Comment fonctionne un micro téléphone : Des ondes sonores aux signaux électriques
Le micro est le **transducteur** qui convertit votre voix (énergie acoustique) en signal électrique que le réseau peut transmettre. Voici la physique, étape par étape.
Principe core : Capacitance variable (Condensateur Electret) — Standard depuis 1970s
Micros téléphone modernes (smartphones, fixes, casques) sont **micros condensateur electret (ECM)** ou **micros MEMS** (version silicium). Les deux marchent sur changement capacitance.
Structure
- Membrane : Film polymère ultra-fin (ECM) ou membrane silicium (MEMS) — **métallisée** (or/pulvérisé) = électrode mobile.
- Plaque fixe : Plaque métal fixe (ECM) ou structure silicium (MEMS) avec **charge electret** (champ électrostatique permanent) ou tension bias externe.
- Gap air : ~quelques microns. Forme un **condensateur** :
C = ε₀A / d.
Chaîne signal
- Onde pression sonore frappe membrane → **déflexion (Δd)** proportionnelle à pression.
- Capacitance change :
ΔC = -ε₀A Δd / d²(carré inverse). - Charge constante (Electret) → Tension varie :
Q = C·V→ΔV = -Q ΔC / C². **Son → Tension**. - Convertisseur impédance JFET (intégré ECM/MEMS) : Haute-Z capsule → basse-Z sortie (≈1–2 kΩ).
- Préamp / ADC (dans SoC téléphone / codec) : Gain (~20–30 dB), filtre passe-haut (HPF @ 100–200 Hz), numérise (PDM pour MEMS, PCM pour ECM).
- Pipeline DSP : AEC (Annulation écho acoustique), NS (Suppression bruit), AGC (Contrôle gain auto), Beamforming (multi-mic).
- Codec → Modem → Réseau.
Legacy : Micro granules carbone (Pré-1980 fixes)
- Granules carbone dans capsule. Pression voix → résistance contact granules change → modulation courant (bias DC depuis central).
- Sortie haute, pas amp requis. Bruité, non-linéaire, fragile. Obsolète.
Spécs clés (MEMS moderne)
| Paramètre | Typique |
|---|---|
| Sensibilité | -26 à -38 dBV/Pa (≈5–50 mV/Pa) |
| SNR | 60–70 dB(A) |
| Réponse fréquence | 100 Hz – 10 kHz (bande voix) / 20 Hz – 20 kHz (large bande) |
| Taille | 2,75 × 1,85 × 0,9 mm (analog) / 2,5 × 1,6 × 0,7 mm (PDM digital) |
| Courant | 150–500 µA |
Duplex = Deux micros (minimum)
- Primaire (bas) : Près bouche — prise voix.
- Secondaire (haut/arrière) : Référence bruit ambiant → **beamforming + AEC** annule écho retour & fond.
- Troisième (optionnel) : Bruit seul (ex: rejet vent).
Votre voix bouge membrane microns. Ça bouge charge. Ça devient bits. Ça traverse océans. **Physique → Information.**