本实用新型涉及一种对微弱信号拾音精确的高保真MIC。
背景技术：
MIC又称传声器或麦克风，顾名思义就是通过感知空气震动或流动，并将这种震动或流动转化为与之对应的电信号输出的传感器。目前传统MIC的工作原理是：外界声音经外壳音孔、背极板孔使背极膜（振膜）振动，改变平行板电容器两平行板之间的距离，使电容量对应的变化，由于驻极体（极板）薄膜预先充有稳定的电荷，电容量的改变导致平行板电容器两端的电压数值对应的改变，电压数值的改变通过金属撑环与极板、外壳部件形成导电回路分别通过中间PCB接到场效应管的栅极和源极，场效应管工作，经场效应管放大后，信号从传声器输出。
传统MIC可以感知外界声音震动信号，并将这种信号转化为电信号，实现了声电转换功能，满足了声音感应方便的需求，在目前的声音感知领域应用非常广泛。但是，传统MIC虽然具有以上优点，但是存在以下不足之处：灵敏度不高，仅适合对声音灵敏度要求不高的场合，如公共场所的监控场合，而对于要求较高的音乐录制场合、采访场合、声音分辨场合，传统MIC已经不能胜任。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是针对上述不足提供一种结构合理，体积小巧，灵敏度较高，声音传递精确，失真小，特别适合感应微弱或复杂声音信号，且使用寿命长的一种对微弱信号拾音精确的高保真MIC。
为解决上述技术问题，本对微弱信号拾音精确的高保真MIC的结构特点是：包括一端向上开口的圆筒状外壳，外壳内腔底部对应设有金属垫环，金属垫环的外端面固定粘贴有振膜，振膜表面镀镍，外壳内腔中还设有与振膜周边贴紧配合的绝缘环，外壳内腔中还设有与绝缘环按压配合且预充电的圆形极板，外壳内腔中还设有与极板边部按压配合且电连接的金属撑环，外壳口部设有与金属撑环按压配合且电连接的电路板，电路板外侧设有接线端子，外壳口部固设有将上述各部件压紧在一起的内翻边；所述极板上设有极板气孔，电路板上设有电路板气孔，外壳底部设有与振膜中心位置对应的气流孔，电路板气孔和极板气孔都是朝向金属撑环内壁中部倾斜的斜孔，极板气孔位于气流孔孔边轨迹外侧，所述振膜中心部为与气流孔对应的弧面，弧面口部朝向气流孔设置；与弧面相连的振膜部分为绕弧面设置的弧槽环，弧槽环横截面呈C形，弧槽环口部朝向极板气孔设置；电路板内侧壁上通过固接机构固定安装有与电路板气孔一一对应连接的导向管，导向管从电路板气孔向临近的金属撑环内壁中部延伸设置，导向管末端固接有向对应极板气孔圆滑过度弯曲的弯管；弯管内壁上固设有若干沿管壁从上向下弯曲延伸设置的导向板，导向板位于弯管转向的外圈侧内壁上。
本结构的对微弱信号拾音精确的高保真MIC是通过差动式弧罩集音结构来实现结构合理，体积小巧，灵敏度较高，声音传递精确，失真小，特别适合感应微弱或复杂声音信号，且使用寿命长的。
差动式弧罩集音结构主要包括设置在外壳中的振膜、极板和电路板,其中，振膜是一张具有弹性的膜片，振膜一侧面镀镍形成镍层，镍层能随振膜同步移动。振膜边侧拉紧后，振膜有镍层的一侧面粘贴在金属垫环外侧面上，这样，振膜便在金属垫环的支撑下呈平面状，且振膜与金属垫环构成电连接。在本专利中，振膜和极板之间设置有绝缘环，振膜和极板在绝缘环的支撑下平行间隔开来，两者构成了平行板电容器，振膜和极板分别为电容器的两个电极板。其中，振膜上的镍层通过金属垫环和壳体与电路板电连接，而极板通过金属撑环直接与电路板电连接。