáng)聲器) 對(duì)音響系統(tǒng)重放音質(zhì)起關(guān)鍵性影響這一觀點(diǎn)是沒(méi)有分歧的。

　　既然傳聲器在整個(gè)音響系統(tǒng)中有如此重要的作用，對(duì)重放音質(zhì)有著不可忽略的作用，那么傳聲器的發(fā)展又是怎樣的一番景象呢？下面我們就來(lái)看看麥克風(fēng)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用，感受它的強(qiáng)大魅力和功效吧！

　　麥克風(fēng)的歷史可以追溯到19世紀(jì)末，貝爾（Alexander Graham Bell）等科學(xué)家致力于尋找更好的拾取聲音的辦法，以用于改進(jìn)當(dāng)時(shí)的最新發(fā)明——電話。期間他們發(fā)明了液體麥克風(fēng)和碳粒麥克風(fēng)，這些麥克風(fēng)效果并不理想，只是勉強(qiáng)能夠使用。直到1876年，埃米爾•貝林納發(fā)明了碳精電極麥克風(fēng)，這個(gè)外形好似小鼓的裝置比液體麥克風(fēng)和碳粒麥克風(fēng)的設(shè)計(jì)更為實(shí)用，并且打動(dòng)了貝爾，使其最后用5萬(wàn)美元(相當(dāng)于現(xiàn)在的110萬(wàn)美元)從貝林納手里買下了這項(xiàng)專利，將碳精電極麥克風(fēng)用在他的電話原型上，以提高拾音效果。

　　貝林納設(shè)計(jì)的碳精電極麥克風(fēng)由兩個(gè)電觸頭構(gòu)成，觸頭由一層薄薄的碳層隔開(kāi)。其中一個(gè)觸頭附在膜片上，膜片會(huì)在聲波作用下發(fā)生振動(dòng)。另一個(gè)與輸出裝置相連。

　　左邊的是一個(gè)早期碳精電極麥克風(fēng)，由埃米爾•貝林納研制，右邊為與麥克風(fēng)一同使用的話筒。在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，它們都是奢侈品。

　　自碳精電極麥克風(fēng)發(fā)明以來(lái)就被廣泛的應(yīng)用到了各個(gè)場(chǎng)合，尤其是一些電臺(tái)和采訪中。在WMAQ電臺(tái)我們就可以發(fā)現(xiàn)碳精電極麥克風(fēng)在其中扮演著重要角色，從當(dāng)時(shí)的照片可以看出安裝在防振支架上的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)碳精電極麥克風(fēng)，防振支架采用一組彈簧，吸收可能影響麥克風(fēng)的振動(dòng)。另外我們還可以看到，在哈爾•托坦為芝加哥的WMAQ電臺(tái)播報(bào)比賽時(shí)，他采用的也是早期的碳精電極麥克風(fēng)，并且還可以看到一些人正對(duì)著碳精電極麥克風(fēng)講話。這種麥克風(fēng)具有雙重用途，一個(gè)是傳聲，另一個(gè)是對(duì)聲音進(jìn)行放大。

　　1923年，著名的科學(xué)家Walter Schottky (沃爾特•肖特基)和他的朋友發(fā)明了鋁帶式麥克風(fēng)，也叫帶式麥克風(fēng)。這項(xiàng)專利塵封8年后，在1931年，由Harry F. Olson和 Frank Massa首先取得了商品化的心形指向的鋁帶麥克風(fēng)專利。美國(guó)無(wú)線電公司（RCA）于1931年生產(chǎn)了鋁帶式麥克風(fēng)的第一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品：RCA PB-31型麥克風(fēng)，并于1932年推出了PB-31的后繼機(jī)型44A。

鋁帶式麥克風(fēng)構(gòu)造

美國(guó)哥倫比亞廣播公司(CBS)使用的RCA 44系列鋁帶式麥克風(fēng)

