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声学量传感器-原理与分类.docx
资料介绍
声学量传感器
一、什么是声学量传感器
声学量传感器是一类能够感知声音相关物理量并将其转换为可测量电信号或其他可输出信号的器件，是声学检测、声信号处理系统的核心前端部件。声学量主要包括声压、声强、声功率、频率、相位、声波传播速度、介质吸声系数等，其中应用最广泛的检测对象是声压，因此日常语境中，声学量传感器多数情况下特指声压传感器，也就是人们常说的麦克风。
声学量传感器的核心作用是完成声能到电能的转换，不同应用场景对传感器的灵敏度、频率响应范围、动态范围、稳定性、抗干扰能力有不同要求，也由此发展出了多种不同原理、不同结构的声学量传感器产品，覆盖了从工业检测、消费电子到医疗健康、航空航天等几乎所有涉及声音检测的领域。
二、声学量传感器的主要分类及工作原理
（一）电容式声学量传感器
电容式声学量传感器是目前应用最广泛的声学传感器类型，核心结构由一个可振动的薄振膜和一个固定背极板组成，二者构成一个平行板电容器。当声波作用到振膜表面时，声压会推动振膜产生对应振动，改变振膜与背极板之间的距离，进而改变电容器的电容值；配合外部的偏置电路和信号读取电路，就可以将电容的变化转换为对应的电压输出信号，从而还原出声波的变化规律。
根据结构和制造工艺的不同，电容式声学量传感器还可以分为传统的极化电容麦克风和MEMS电容声学传感器两类。MEMS电容传感器采用微机电系统制造工艺，将振膜、背极板和信号处理电路集成在一块硅芯片上，体积极小、功耗极低、一致性好，非常适合消费电子领域，目前智能手机、蓝牙耳机、智能音箱等设备中使用的声学传感器绝大多数都是MEMS电容式声学量传感器。
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