在本专利中，极板上设有贯通极板两侧的极板气孔，电路板上也设置有贯通电路板两侧的电路板气孔，壳体底面上也设置有气流孔。这样，振膜上侧面通过极板气孔和电路板气孔与外界大气相连，为方便叙述，称之为第二声道；振膜下侧面则通过气流孔直接与外界大气相通，为方便叙述，称之为第一声道。因为振膜两侧都有声道，振膜前后通透，因此振膜在感知声音时，相比只有一个声道的传统MIC，具有更加宽广的振动幅度，因此感知声音的灵敏性更高。特别是在本专利中，第一声道的路径为直线，较短，且只需穿过气流孔即可，第二声道的路径呈L形或C形，较长，且需要穿过电路板气孔和极板气孔，因此两者在结构上就构成了一个微小的传递差，且当气流孔正对声源时，此差值最大。这个传递差反应在振膜上，相比只有一个声道的传统MIC，就会在振动幅度上多产生一个振动差，因此灵敏度更高。
在本专利中，电路板气孔和极板气孔都是朝向金属撑环内壁中部倾斜的斜孔，这样声音传递通道会沿倾斜的电路板气孔和极板气孔进行传递，进一步增大了前述声音的传递差，使灵敏度更高。在本专利中，所述振膜中心部是一个球冠状的弧面，且该弧面的口部正对气流孔设置。这样设置的目的是，弧面设置的振膜中心部相对于具有平板状振膜的传统MIC而言，不但具有更大的声音接收面积，而且弧面口部朝向气流孔能够收集强化声音信号，两者共同促成振膜振动更灵敏，特别适合感应微弱或复杂声音信号。在本专利中，与弧面相连的振膜部分为绕弧面设置的弧槽环，极板气孔位于气流孔孔边轨迹外侧，极板气孔与弧槽环对应设置。类似的，弧槽环横截面呈中部向气流孔所在侧延伸的C形，也即弧槽环口部朝向极板气孔设置。这样设置的作用，也是增大弧槽环部分振膜的感受声音面积同时强化收集声音能力，进而达到提高感应声音灵敏度的作用。
在本专利中，电路板内侧壁上通过固接机构安装有导向管，导向管的位置与电路板气孔一一对应设置。导向管上端也与电路板气孔下端对应连通设置，导向管下端向临近的金属撑环内壁中部延伸设置。导向管的主要作用之一就是对电路板气孔传来的声音进行导向，使其在导向管内沿导向管延伸方向传递，也即从电路板气孔向金属撑环内壁中部传递。这样，在导向管的导向作用下，声音不但能够更精确、更快速地进行传递，而且还不会有损失和衰减，极大保证了声音传递中的完整性，在感应微小声音时这种优势更加突出。在本专利中，电路板气孔和极板气孔的数量是相同的，因此电路板气孔、导向管和极板气孔是相互对应设置。在本专利中，每个导向管的末端都固接有一个弯管，弯管从导向管末端向对应的极板气孔圆滑过度弯曲设置。弯管的主要作用就是引导声音传递进行变向，也即声音在导向管引导下从电路板气孔向金属撑环内壁中部传递后，再在弯管的引导作用下由金属撑环内壁中部向极板气孔方向传递，从而顺利完成声音传递的整个过程。在本专利中，弯管的长度远比导向管长度短，这样可以大大减弱因为变向对声音传递造成的窜流或者扰动，有助于保证传递过程中的声音质量。在本专利中，弯管内壁上固设有若干导向板，导向板沿弯管管壁内侧从上向下弯曲延伸设置。这样，相邻两个导向板和之间的弯管内壁构成了一个U形槽结构，U形槽结构可以对换向中的声音传递进行分流和定向，从根本上避免了声音在换向过程中产生的扰流，有效保证声音传递的保真性和不衰减。在本专利中，所述导向板位于弯管转向的外圈侧内壁上。因为弯管内壁的外圈部分对声音传递的转向作用最大，将导向板设置在外圈部分可以有效发挥导向板的导向作用，还能起到加强筋的作用，增强了导向管的结构强度。
