前情回顾

麦克风与颤噪效应

我们能从唱片里面听到优美的音乐，这些优美音乐的源头是通过麦克风来收集。麦克风是一种声音转换为机械振动，再把机械振动转换成电信号的电子设备。在专业录音室里面，最常用的麦克风类型是电容式麦克风，电容式麦克风产生电信号的主体是两块电极板，电极板之间的距离很近，从而形成一个电容器。其中一块电极板是非常轻，非常薄的金属薄膜（或镀金处理的薄膜）用于将声音转换为机械振动。电容式麦克风使用时需要通电，当薄膜振动时就两个电极板之间的距离就会不断变化，电容量也会随之变化，使得电容两端的电压也随之变化，从而产生电信号。

但是电路中的电子元器件也会因为机械振动而产生不必要的电信号。颤噪效应就是描述电子设备中的某些组件将机械振动转换为我们不需要的电信号（也叫“噪音”）的现象。颤噪效应又叫“麦克风效应”，因为麦克风的工作原理就是将振动转换为电信号。

如果喜欢电子管放大器（俗称“胆机”）的音响发烧友们一定听过“麦克风效应”这个术语。因为电子管是最受麦克风效应影响的电子元件。在电子管里面通常包含阴极、栅极、阳极。电极之间存在等效电容。这些电极在受外力影响下也会产生振动，电极之间的距离就会不断变化，从而产生电信号。这些电信号并不是我们所需要的，但它们会经过放大电路后放大最终传送到扬声器里面。

在1962年，英国Mullard（大盾）公司就发表了一篇关于电子管麦克风效应的调查报告。他们针对电子管设计了三个加速度计，使用一个50mW功率（注意是这里的单位是“毫瓦”）的扬声器来发出不同频率的声音，用于模拟电子管在声波影响下的振动情况，再观察电子管上的加速度计读数。他们发现电子管的振动情况随着声音频率的变化，再特定频率下最大达到0.1g的加速度。以EF86这款电子管为例，他们发现在50mg加速度下因为麦克风效应，90%的电子管会产生低于320uV的栅极电压，如果在0.1g加速度下甚至能产生600uV的栅极电压。

再进一步的研究当中，Mullard将电子管放到振动台，由振动台产生不同特定频率的振动，再通过高倍数放大镜观察电子管内部各个部件的振动情况，目的是为了对电子管的零部件进行改进，减少麦克风效应。Mullard的主要做法是加强这些零部件的刚性和改变内部结构来减低麦克风效应。

晶体管的出现将颤噪效应大幅度降低

但是否意味着颤噪效应就从此不存在呢？

在电子管作为主流元件的年代，工程师会对电子管做避震处理。其中，在电子管计算机当中因为大量使用电子管的原因，必须要对电子管，或装有电子管的电路板做避震处理，从而减少麦克风效应，否则会引发各种各样的问题。最常见的解决办法就是在电子管外壳套上“阻尼器”，或者在电路板与机壳之间有减震处理，这两种解决办法在音频放大器部分也是很常见的。这些“阻尼器”是一个软性的胶圈，也有使用较重的黄铜管环。至于电路板与机壳之间也有使用橡胶垫隔离，甚至还有的放大器的电路板使用弹簧机壳进行隔离。通常的会在前级放大器，唱头放大器上使用，因为这类放大器的放大倍数比较高。

直到晶体管的出现，晶体管因为体积和效率方面的优势，在电子领域得到广泛的应用，同时也颤噪效应的问题也得到大幅度的减少。但是这是否意味着电路上的颤噪效应从此不存在呢？有的发烧友在DIY放大器时，用小棒子敲击一下PCB电路板，发现从扬声器里面听到与敲击PCB电路板一样的声音，这就是因为颤噪效应引起的声音。因为电路板上的其他部分，如电容器、PCB电路板本身，甚至音频线也是颤噪效应的来源。

对于电容器，某些陶瓷电容器也是颤噪效应的来源之一，它们也经常应用在音响设备里面。在工作时，陶瓷介质在外力影响下会产生形变，使得电极之间的距离不断发生变化，从而产生电压变化。同时，在介质在电场的作用下也会产生一些振动（电能转化为机械能的过程）从而产生噪音。于是，电子元件生产商也在想办法去改良来达到抑制元件在工作中产生的噪音问题。例如，KEMET Electronics Corporation（基美电子）就提出了一种解决办法，可以减少电容器在工作中所产生的噪音。对于PCB电路板而言，PCB电路板的布线也会存在分布电容的问题，只要收到外力影响下产生微小振动也会产生颤噪效应。同理，线材也会有这种情况，传输信号的导线与屏蔽层之间存在分布电容，在微小振动下也会产生颤噪效应。

颤噪效应是可以接受的（不可避免的）

经过以上简单的介绍，是不是瞬间觉得有危言耸听的感觉？一个音响系统里面，有那么多的电子元件，加上外力振动，或者自身产生振动，那么颤噪效应岂不是不可避免？的确！颤噪效应在电子设备里面是不可避免的发生，换个角度来说就是可以接受的，或者必须接受的。问题并不在于消除，而是在于通过技术手段（元件选取，减震手段等）来降低振动对电子元件的影响，把噪音降低到人耳听不到的范围，降低到对电子电路性能影响最小的程度，这才是最终的目的。

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