本实用新型涉及一种结构强度高的单指向高保真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，零部件少，连接牢靠，体积小巧，灵敏度较高，特别适合感应微弱或复杂声音信号，且使用寿命长的一种结构强度高的单指向高保真MIC。
为解决上述技术问题，本结构强度高的单指向高保真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；所述金属撑环内壁为上端和下端直径较小、中部直径较大且从上到下圆滑过度的弧形环面，弧形环面上均匀环设有从上向下延伸的分流板，相邻两分流板和对应弧形环面构成半包围槽。
本结构的结构强度高的单指向高保真MIC是通过差动式弧罩集音结构来实现结构合理，零部件少，连接牢靠，体积小巧，灵敏度较高，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，第二声道的路径为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，所述金属撑环内壁为弧形环面，弧形环面是指金属撑环内壁首先是一个圆环形的环面，其次，金属撑环内壁的上端和下端直径较小、中部直径较大，而且金属撑环内壁呈从上到下圆滑过度的弧形。如前所述，第二声道是由电路板气孔向金属撑环内壁中部延伸，然后再向极板气孔变向，因此弧形环面的设计正好与第二声道轨迹契合，有助于声音在第二声道的顺畅传递，避免了声音在传递过程中的衰减，保证了对微弱声音信号的灵敏性。在本专利中，弧形环面上均匀环设有从上向下延伸的分流板，相邻两分流板和对应弧形环面构成半包围槽。分流板的主要作用是对声音传递进行导向，使声音通过半包围槽传递，避免声音在较大的金属撑环内腔的传递过程中形成窜流或扰流，从根本上保证了声音传递过程中的音质。
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，从而提高本结构强度高的单指向高保真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结构强度高的单指向高保真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，保证本结构强度高的单指向高保真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。
作为改进，所述分流板靠近金属撑环中心线的边部为从分流板一边侧向另一边侧圆滑过度的弧边。
在本专利中，将分流板靠近金属撑环中心线的边部，也即迎向声音的边部设置为弧边后，因为弧边是从分流板一边侧向另一边侧，也即从分流板一板面向另一板面圆滑过度，因此声音传递到此后会进行自然分流，且不会对声音传递造成阻碍或衰减，有效保证了信号的不失真性。声音传递到分流板之间的半包围槽后，即沿半包围槽顺畅换向。
作为进一步改进，所述分流板上端面与电路板下端面按压配合且构成电连接，分流板下端与极板上端面按压配合且构成电连接。
在本专利中，分流板上端面与电路板下端面按压配合且构成电连接，分流板下端与极板上端面按压配合且构成电连接，相比于传统MIC，本专利与电路板和极板的电连接面积更大，电连接效果更好，金属撑环的承载效果也更可靠，在翻边压接时可以将整个MIC压接得更牢靠，从根本上保证了本专利的结构稳定性和性能稳定性。
综上所述，采用这种结构的结构强度高的单指向高保真MIC，结构合理，零部件少，连接牢靠，体积小巧，灵敏度较高，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为金属撑环的结构示意图；
图7为金属撑环的半剖视图；
图8为分流板、弧形环面和半包围槽的配合结构示意图。
具体实施方式
如图所示，该结构强度高的单指向高保真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，结构强度高的单指向高保真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，所述金属撑环内壁为弧形环面04，弧形环面是指金属撑环内壁首先是一个圆环形的环面，其次，金属撑环内壁的上端和下端直径较小、中部直径较大，而且金属撑环内壁呈从上到下圆滑过度的弧形。如前所述，第二声道是由电路板气孔向金属撑环内壁中部延伸，然后再向极板气孔变向，因此弧形环面的设计正好与第二声道轨迹契合，有助于声音在第二声道的顺畅传递，避免了声音在传递过程中的衰减，保证了对微弱声音信号的灵敏性。在本专利中，弧形环面上均匀环设有从上向下延伸的分流板05，相邻两分流板和对应弧形环面构成半包围槽06。分流板的主要作用是对声音传递进行导向，使声音通过半包围槽传递，避免声音在较大的金属撑环内腔的传递过程中形成窜流或扰流，从根本上保证了声音传递过程中的音质。
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，从而提高本结构强度高的单指向高保真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结构强度高的单指向高保真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，保证本结构强度高的单指向高保真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，所述分流板靠近金属撑环中心线的边部为从分流板一边侧向另一边侧圆滑过度的弧边07。在本专利中，将分流板靠近金属撑环中心线的边部，也即迎向声音的边部设置为弧边后，因为弧边是从分流板一边侧向另一边侧，也即从分流板一板面向另一板面圆滑过度，因此声音传递到此后会进行自然分流，且不会对声音传递造成阻碍或衰减，有效保证了信号的不失真性。声音传递到分流板之间的半包围槽后，即沿半包围槽顺畅换向。
在本实施例中，所述分流板上端面与电路板下端面按压配合且构成电连接，分流板下端与极板上端面按压配合且构成电连接。在本专利中，分流板上端面与电路板下端面按压配合且构成电连接，分流板下端与极板上端面按压配合且构成电连接，相比于传统MIC，本专利与电路板和极板的电连接面积更大，电连接效果更好，金属撑环的承载效果也更可靠，在翻边压接时可以将整个MIC压接得更牢靠，从根本上保证了本专利的结构稳定性和性能稳定性。