作为改进，金属撑环和极板外周套装有绝缘套环。
为了防止金属撑环与外壳内壁接触而短路，金属撑环和极板外周套装有绝缘套环，绝缘套环可以将金属撑环和外壳隔离，从而提高本对微弱信号拾音精确的高保真MIC的稳定性。
作为进一步改进，外壳底部外侧粘贴有防尘网。
为了防止外界杂质通过气流孔进入本对微弱信号拾音精确的高保真MIC内部，在外壳底部外侧粘贴有防尘网，设置防尘网后可以滤除杂质，保证本对微弱信号拾音精确的高保真MIC的灵敏度和寿命。
作为改进，所述电路板气孔和极板气孔为靠近金属撑环一端大另一端小的圆锥孔。
因为电路板气孔和极板气孔为靠近金属撑环一端大另一端小的圆锥孔，因此外部声音进入外壳时，将先通过较小的外端孔然后再通过较大的内端孔，最后才能进入外壳内腔。在声音从电路板气孔较小外端孔向较大内端孔传递过程中，流经通道面积会逐渐变大，具有缓冲作用，加大了两声音通道的传递差，使差动传递效果更加明显。当声音从极板气孔的较大的圆锥孔内端向较小的外端传递时，具有集中传递声音，加强对振膜冲击力的作用，因此可以起到增强振膜振动幅度的效果，有助于提高灵敏度。
作为一种实现方式，所述固接机构包括固接在导向管顶端的固接环，固接环外周上固接有能与电路板内侧壁焊接在一起的金属爪。
本固接机构主要包括两部分结构，即固接环和金属爪。其中，固接环固定套装在导向管上端，与导向管同轴设置。所述金属爪均匀固接在固接环四周，金属爪上端面与固接环上端面在一个平面上，以便于固接环贴紧在电路板下侧面上。需要将导向管固定在电路板上时，只需用焊锡将金属爪与电路板内侧壁上的焊盘焊接在一起即可，操作非常简单。
作为改进，所述导向管为上端细下端粗的喇叭状结构，所述弯管远比导向管短。
将导向管设置为上细下粗的喇叭状，可以在引导声音传递的同时有效避免导向管内壁对声音的影响，从根本上避免了声音传递中的衰减。将弯管设计的远比导向管短，主要是为了让声音换向更加自然。
作为进一步改进，所述导向板的迎音端对应固接有端面圆滑的球冠体。
在导向板的迎音端也就是靠近电路板的一端设置球冠体后，在声音传递时，端面圆滑的球冠体对声音的阻碍作用最小，对声音传递产生的干扰也就越小，有效保证了对微小声音感应的不失真性。
综上所述，采用这种结构的对微弱信号拾音精确的高保真MIC，结构合理，体积小巧，灵敏度较高，声音传递精确，失真小，特别适合感应微弱或复杂声音信号，且使用寿命长，尤其适合在空间较小的气流检测场合如电子烟上使用。
附图说明
结合附图对本实用新型做进一步详细说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型内部传递路径示意图；
图3为极板气孔、振膜和气流孔的配合结构示意图；
图4为弧面、弧槽环和振膜的剖面结构示意图；
图5为弧面、弧槽环和振膜的整体结构示意图；
图6为导向管、固接机构的配合结构示意图；
图7为导向管的半剖视图；
图8为导向管和球冠体的配合结构示意图。
具体实施方式
