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电容麦克风选择，ECM还是MEMS 电容麦克风选择，ECM还是MEMS

作者： Kevin Chow 2019-12-09

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工程

音频/视频处理

机电

麦克风 (Microphone) 是一种将声音转化成电能的零部件，在现今多媒体化及智能产品不可缺少。除了频率范围的要求，了解了其基本技术原理、特性、其他参数及处理工序等，工程师在选料上亦会事半功倍。

现在市场上较普遍应用“驻极体电容 (Electret Condenser)”及“压电式 (MEMS)”麦克风。

图1，通过DigiKey网站，可根据主要参数搜索麦克风产品

驻极体电容麦克风

驻极体电容麦克风（Electret Condenser Microphone）, 或称ECM麦克风，是以电容的充电/放电原理工作的，其以隔膜作为电容器的一面，由于声音的振动会产生板与板之间的电荷变化，以此作传递信号。

图2，ECM麦克风

由于这种经震动而产生的传递声效是纯机电 (electromechanical) 原理，其最大优点在于能覆盖全声频响应 (0-20kHZ)，且失真度低；可惜在其技术原理限制下，一般体积较大，因此较常应用于空间限制不大而对音质要求较高的场合，例如外置手提麦克风。EMC的另一缺点是不能进行回流焊，及容易受热影响及损坏，故在手动焊锡时需要有特别和严谨的上锡步骤及工具。

压电式麦克风

压电式(MEMS)麦克风，或简称MEMS麦克风，是半导体技术的制成品。MEMS 在功能上、可靠性及生产工序上与EMC相比有较多优点：

图3，MEMS麦克风

1.MEMS麦克风可进行回流焊，但ECM不能。

2.MEMS麦克风具有比ECM更高的“性能密度 (Performance Density) ”。意思是在同一封装体积下， MEMS麦克风具有比ECM更佳的噪声性能(Noise Performance)，即MEMS麦克风的噪声是可进行评估及消除的。在温度改变的情况下，MEMS麦克风的敏感度 (Sensitivity) 变化较小。

3.ECM的敏感度在其工作温度范围内的漂移 (drift) 多达+/-4dB，而MEMS麦克风的敏感度在相同范围内只会漂移约0.5dB。

图4，不同麦克风的温度敏感度表现

4.MEMS麦克风具有比ECM更低的振动敏感度 (Vibration Sensitivity)。由于MEMS麦克风的质量一般低于ECM，因此对系统中振动的响应较小，振动对其性能的影响也较少。

5.如以零部件对比 (Part-to-Part)，MEMS麦克风具有比ECM更稳定且一致的频率响应，意思是在两类型麦克风中，各选一款具有大致相同频率响应的产品，之后分别在每类型产品中随机抽样作分析，特别是关注其在高频和低频的表现，实验发现MEMS 麦克风会有较稳定及一致的结果，这表明应用MEMS的最终产品也会有较稳定的表现。

MEMS麦克风拥有不少优点，故已多方面应用于不同范畴的产品，例如智能手机、平板电脑、助听器汽车、耳机及智能家居等。

在两者中，还有其他参数选料时需要注意，例如阻抗、信噪比 (SNR)及额定电压，这对工程师的电路设计及产品应用 (发声源与麦克风之间距离及位置要求)都会有一定影响。

图5，麦克风选料需要考虑的其他参数