今天，清华中央主楼迎来了法兰西国总理 爱德华.菲利普进行讲演，中央主楼进行了严格的保安警戒。九点钟，我的办公室来了一位真正的飞行员，这是我们系熊志华教授的朋友，前天约好到我办公室讨论一个技术问题，如何将一个古老的（据说是产自原苏联）喉音拾音器与他的飞机上的无线电台连接起来。
戴上旧式飞行员头帽，回想起小时候看到的战斗飞行员的影片
以前从来没有考虑过这样一个场景，在飞机驾驶舱里使用话筒进行无线通话。战斗机、或者小型飞机的机舱，发动机的声音非常巨大，使用现在普通拾音器，即使放在嘴边，人的声音也全部淹没在噪声巨大的轰鸣当中。根据这位飞行员早年的经验，使用一种我从来没有听说过的，古老的喉音拾音器，便可以完美的解决这个事情。
佩戴喉音拾音器状态
带过来的喉音拾音器是他专门淘换出来一款旧的飞行帽中配件，只是由于它的输出阻抗无法与现在的无线电台连起来，需要中间制作一个阻抗转换的放大电路。
为什么这款麦克风能够神奇抑制驾驶舱内巨大的环境噪声？究竟其原理是什么？在得到飞行员朋友许可之后，迫不及待将这款喉音拾音器拆开一看究竟。
拆解喉音送话器
喉音送话器是一个真皮制作的长条形的袋子，手摸起来比较柔软。外部接有引线。使用小刀割开真皮包装，里面除了填充棉花之外，就是两个 大枣相仿的黑色拾音器。它们之间通过引线串联在一起，通过两条引线形成外部接口。对比普通的极柱体拾音器，或者动圈式话筒，这两个非常坚硬的黑色传感器从外观上根本看不到任何能够感知空气中声音的样子。这太神奇了，它怎么能够感受声音呢？
喉音送话器中的两个传感器
使用改锥卸掉引线上的螺丝钉，比较容易将传声器打开。它分为三个部分，上盖、底盖、传感器。在底盖上配有两个接触电极将圆柱形的声音传感器的外壳与中心电极引出。金属封装的声音传感器也非常坚固，上下两个底面在外力下能够稍微变形。显然这种结构对空气的震动非常不敏感。
喉音传感器拆开的结构
初步使用数字万用表测量传感器中心与外壁之间的电阻，大约在几百k欧姆，并且随着压力变化，这个电阻也在几百k欧姆到几兆欧姆之间变动。
仔细观察金属传感器，在圆柱体的侧面有一个黑色塑料螺丝。它已经使用固定漆封死，无法再进行转动。螺丝的作用究竟是什么，除非打开这个传感器，否则无法猜测到。
传感器侧面的螺丝
怀着好奇心打开它，一探究竟这个传感器的原理。金属壳还比较坚硬，使用钻头和斜口钳比较费力的才将输出电极一端打开。
打开金属外壳的声音传感器
掀开密封金属壳，显露出内部结构。这就是一个金属容器，里面盛放着黑色和金黄色的粉末，在金属盖中间有一个镀有黄金的圆柱电极，当初应该是插入粉末当中的。
传感器内部粉末与电极
放大镜下，黑色粉末呈现不规则的晶体形状。黄色粉末呈现为细碎的薄膜碎片，估计这应该是非常薄的金箔碎片。
传感器内部的粉末
如下就是一个喉音传感器的全部结构了。这个结构使我想起一种碳粉拾音器，但还是存在很大的疑惑。碳粉拾音器是通过拾音器前面的薄膜将空气的转动转换成碳粉的压力从而改变碳粉的电阻，再由外部电路转换成变化的电压信号。但这个传感器根本没有将空气转动转换成压力的薄膜。
喉音传感器的全部结构
对于黑色粉末是否是碳粉，只要点燃一下就可以测试出来。将粉末放在一张纸上，引燃纸张，会发现，黑色粉末根本不会燃烧。
燃烧黑色粉末
在灰烬中观察剩下的粉末，外观基本没有任何改变。只是其中的金色粉末消失了。估计是金箔在高温下融化成更小的颗粒和粉末，无法观测到了。因此，这种传感器不是普通的碳粉拾音器。
燃烧后的传感器粉末，外观没有改变。金黄色的粉末消失了
使用数字万用表，直接测量黑色粉末的阻抗，大约在几百k欧姆左右变化。这种粉末的导电性与它们结合的紧密程度是相关的。因此，黑色粉末是将转动转换成电信号的核心。
粉末的导电性能
通过上面的解刨，可以看到这种传感器是封闭赛黑色外壳中，传感器本身也不具有任何缝隙和孔洞，能够将外部的空气震动传导至内部粉末，所以它不是用来感知空气中的声音的。
将这种传感器紧贴在脖子前面的喉结附近，当人的声带发生震动的时候，便带动传感器震动。由于惯性，内部的导电粉末也会相应出现震动，形成变化的导通电阻。所以这是一个震动传感器。
根据它的静态阻抗，使用外部510k欧姆的电阻进行分压，获得初级电信号。通过TLE2072进行放大，形成低阻抗的信号源，再送往后级的无线电台。
实验电路板
通过示波器观察电路的输出信号。会发现，如果直接对着传感器喊话，无论多大的声音，输出的信号非常微弱。但将传感器固定在脖子声带附近，则随着说活，放大电路便可以输出幅度很强的声音信号。
放大电路输出的声音电信号
在飞机驾驶舱内的极端环境下，普通麦克风很难将飞机发动机的噪声与人声区分开来。即使使用麦克风阵列，利用声音空间定向，也难以压制巨大的飞机噪音。一个古老的喉音拾音器，不需要任何现代信号处理的技术，仅靠普通的物理原理，便非常简便的提取人的说话声音，不得不赞叹以前工程师们的聪明才智。
剩下最后一个疑问，圆柱形状拾音器壁上的那颗螺丝究竟是其什么作用的呢？
如果你有答案，不妨在“留言”中给出你的解释。