如图所示，该对微弱信号拾音精确的高保真MIC包括一端向上开口的圆筒状外壳1，外壳内腔底部对应设有金属垫环01，金属垫环的外端面固定粘贴有振膜4，振膜表面镀镍。外壳内腔中还设有与振膜周边贴紧配合的绝缘环3，外壳内腔中还设有与绝缘环按压配合且预充电的圆形极板2。外壳内腔中还设有与极板边部按压配合且电连接的金属撑环5，外壳口部设有与金属撑环按压配合且电连接的电路板6。电路板外侧设有接线端子7，外壳口部固设有将上述各部件压紧在一起的内翻边00。所述极板上设有极板气孔11，电路板上设有电路板气孔12，外壳底部设有与振膜中心位置对应的气流孔8。电路板气孔和极板气孔都是朝向金属撑环内壁中部倾斜的斜孔，极板气孔位于气流孔孔边轨迹外侧。所述振膜中心部为与气流孔对应的弧面02，弧面口部朝向气流孔设置；与弧面相连的振膜部分为绕弧面设置的弧槽环03，弧槽环横截面呈C形，弧槽环口部朝向极板气孔设置。
在本实施例中，对微弱信号拾音精确的高保真MIC主要包括设置在外壳中的振膜、极板和电路板,其中，振膜是一张具有弹性的膜片，振膜一侧面镀镍形成镍层，镍层能随振膜同步移动。振膜边侧拉紧后，振膜有镍层的一侧面粘贴在金属垫环外侧面上，这样，振膜便在金属垫环的支撑下呈平面状，且振膜与金属垫环构成电连接。在本专利中，振膜和极板之间设置有绝缘环，振膜和极板在绝缘环的支撑下平行间隔开来，两者构成了平行板电容器，振膜和极板分别为电容器的两个电极板。其中，振膜上的镍层通过金属垫环和壳体与电路板电连接，而极板通过金属撑环直接与电路板电连接。在本专利中，极板上设有贯通极板两侧的极板气孔，电路板上也设置有贯通电路板两侧的电路板气孔，壳体底面上也设置有气流孔。这样，振膜上侧面通过极板气孔和电路板气孔与外界大气相连，为方便叙述，称之为第二声道；振膜下侧面则通过气流孔直接与外界大气相通，为方便叙述，称之为第一声道。因为振膜两侧都有声道，振膜前后通透，因此振膜在感知声音时，相比只有一个声道的传统MIC，具有更加宽广的振动幅度，因此感知声音的灵敏性更高。特别是在本专利中，第一声道的路径短且只需穿过气流孔即可，第二声道的路径长且需要穿过电路板气孔和极板气孔，因此两者在结构上就构成了一个微小的传递差，且当气流孔正对声源时，此差值最大。这个传递差反应在振膜上，相比只有一个声道的传统MIC，就会在振动幅度上多产生一个振动差，因此灵敏度更高。
在本专利中，电路板气孔和极板气孔都是朝向金属撑环内壁中部倾斜的斜孔，这样声音传递通道会沿倾斜的电路板气孔和极板气孔进行传递，进一步增大了前述声音的传递差，使灵敏度更高。在本专利中，所述振膜中心部是一个球冠状的弧面，且该弧面的口部正对气流孔设置。这样设置的目的是，弧面设置的振膜中心部相对于具有平板状振膜的传统MIC而言，不但具有更大的声音接收面积，而且弧面口部朝向气流孔能够收集强化声音信号，两者共同促成振膜振动更灵敏，特别适合感应微弱或复杂声音信号。在本专利中，与弧面相连的振膜部分为绕弧面设置的弧槽环，极板气孔位于气流孔孔边轨迹外侧，极板气孔与弧槽环对应设置。类似的，弧槽环横截面呈中部向气流孔所在侧延伸的C形，也即弧槽环口部朝向极板气孔设置。这样设置的作用，也是增大弧槽环部分振膜的感受声音面积同时强化收集声音能力，进而达到提高感应声音灵敏度的作用。
在本专利中，电路板内侧壁上通过固接机构安装有导向管04，导向管的位置与电路板气孔一一对应设置。导向管上端也与电路板气孔下端对应连通设置，导向管下端向临近的金属撑环内壁中部延伸设置。导向管的主要作用之一就是对电路板气孔传来的声音进行导向，使其在导向管内沿导向管延伸方向传递，也即从电路板气孔向金属撑环内壁中部传递。这样，在导向管的导向作用下，声音不但能够更准确、更快速地进行传递，而且还不会有损失和衰减，极大保证了声音传递中的完整性，在感应微小声音时这种优势更加突出。