　　帶式麥克風(fēng)，結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，把一片振膜放置在恒磁場(chǎng)中，和動(dòng)圈話筒一樣，振膜被聲音驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁力線，產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)，從而完成聲—電轉(zhuǎn)換，不同的是，鋁帶式麥克風(fēng)的振膜本身就是導(dǎo)體制成，通常為2μM左右厚度的鋁箔，這也是它名稱的由來(lái)。在1944年巴黎解放后不久，記者珍妮特•弗蘭納錄制巴黎播放的廣播節(jié)目《Listen: The Women》時(shí)使用的就是是RCA 77帶式麥克風(fēng)。

　　動(dòng)圈式麥克風(fēng)（話筒）是我們現(xiàn)在生活中常見(jiàn)的，它的出現(xiàn)也是在二十世紀(jì)。動(dòng)圈式話筒，是利用電磁感應(yīng)原理做成的，利用線圈在磁場(chǎng)中切割磁感線，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。其結(jié)構(gòu)是在一個(gè)膜片的后面粘貼著一個(gè)由漆包線繞成的線圈，也叫音圈。在有膜片的后面還安裝了一個(gè)環(huán)形的永磁體，并將線圈套在永磁體的一個(gè)極上，線圈的兩端用引線引出。

　　電容式麥克風(fēng)（話筒）是現(xiàn)在最為普遍的，常見(jiàn)的錄音機(jī)內(nèi)置話筒就這種，其中駐極體話筒又是電容話筒中最常見(jiàn)的。電容式麥克風(fēng)是利用導(dǎo)體間的電容充放電原理，以超薄的金屬或鍍金的塑料薄膜為振動(dòng)膜感應(yīng)音壓，以改變導(dǎo)體間的靜電壓直接轉(zhuǎn)換成電能訊號(hào)，經(jīng)由電子電路耦合獲得實(shí)用的輸出阻抗及靈敏度設(shè)計(jì)而成。

　　由于駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)及無(wú)線話筒中。但是隨著近年來(lái)MEMS傳感器的增長(zhǎng)，MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）麥克風(fēng)成為MEMS市場(chǎng)中應(yīng)用成功的又一典型。據(jù)iSuppli公司預(yù)計(jì)，到2013年全球MEMS麥克風(fēng)的出貨量將達(dá)到12億塊。相對(duì)于現(xiàn)有的ECM(駐極體麥克風(fēng))，MEMS麥克風(fēng)具有很好的性能優(yōu)勢(shì)。其原因在于MEMS麥克風(fēng)尺寸較小、靈敏度高、信噪比高、與數(shù)字信號(hào)處理電路具有適應(yīng)性。在封裝工藝上，相對(duì)于大多數(shù)駐極體麥克風(fēng)仍需手工焊接，由于硅襯底耐熱性能好，MEMS麥克風(fēng)可以直接采用全自動(dòng)SMT封裝，這不僅簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，更能夠提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

　　隨著MEMS麥克風(fēng)成本越來(lái)越低，MEMS麥克風(fēng)在全球麥克風(fēng)市場(chǎng)所占的比重也越來(lái)越大。據(jù)研究機(jī)構(gòu)iSuppli評(píng)估，MEMS麥克風(fēng)從2006年到2011年的年平均增長(zhǎng)率達(dá)到29%。YoleDevelopment的數(shù)據(jù)也表明，以實(shí)際銷售量觀察，2008年麥克風(fēng)組件全球出貨量為33億顆，其中MEMS麥克風(fēng)占6.4億顆，占有率為19%。

　　不過(guò)到目前為止，話筒還主要是采用駐極體技術(shù)，即使是最時(shí)髦、最先進(jìn)的數(shù)字電子系統(tǒng)也是如此�，F(xiàn)在的模擬MEMS話筒一直主要限于助聽(tīng)器這個(gè)單一市場(chǎng)，然而隨著利用標(biāo)準(zhǔn)芯片處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的全數(shù)字MEMS話筒上市，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）極有可能成為下一代技術(shù)的最佳選擇。

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