【蓝牙开发笔记】蓝牙音箱蓝牙耳机麦克风MIC电路设计浅析

我们在设计蓝牙音箱、蓝牙耳机麦克风MIC电路中经常用到拾音器（又称咪头，MIC，音频采集Sensor），电路非常简单，但是也时常会出现问题。

一、认识一下咪头

咪头有几种类型呢？以咪头工作原理来分类，目前市场上生产销售的咪头类型主要有：动圈式咪头（Dynamic Micphone）、电容式咪头（Condenser Micphone）、驻极体咪头（Electret Condenser Micphone）和硅麦克风（MEMS Micphone）这4种咪头类型。

1、动圈式咪头（Dynamic Micphone）

工作原理：基本构造包含线圈、振膜、永久磁铁三部分。当声波进入麦克风，振膜受到声波的压力而产生振动，与振膜在一起的线圈则开始在磁场中移动，根据法拉第的楞次定律，线圈会产生感应电流。

咪头特性：动圈式咪头麦克风因含有磁铁和线圈，不够轻便、灵敏度较低、高低频响应表现较差；优点是声音较柔润，适合用来收录人声，一般应用在KTV场所等。

2、电容式咪头（Condenser Micphone）

工作原理：根据电容两片隔板间距离的改变来产生电压变化。当声波进入麦克风咪头，振膜产生振动，使得振动膜和基板之间的距离会随着振动而改变，于是基板间的电容会变，根据Q=C*V（电容式麦克风中电容极板的电压会维持一个定值）得到变化的电荷量Q。

咪头特性：灵敏度高，常用于高质量的录音，通常应用在消费电子、录音室等场景。

3、驻极体咪头（Electret Condenser Micphone）

工作原理：驻极体麦克风咪头使用了可保有永久电荷的驻极体物质，不需要再对电容供电。（若驻极体麦克风中内置放大电路，则需要供电）

咪头特性：技术成熟、价格便宜，缺点是体积大不方便SMT，引线长造成信号衰减、生产工序多一致性较差、灵敏度不稳定等。

4、硅咪麦克风（MEMS Micphone）

工作原理：微机电麦克风也称麦克风芯片或硅麦克风，硅麦一般都集成了前置放大器，甚至有些硅麦会集成模拟数字转换器，直接输出数字信号，成为数字麦克风。

咪头特性：能将声音直接转换成电能讯号、具有超高灵敏度、具有耐摔与耐冲击的特性、体积小、重量轻、可以高温焊接。

驻极体咪头最为常见，性价比高，我们就以驻极体咪头为例，讲解如何设计蓝牙音箱蓝牙耳机麦克风MIC电路

二、一般MIC的电路原理图

FET：(场效应管)MIC的主要器件，起到阻抗变换和放大的作用。

C：是一个可以通过膜片震动而改变电容量的电容，声电转换的主要部件。

C1,C2：是为了防止射频干扰而设置的，可以分别对两个射频频段的干扰起到抑制作用。C1一般是10PF，C2一般是33PF，10PF滤波1800Mhz，33PF滤波GSM900Mhz。

注意有些MIC，内部是没C1,C2电容，那需要在设计电路时，外部加，具体有没有，需参考厂家给的规格书，也可以要求厂家提供带电容的。

RL：负载电阻，它的大小决定灵敏度的高低。

VS：工作电压，MIC提供工作电压。

CO：隔直电容，信号输出端。

三、由声信号到电信号的转换：

由静电学可知，对于平行板电容器，有如下的关系式：

C=ε·S/L ①

即电容的容量与介质的介电常数成正比，与两个极板的面积成正比，与两个极板之间的距离成反比。另外，当一个电容器充有Q量的电荷，那麽电容器两个极板要形成一定的电压，有如下关系式；

C=Q/V ②

对于一个驻极体传声器，内部存在一个由振膜，垫片和极板组成的电容器，因为膜片上充有电荷，并且是一个塑料膜，因此当膜片受到声压强的作用，膜片要产生振动，从而改变了膜片与极板之间的距离，从而改变了电容器两个极板之间的距离，产生了一个Δd的变化，因此由公式①可知，必然要产生一个ΔC的变化，由公式②又知，由于ΔC的变化，充电电荷又是固定不变的，因此必然产生一个ΔV的变化。

由于这个信号非常微弱，内阻非常高，不能直接使用，因此还要进行阻抗变换和放大。

FET场效应管是一个电压控制元件，漏极的输出电流受源极与栅极电压的控制。由于电容器的两个极是接到FET的S极和G极的，因此相当于FET的S极与G极之间加了一个Δv的变化量，FET的漏极电流I就产生一个ΔID的变化量，因此这个电流的变化量就在电阻RL上产生一个ΔVD的变化量，这个电压的变化量就可以通过电容C0输出，这个电压的变化量是由声压引起的，因此整个传声器就完成了一个声电的转换过程。

三、外围元件参数

先看咪头规格书参数