在本专利中，电路板气孔和极板气孔的数量是相同的，因此电路板气孔、导向管和极板气孔是相互对应设置。在本专利中，每个导向管的末端都固接有一个弯管05，弯管从导向管末端向对应的极板气孔圆滑过度弯曲设置。弯管的主要作用就是引导声音传递进行变向，也即声音在导向管引导下从电路板气孔向金属撑环内壁中部传递后，再在弯管的引导作用下由金属撑环内壁中部向极板气孔方向传递，从而顺利完成声音传递的整个过程。在本专利中，弯管的长度远比导向管长度短，这样可以大大减弱因为变向对声音传递造成的窜流或者扰动，有助于保证传递过程中的声音质量。在本专利中，弯管内壁上固设有若干导向板06，导向板沿弯管管壁内侧从上向下弯曲延伸设置。这样，相邻两个导向板和之间的弯管内壁构成了一个U形槽结构，U形槽结构可以对换向中的声音传递进行分流和定向，从根本上避免了声音在换向过程中产生的扰流，有效保证声音传递的保真性和不衰减。在本专利中，所述导向板位于弯管转向的外圈侧内壁上。因为弯管内壁的外圈部分对声音传递的转向作用最大，将导向板设置在外圈部分可以有效发挥导向板的导向作用，还能起到加强筋的作用，增强了导向管的结构强度。
在本实施例中，金属撑环和极板外周套装有绝缘套环9。为了防止金属撑环与外壳内壁接触而短路，金属撑环和极板外周套装有绝缘套环，绝缘套环可以将金属撑环和外壳隔离，从而提高本对微弱信号拾音精确的高保真MIC的稳定性。
在本实施例中，外壳底部外侧粘贴有防尘网10。为了防止外界杂质通过气流孔进入本对微弱信号拾音精确的高保真MIC内部，在外壳底部外侧粘贴有防尘网，设置防尘网后可以滤除杂质，保证本对微弱信号拾音精确的高保真MIC的灵敏度和寿命。
在本实施例中，所述电路板气孔和极板气孔为靠近金属撑环一端大另一端小的圆锥孔。因为电路板气孔和极板气孔为靠近金属撑环一端大另一端小的圆锥孔，因此外部声音进入外壳时，将先通过较小的外端孔然后再通过较大的内端孔，最后才能进入外壳内腔。在声音从电路板气孔较小外端孔向较大内端孔传递过程中，流经通道面积会逐渐变大，具有缓冲作用，加大了两声音通道的传递差，使差动传递效果更加明显。当声音从极板气孔的较大的圆锥孔内端向较小的外端传递时，具有集中传递声音，加强对振膜冲击力的作用，因此可以起到增强振膜振动幅度的效果，有助于提高灵敏度。
在本实施例中，所述固接机构包括固接在导向管顶端的固接环07，固接环外周上固接有能与电路板内侧壁焊接在一起的金属爪08。本固接机构主要包括两部分结构，即固接环和金属爪。其中，固接环固定套装在导向管上端，与导向管同轴设置。所述金属爪均匀固接在固接环四周，金属爪上端面与固接环上端面在一个平面上，以便于固接环贴紧在电路板下侧面上。需要将导向管固定在电路板上时，只需用焊锡将金属爪与电路板内侧壁上的焊盘焊接在一起即可，操作非常简单。
在本实施例中，所述导向管为上端细下端粗的喇叭状结构，所述弯管远比导向管短。将导向管设置为上细下粗的喇叭状，可以在引导声音传递的同时有效避免导向管内壁对声音的影响，从根本上避免了声音传递中的衰减。将弯管设计的远比导向管短，主要是为了让声音换向更加自然。
在本实施例中，所述导向板的迎音端对应固接有端面圆滑的球冠体09。在导向板的迎音端也就是靠近电路板的一端设置球冠体后，在声音传递时，端面圆滑的球冠体对声音的阻碍作用最小，对声音传递产生的干扰也就越小，有效保证了对微小声音感应的不失真性。