2025-12-05

测量麦克风常用接口概览

测量麦克风结构简单,但接口形式却相当多样:Lemo、BNC、Microdot、10-32 UNF、M5、SMB…… 不少刚入行的工程师都会问:

  • 为什么接口不能统一?
  • 为什么不同麦克风线缆不能互换?
  • 接口背后到底对应着哪些供电和信号方式?

本文从物理接口、供电方式、线缆特性以及典型应用选型几个维度,对测量麦克风常见接口做一个相对系统的梳理。


一、测量麦克风的主要物理接口

下面按物理接口类型,结合典型供电方式进行说明。

1. Lemo 接口(5-pin、7-pin)——外极化麦克风的经典方案

Lemo 是精密圆形多针接口,是外极化测量麦克风的主流选择。其中Lemo B系列是最常见的一类圆形自锁推拉式连接器,包含0B、1B、2B等。绝大多数标准测量传声器采用 Lemo 1B 系列接口。

接口特点

多针结构,可同时传输:

  • 麦克风信号(模拟)
  • 外极化高压(通常 200V)
  • 前置放大器供电
  • 校准/识别信号

机械锁紧非常可靠

适合实验室、计量、半消声室等高精度场合

外极化供电要点:

  • 极化电压常见为 200 V,部分系统可在 0 / 200 V 间切换
  • 极化电压稳定度会影响麦克风灵敏度,电压变化在工程上可近似视为与灵敏度变化近似成比例
  • 前置放大器通常另行供电(最大120V),通过多针接口一起传输
  • 最大输出电压可达50Vp
  • 电荷注入法的引脚
  • 独立的输出和接地,更低的噪声

在计量实验室、型式试验、声学标定和高精度半消声室测量中,“外极化麦克风 + Lemo 多针接口”几乎是标准配置。

2. BNC 接口——IEPE 麦克风最常见的外部接口

IEPE / ICP / CCP 等名称本质上指的是同一类技术路线:恒流源供电 + 信号与电源共线传输的电荷耦合前置放大体系(Constant Current Powering)。在这一体系下,最常见的物理接口就是同轴 BNC

接口与供电特点:

  • 同轴结构,适合模拟电压信号传输
  • 卡口式锁紧,插拔方便,可靠性高
  • 支持较长距离传输,抗干扰能力较好
  • 成本较低,通用性强

典型 IEPE 供电参数:

  • 恒流源电流:2-20mA,常见有2mA、4mA、8mA 等档位
  • 供电电压(compliance voltage):常见 18–24 V
  • 最大输出电压:一般8Vp

恒流电流过小或供电电压不足,会限制可输出的最大信号幅度,对可测最大声压级和线性范围有直接影响。

在工程噪声、NVH、环境噪声等日常测试中,“IEPE 麦克风 + BNC 接口”已经成为事实上的标准组合

3. Microdot(10-32 UNF / M5)——小型麦克风的轻量化接口

Microdot 是一种螺纹式微型同轴接口,广泛用于小尺寸传感器(小型测量麦克风、加速度计等),常使用10-32 UNF螺纹。

10-32 UNF 纯粹指英制细牙螺纹规格(公称直径 0.19 inch ≈ 4.826 mm,螺距1/32 inch ≈ 0.7938 mm),可作为 Microdot 接口的螺纹部分。固常用10-32 UNF 来指代Microdot 接口。
M5指公制螺纹规格(公称直径 5 mm,螺距0.8 mm),与 1032 UNF 尺寸接近,对尺寸要求不高的时候可以代替,一般用于加速度计/振动传声器。

接口特点

  • 非常小巧,适合轻量化
  • 螺纹锁紧,机械稳固
  • 常与 IEPE 供电体系搭配
  • 适合高速、短距离传输

当需要将麦克风布置在狭小空间、对传感器质量和尺寸敏感时,Microdot 是高密度、小型化布置的常见选择。

4. SMB 接口(SubMiniature B)——高密度、多通道或设备内部连接

SMB 是一种推锁式小型同轴接口。

接口特点

  • 小型化,可实现高密度通道布置
  • 推锁结构,插拔迅速
  • 高频性能优于 BNC
  • 更适合半固定的内部连接

SMB 更像“设备内部的工程连接器”。


三、接口扩展功能:TEDS 与智能识别

在多通道与系统集成场景中,TEDS(Transducer Electronic Data Sheet) 越来越常见:

  • 通过传感器或线缆内的小型存储器芯片,存储麦克风的:
  • 型号、序列号
  • 灵敏度
  • 校准日期等参数
  • 配套的前端或采集软件可以自动读取 TEDS 信息,实现:
  • 自动识别通道上的传感器类型
  • 自动加载灵敏度和校准系数
  • 减少人工录入错误
  • 降低校准工时、人力

在接口层面,TEDS 通常占用 Lemo 多针中的一部分引脚,或在特定 BNC 方案中通过叠加方式实现。因此,在规划系统接口时,建议提前考虑是否需要支持 TEDS 功能。


、为什么测量麦克风会有这么多接口?

综合以上内容,可以从三个角度理解接口多样性的原因:

  1. 极化与供电方式不同
  2. 外极化麦克风(需要约 200 V 极化)→ 适合多针接口(Lemo)
  3. 预极化 + IEPE 体系 → 适合同轴接口(BNC / Microdot / SMB)
  4. 使用场景不同
  5. 实验室 / 计量:高稳定性、多信号共缆、可靠锁紧 → Lemo
  6. 工程现场 / 环境监测:布线方便、通用性强 → BNC + IEPE
  7. 小型化 / 高密度阵列:体积、通道密度优先 → Microdot / SMB
  8. 设备寿命长,历史兼容性约束强
  9. 测量类设备常用寿命 10–20 年甚至更长
  10. 为避免用户大规模更换线缆和前端,厂商通常延续既有接口体系
  11. 在长生命周期约束下,“彻底统一接口”在工程上既不现实,收益也有限
应用场景常用接口主要特点
工程噪声、NVH、振动噪声测试BNC / Microdot布线方便,通道多,维护成本低
实验室精密测量、型式试验、计量标定Lemo 7-pin / 5-pin支持极化高压和多路信号,适合高精度、可溯源测量
声学阵列、多通道板卡系统Microdot / SMB通道密度高、布线紧凑,易于集成
环境噪声长期监测系统BNC / 防护型定制接口关注耐候性、防水、防盐雾以及远距离传输稳定性

因此,接口多样性更多是技术路线、应用场景与历史兼容性的综合折中,而不是“标准混乱”的简单结果。

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