マイコンシステムにおいてマイクはどのような機器に属しますか?

マイコンシステムでは、マイクは「入力デバイス」です。入力デバイスは、コマンド、プログラム、データ、テキスト、グラフィックス、画像、オーディオおよびビデオ情報をコンピュータに入力するために使用され、マイクは音声信号を電気信号に変換するエネルギー変換デバイスであり、コンピュータに音声情報を入力できます。マイクは入力デバイスです。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

マイコン システムでは、マイクは「入力デバイス」です。

入力装置: コンピュータにデータや情報を入力する装置で、コマンド、プログラム、データ、テキスト、グラフィックス、画像、音声、ビデオなどの情報をコンピュータに入力するために使用されます。

キーボード、マウス、カメラ、スキャナ、ライトペン、手書き入力パッド、ジョイスティック、音声入力デバイスなどはすべて入力デバイスです。 音声入力デバイスにはマイクが含まれています。

マイク、学名はmiconic、英語のmicrophone（マイク）を訳したもので、マイク、マイクとも呼ばれます。 マイクは、音声信号を電気信号に変換するエネルギー変換デバイスです (マイクは音声情報をコンピュータに入力できるため、マイクは入力デバイスです。)。

マイクロホンの分類:

マイクロホンは、そのエネルギー変換原理に基づいて、電気マイクロホンとコンデンサーマイクロホンの 2 つのタイプに分類できます。このうち電気式はダイナミックマイクとアルミリボンマイクに細分化されます。

一般的な市販のマイクの種類には、コンデンサー マイク、クリスタル マイク、カーボン マイク、ダイナミック マイクなどがあります。

コンデンサーマイクで一般的に使用されるエネルギー源は、DC バイアス電源とエレクトレット フィルムの 2 つです。

コンデンサーマイクとクリスタルマイクはどちらも、音エネルギーを電気エネルギーに変換し、変化する電界を生成します。カーボンマイクは、DC 電圧源を使用して音の振動によって抵抗を変化させ、それによって音響信号を電気信号に変換します。

コンデンサー、クリスタル、カーボン マイクはすべて、感応膜の変位に比例する電圧信号を生成しますが、ダイナミック マイクは感応膜の振動速度に比例する電圧信号を生成します。

ダイナミック マイクは、エネルギー源として永久磁石を使用し、誘導効果に基づいて音エネルギーを電気エネルギーに変換します。

拡張知識:

ほとんどのマイクはエレクトレット コンデンサー マイク (ECM) であり、数十年前から存在するテクノロジーです。 ECM は、永久的な電荷分離を備えたポリマー材料のダイヤフラムを利用して機能します。 ECM のポリマー ダイアフラムと比較して、MEMS マイクの性能はさまざまな温度で非常に安定しており、温度、振動、湿度、時間の影響を受けません。 MEMSマイクは耐熱性が高いため、260℃の高温リフローはんだ付けにも性能を変えることなく耐えられます。これにより、組み立て前後の感度の変化が最小限に抑えられるため、製造時のオーディオ デバッグ コストも節約できます。現在、集積回路技術は、センサーおよびセンサーインターフェース集積回路の製造にますます広く使用されています。この微細製造プロセスは、高精度、柔軟な設計、小型化、信号処理回路との統合、低コスト、大量生産などの利点を持っています。初期のマイクロフォンはピエゾ抵抗効果を利用したもので、(1×1)cm2、厚さ2μmのポリシリコン膜を感応膜としたマイクロフォンを作製したという研究報告がある。しかし、感応膜内に応力が存在しない場合、このような大きくて薄いポリシリコン膜の一次共振周波数は 300 Hz よりも低くなります。このような低い周波数範囲の一次共振周波数により、可聴周波数範囲内でマイクロフォンの周波数応答が極端に不均一になり (感度の変化が 40dB を超える)、これはマイクロフォンの用途には容認できません。感応性フィルムに引張応力がある場合、その共振周波数は感度を犠牲にして増加します。もちろん、感応膜のサイズを調整することでより高い一次共振周波数を得ることができますが、それでも感度は低下します。ピエゾ抵抗ソリューションはマイクロ マイクの製造には適していないことがわかります。

実現可能な解決策は、容量性ソリューションを使用して小型マイクを作成することです。このアプローチの利点は、集積回路の製造プロセスで使用されるすべての材料をセンサーの製造に使用できることです。ただし、2 つのコンデンサ プレート間の空気媒体には小さな隙間しか存在できないため、シングル チップ プロセスを使用してマイクロマイクを製造することは非常に困難です。さらに、サイズの制限により、一部のアプリケーションではバイアス電圧を満たすことが困難です。上記の問題に基づいて、コンデンサーマイクの研究が続けられています。

関連する知識については、FAQ コラムをご覧ください。

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