電子論文駐極體話筒極頭設計與制造淺析

　　一.前言：

　　駐極體話筒產品的對檔率反映的是麥克風在某一靈敏度下的產品集中度，對于客戶來說，他需要的是某一些dB范圍內的產品，在某種意義上講它就是產品的合格率。因此對檔率這個指標的高低，與企業的經濟效益密切相關，而努力提高對檔率則是咪頭生產企業的奮斗目標。

　　影響靈敏度(dB)對檔(一致性)的因素很多，綜合來看有以下五個方面：

　　1.1.振膜或背極極化電壓的穩定性、一致性。

　　1.2.極頭部分，振膜與背極之間的穩定性及間距

　　的 一致性(軸向誤差)，極片之間的

　　同軸 度、一致性(徑向誤差)。

　　1.3.振膜張力、厚度的一致性。

　　1.4.背極板的平整度，粗糙度的一致性。

　　1.5.FET管夸導的一致性。

　　2　制造工藝方面對靈敏度一致性(對檔率)的影響的分析。

　　2.1 極化工藝

　　振膜或背極的極化電壓均勻性以及老化后的極化電位的穩定性，一致性對產品的對檔率提高很重要，極化儀應能提供穩定而均勻的高壓電場和恒定的極化電流。

　　用TSD(Thermaily Stimulated Discharge)電流譜線的測量和利用熱脈沖技術的確定等實驗手段，對駐極體材料進行恒流電暈充電研究表明;

　　• 1.在整個充電周期內，恒流電暈充電 注入樣品的電流是一常數，即電流恒定不變。而恒壓電暈充電的電流，在充電開始的瞬間，

　　• 2. 恒壓電暈充電在開始的瞬間，注入電流的大部分僅沉積于表面阱內，隨后因電流呈指數規律下降，使材料體內的深阱不能再注入電流。

　　• 3.恒流電暈充電因電流不變，表面阱充滿后，因電流密度比恒壓充電大。可使電荷層向駐極體內遷移使更多的電荷注入駐極體內。 特別是在高溫條件下注極后，大大地增加了深阱捕獲電荷的比例，它對減少捕獲電荷的脫阱率和延長駐極體電荷的存佇壽命，都是非常有利的。

　　• 　組裝工藝方式因產品不同而不同，其中最典型的背極式，咪頭的背極與腔體的裝配工藝，在按壓背極入腔體時，背極的FEP膜在墊板上滑動，如果墊板是比較粗糙的紙質時，由磨擦產生的靜電將使背極額外產生十幾至幾十伏的浮面電壓，而影響咪頭的對檔率，因此選取擇合適的裝配用墊板也是很重要的。

　　• 現有的滾邊機由凸輪機構組成，滾邊的壓頭和壓緊凸輪成杠桿加力關系。凸輪的升程是固定的，而滾邊側的咪頭高度存在一定的軸向公差，這樣就造成滾邊時有的咪頭受力大有的咪頭受力小;且生產時往往用多臺滾邊機同時工作，而各操作者在調整也未能做到壓力一致，這也造成咪頭滾邊時，松緊不一，這也間接影響極頭—振膜與背極的間距，從而影響對檔率。

　　• 2.4.1 對于Ф9系列一般背極與FET管的G極用點焊連接。點焊參數的調整，電流大小，保壓時間也很重要，如參數調整的不好，使背極受熱變形，從而影響極間距，使對檔率離散。

　　• 2.4.2 對于Ф6系列以下的咪頭，由于焊錫時，有時為追求高效率而不適當的提高焊接溫度，且各人焊的時間有長有短，這個熱時傳到駐極材料，而影響極化電位的高低，使對檔率離散。

　　3.極頭設計方面的分析

　　• 振膜與其背極之間的極間距離是影響對檔率的重要因素，它涉及到傳器的所有機械另件。

　　• 以軸向誤差來講主要是聚脂墊片的公差，背極的平整度、粗糙度、毛刺高度、腔體的平行度。

　　• 其次是徑向誤差(同軸度)，很明顯當兩個極片同軸時他們的電容量達到最大。

　　間隙范圍通常較大從而造成極片的同軸度誤差較大，這就造成這樣的結果;當來料的誤差在下限時，間隙較小，極片的同軸度誤差較小，電容量一致性較好，從而產品對檔率較高，當來料的誤差在上限時，間隙較大，極片同軸度差，電容量一致性差，從而使對檔率降低。造成產品質量的不穩定，這些來料對質檢部門檢驗是合格的，但在生產上會造成對檔率時高、時低，查找原因也困難。因此提高極頭的設計，制造精度，就可以提高產品的對檔率。

　　除了提高極頭的設計，制造精度以外,我們還可以采用當的工藝手段來提高零件制造誤差的一致性。

　　4.為什么小直徑咪頭對檔率較低?

