Zu welcher Ausrüstung gehört ein Mikrofon in einem Mikrocomputersystem?

In Mikrocomputersystemen sind Mikrofone „Eingabegeräte“. Eingabegeräte dienen der Eingabe von Befehlen, Programmen, Daten, Texten, Grafiken, Bildern, Audio- und Videoinformationen in den Computer; Mikrofone sind Energieumwandlungsgeräte, die Tonsignale in elektrische Signale umwandeln, die Audioinformationen in den Computer eingeben können Das Mikrofon ist ein Eingabegerät.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

In Mikrocomputersystemen sind Mikrofone „Eingabegeräte“.

Eingabegerät: Ein Gerät, das Daten und Informationen in den Computer eingibt. Es dient zur Eingabe von Befehlen, Programmen, Daten, Text, Grafiken, Bildern, Audio und Video sowie anderen Informationen in den Computer.

Tastatur, Maus, Kamera, Scanner, Lichtstift, Handschrift-Eingabepad, Joystick, Spracheingabegerät usw. sind alles Eingabegeräte. Das Spracheingabegerät enthält ein Mikrofon.

Mikrofon, wissenschaftlicher Name ist Mikrofon, übersetzt aus dem Englischen Mikrofon (Mikrofon), auch Mikrofon und Mikrofon genannt. Ein Mikrofon ist ein Energieumwandlungsgerät, das Schallsignale in elektrische Signale umwandelt (Ein Mikrofon kann Audioinformationen in einen Computer eingeben, daher ist ein Mikrofon ein Eingabegerät. ).

Klassifizierung von Mikrofonen:

Mikrofone können aufgrund ihrer Energieumwandlungsprinzipien in zwei Typen unterteilt werden: elektrische Mikrofone und Kondensatormikrofone. Unter ihnen kann der elektrische Typ in dynamische Mikrofone und Aluminium-Bändchenmikrofone unterteilt werden.

Zu den gängigen kommerziellen Mikrofontypen gehören Kondensatormikrofone, Kristallmikrofone, Kohlemikrofone und dynamische Mikrofone.

Häufig verwendete Kondensatormikrofone nutzen zwei Energiequellen: Gleichstrom-Vorspannungsversorgung und Elektretfolie.

Sowohl Kondensatormikrofone als auch Kristallmikrofone wandeln Schallenergie in elektrische Energie um und erzeugen ein wechselndes elektrisches Feld. Kohlemikrofone nutzen eine Gleichspannungsquelle, um durch Schallschwingungen ihren Widerstand zu verändern und so akustische Signale in elektrische Signale umzuwandeln.

Kondensator-, Kristall- und Kohlenstoffmikrofone erzeugen alle ein Spannungssignal proportional zur Verschiebung der empfindlichen Membran, während dynamische Mikrofone ein Spannungssignal erzeugen, das proportional zur Vibrationsrate der empfindlichen Membran ist.

Das dynamische Mikrofon nutzt Permanentmagnete als Energiequelle und wandelt Schallenergie auf Basis des induktiven Effekts in elektrische Energie um.

Erweitertes Wissen:

Die meisten Mikrofone sind Elektret-Kondensatormikrofone (ECM), eine Technologie, die es schon seit Jahrzehnten gibt. Das ECM nutzt eine Membran aus Polymermaterial mit permanenter Ladungsisolierung. Im Vergleich zur Polymermembran von ECM ist die Leistung von MEMS-Mikrofonen bei unterschiedlichen Temperaturen sehr stabil und wird durch Temperatur, Vibration, Feuchtigkeit und Zeit nicht beeinflusst. Aufgrund ihrer starken Hitzebeständigkeit können MEMS-Mikrofone Hochtemperatur-Reflow-Löten bei 260 °C ohne Leistungseinbußen überstehen. Dadurch können sogar Audio-Debugging-Kosten während der Herstellung eingespart werden, da sich die Empfindlichkeit vor und nach der Montage nur minimal ändert. Derzeit wird die integrierte Schaltkreistechnologie immer häufiger bei der Herstellung von Sensoren und integrierten Schaltkreisen für Sensorschnittstellen eingesetzt. Dieses Mikrofertigungsverfahren bietet die Vorteile von Präzision, flexiblem Design, Miniaturisierung, Integration in Signalverarbeitungsschaltungen, niedrigen Kosten und Massenproduktion. Frühe Mikromikrofone basierten auf dem piezoresistiven Effekt. Es gibt Forschungsberichte, dass ein Mikrofon mit einem (1×1)cm2, 2μm dicken Polysiliziumfilm als empfindlicher Film hergestellt wurde. Ohne Spannung innerhalb des empfindlichen Films liegt die Resonanzfrequenz erster Ordnung eines so großen und dünnen Polysiliziumfilms jedoch unter 300 Hz. Die Resonanzfrequenz erster Ordnung in einem so niedrigen Frequenzbereich führt dazu, dass der Frequenzgang des Mikrofons im Hörfrequenzbereich extrem ungleichmäßig ist (die Änderung der Empfindlichkeit beträgt mehr als 40 dB), was für Mikrofonanwendungen nicht akzeptabel ist. Bei einer Zugspannung in der empfindlichen Folie erhöht sich deren Resonanzfrequenz auf Kosten der Empfindlichkeit. Natürlich kann durch Anpassen der Größe des empfindlichen Films eine höhere Resonanzfrequenz erster Ordnung erreicht werden, aber dadurch wird die Empfindlichkeit immer noch verringert. Es zeigt sich, dass die piezoresistive Lösung für die Herstellung von Mikromikrofonen nicht geeignet ist.

Eine praktikable Lösung besteht darin, eine kapazitive Lösung zu verwenden, um ein Miniaturmikrofon zu erstellen. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass alle Materialien, die im Herstellungsprozess integrierter Schaltkreise verwendet werden, für die Sensorherstellung verwendet werden können. Allerdings ist es recht schwierig, Mikromikrofone im Single-Chip-Verfahren herzustellen, da zwischen den beiden Kondensatorplatten nur ein kleiner Spalt im Luftmedium vorhanden sein darf. Darüber hinaus ist es aufgrund von Größenbeschränkungen bei manchen Anwendungen schwierig, die Vorspannung einzuhalten. Aufgrund der oben genannten Probleme wird derzeit an Kondensatormikrofonen geforscht.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Spalte „FAQ“!

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