　　• 我們在生產統計中看到，一般來說較大直徑的傳聲器簡稱咪頭如Ф9 mm系列比Ф6 mm、Ф4 mm等系列的咪頭的對檔率要高，靈敏度也容易做高，這一點從理論上說也是合理的，大直徑的咪頭和小直咪頭在相等的極間距、極化電壓、振膜厚度等和相同聲壓的作用下，大直徑咪頭的振膜上所獲得的振幅要大于小直徑咪頭所獲得的振幅，大直徑咪頭極間電容C1要大于小直徑咪頭極間電容C2，由于振幅大，電容的變化量△C1>△C2，充放電作用強。因此相同條件下大直徑咪頭可以獲得較高的靈敏度。這一點從我們以往的對比實驗中也可以得到證明，見表二;

　　• 小直徑咪頭由于受到直徑的限制，要想提高靈敏度主要依靠①、減少極間距離來增大電容量;②、提高極化電壓來達到目的，而這兩條措施在提高了小直徑咪頭的靈敏感度的同時，也加大了對檔的離散性。為什么這樣說?首先我們來看極化電壓對極間距離的影響：假如設極間距離是個零公差的理想距離，那么極化電壓只與靈敏度有關，而不影響對檔率。但是現實條件下極間距、同軸度、平行度是存在誤差的，那么極化電壓與極間距離發生相互作用而影響對檔率。

　　• 這是因為在極頭這個空氣電容器內由駐極體形成的電場，其電場強度是隨著極間距離的大小呈梯度改變的。我們引入一個單位距離的電場，電位變化量△V的概念，極化電壓升高，△V也升高，增加了不同極間距離的電場電位變化量，從而使靈敏度的離散性增大(即對檔變差)。從另一個方面來看，我們引入一個極間距——相對徑向誤差與相對軸向誤差的概念，即相對徑向誤差A=△X/D(△X為徑向誤差;D為外殼內徑)。相對軸向誤差B=△Y/L(△Y為軸向誤差;L為極間距)，根據前述的產品的徑向誤差范圍的統計，大直徑的咪頭和小直徑的咪頭的△X值基本一樣，而D大>D小所以大直徑咪頭的相對徑向誤差(A大

　　• 再看相對軸向誤差B。由于△Y主要是墊片的公差和滾邊壓邊引起的壓縮量誤差，以及不平行度誤差，因此也可以為大小直徑咪頭也差不多。故此比上極間距L后(一般大直徑咪頭的極間距比小直徑咪頭的極間距大)大直徑咪頭的相對軸向誤差(B大

　　5. 單極FET放大的傳聲器，靈敏度范圍的分析：

　　.5.2.從這個曲線可看到隨著靈敏度的增加，輸出電壓呈指數規律增加。

　　在高靈敏度區間，如(-15dB)-(-20dB)，僅有5個dB的差值，而輸出電壓的差值高達77.8 mv。再看較高靈敏度區間，如(-35dB)-(-40dB)，同樣是5個dB的差值，輸出電壓的差值僅7.78 mv,兩者相差10倍之多。而較低靈敏度區間，如(-45dB)-(-50dB)，同樣是5個dB的差值，輸出電壓的差值僅2.46 mv。對于φ10以下的傳聲器，其極頭輸出有限，加上FET管的放大，他們呈線性增長關系。因此過高的靈敏度要求是不合適的。它應工作在曲線的平緩工作段，如(-35dB)-(-60dB)較合適，如果需要更高靈敏度的傳聲器，應采用兩級以上的IC放大來實現。

　　6. 結論與建議

　　• 結合上述的分析以目前的制造水平敝開極化電位的穩定性以及FET管夸導的離散性因素的影響可以總結出2個規律：

　　• (1).同一直徑的咪頭如要極頭精度不變，在升高極化電壓使靈敏度升高的同時則對檔率降低。

　　• (2).同一靈敏度的咪頭，咪頭直徑越小，極化電壓越高則對檔率越低。

　　• 這些規律告訴我們：

　　• 1、如果要采用升高極化電壓來提高靈敏度的話，則極頭的制造精度也應做相應的提高。

　　• 2、對于不同直徑的咪頭存在一個不同的靈敏度對檔率區間。我們可以將對檔率劃分為高、中、低三個區或高低兩個區間。

　　• 假定對于Ф9系列的咪頭85%以上為高對檔區間對應的靈敏度范圍是-44dB—-60 dB;60%—85%為中對檔區間，對應的靈敏度范圍是-35 dB—-43dB;40%—60%以下為低對檔區間，對應的靈敏度范圍是-25dB—-34 dB。對于Ф6系列假定85%以上為-48 dB—-60 dB，60%-85%為-40 dB—-47 dB;40%-60D%以下為-32 dB—-30 dB;產品銷售人員明白這個道理后，可以對客戶的對靈敏度的要求和我們的成本做到心中有數，從而制定相應的銷售策略，引導客戶購買我們對檔范圍高的產品。在設計上我們可以運用這些規律優化產品設計，使高對檔率的靈敏度范圍得到擴展，從而大幅度的提高企業的經濟效益。