傳聲器的種類(lèi)與原理

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1、.-傳聲器的種類(lèi)與原理一、傳聲器的作用和種類(lèi)傳聲器俗稱(chēng)話(huà)筒，又稱(chēng)麥克風(fēng)。它是一種將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)的電聲換能器件。傳聲器的分類(lèi)方法很多，主要有以下兒個(gè)。①按換能原理分類(lèi)，有電動(dòng)式傳聲器〔如動(dòng)圈式傳聲器、鋁帶式傳聲器等〕、電容式傳聲器〔其中包括駐極體式傳聲器〕、電磁式傳聲器、半導(dǎo)體式傳聲器和壓電式傳聲器〔晶體傳聲器、陶瓷傳聲器、壓電高聚合物式傳聲器〕。②按指向性圖分類(lèi)，有無(wú)指向傳聲器〔又稱(chēng)全指向傳聲器〕、雙向傳聲器〔又稱(chēng)8字形指向性傳聲器〕和心形傳盧器、超心形傳聲器、超指向傳聲器〔它們又

2、稱(chēng)為單向傳聲器〕。③按使用場(chǎng)合分類(lèi)，有普通傳聲器、立體聲傳聲器、近講傳聲器、佩戴式傳聲器、無(wú)線(xiàn)傳聲器和測(cè)量用傳聲器等。從換能原理方面來(lái)說(shuō)，目前用得最多的是動(dòng)圈式傳聲器和電容式傳聲器。動(dòng)圈式傳聲器的特點(diǎn)是：構(gòu)造簡(jiǎn)單，穩(wěn)固耐用，工作穩(wěn)定好，價(jià)格較低，頻響特性較好等。電容式傳聲器那么具有頻響好、失真小、噪聲低、靈敏度高和音色柔和等特點(diǎn)，但電容式傳聲器價(jià)貴，而且必須為它提供直流極化電源〔如24V-.word.zl.-〕，給使用者帶來(lái)不便。于是人們研制出了駐極體式電容傳聲器，它不需要外加直流極化電源，而且

3、構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積小，價(jià)格低廉，近來(lái)，駐極體式傳聲器和壓電高聚合物式傳聲器開(kāi)展很快，且不斷有新產(chǎn)品出現(xiàn)。各種類(lèi)型的傳聲器盡管在構(gòu)造上有所不同，但它們都有一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是聲波作用而引起振動(dòng)，產(chǎn)生出相應(yīng)的電壓、電容或電阻變化。如動(dòng)圈式傳聲器就是屬于電壓變化一類(lèi)〔即音圈輸出電壓變化〕，而電容式傳聲器那么屬于電容變化一類(lèi)，但它最終還是利用電容變化使最后的輸出仍為電壓變化。二、動(dòng)圈式傳聲器的工作原理把導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，用聲音鼓勵(lì)振動(dòng)系統(tǒng)使其振動(dòng)，通過(guò)電磁感應(yīng)作用，在導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。應(yīng)用這種原理做成的

4、傳聲器稱(chēng)為電動(dòng)式傳聲器。在電動(dòng)式傳聲器中，如果傳聲器中所用的導(dǎo)體為音圈構(gòu)造，就構(gòu)成了動(dòng)圈式傳聲器：如果所用導(dǎo)體為金屬箔〔如鋁帶〕，就構(gòu)成了帶式〔鋁帶式〕傳聲器。日前廣泛使用的電動(dòng)式傳聲器，絕大多數(shù)為動(dòng)圈式傳聲器。動(dòng)圈式傳聲器的構(gòu)造如圖3-1所示，其工作原理是：當(dāng)聲波鼓勵(lì)線(xiàn)圈時(shí)，粘接在振膜下面的音圈在磁隙的磁場(chǎng)中也作相應(yīng)振動(dòng)，從而切割磁力線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出為????E=?Blv????????(3-1)式中，B為磁隙中的磁通密度：l為音圈導(dǎo)線(xiàn)的總長(zhǎng)度；v為音圈的振動(dòng)速度。-.w

5、ord.zl.-由于動(dòng)圈式傳聲器的音圈匝數(shù)很少，它的輸出電壓和輸出阻抗〔約10Ω〕都很低，為了提高它的靈敏度，并使其與后接的放大器〔或調(diào)音臺(tái)〕輸入阻抗相匹配，在動(dòng)圈式傳聲器中裝有輸出變壓器以提高輸出電壓和輸出阻抗。輸出變壓器有自耦和互感兩種，根據(jù)圈匝比的不同，其輸出阻抗有高阻和低阻兩種。輸出阻抗在600Ω以下的，稱(chēng)為低阻傳聲器，有200Ω、600Ω等：高輸出阻抗通常是20kΩ。為了適應(yīng)阻抗變換的需要，有些傳聲器還設(shè)有輸出阻抗變換裝置，當(dāng)改變傳聲器插座腳位或開(kāi)關(guān)時(shí)，即可方便地改變其輸出阻抗。三、電

6、容式傳聲器的工作原理電容式傳聲器是一種依靠電容量變化而起換能作用的傳聲器，它主要由極頭、前置放大器、極化電源等組成。電容式傳聲器的極頭實(shí)際上是一只電容器(靜態(tài)電容量通常只有50—200pF)，只不過(guò)電容器的兩個(gè)電極中，一個(gè)是固定的，另一個(gè)是可動(dòng)的。通常兩個(gè)電極相隔很近〔一般為20—50μm〕?？蓜?dòng)電極就是極薄的振膜〔為25—30μm-.word.zl.-〕，一般采用金屬化的塑料膜或金屬膜。由于振膜非常薄，當(dāng)聲波到來(lái)時(shí)，振膜會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)，從而改變電容器兩極板之間的距離，因而使電容器容量發(fā)生變化

7、。如果將這個(gè)電容的變化量取出來(lái)變成電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)就對(duì)應(yīng)著聲信號(hào)了。將電容變化量變成電信號(hào)的方法很多。假設(shè)將該電容器作為振蕩器的振蕩回路電容，那么該振蕩器的振蕩頻率便會(huì)被聲波所調(diào)制，目前的無(wú)線(xiàn)電容式傳聲器就是基于這一原理工作的。大多數(shù)的電容式傳聲器是采用所謂直流極化方法將電容變化量變成相應(yīng)電信號(hào)的。直流極化的電容式傳聲器的電路構(gòu)造如圖3-2所示，其中直流極化電壓E一般為40～200V，極化電阻R阻值一般為5～l000MΩ。其工作過(guò)程是：首先E經(jīng)R向傳聲器電容器C充電，傳聲器電容器C兩極板間充有

8、電壓E。當(dāng)聲波使C的容量發(fā)生變化時(shí)，C上的電荷來(lái)不及發(fā)生變化，在負(fù)載電阻R上便產(chǎn)生了一個(gè)對(duì)應(yīng)電容量變化規(guī)律的交流電壓輸出，見(jiàn)圖3-2?(b)。電容式傳聲器的輸出阻抗很高，不能直接輸出，否那么加到后接放大器的信號(hào)電壓非常小，而且極易受到外界干擾，因此，需在傳聲器殼內(nèi)裝一個(gè)前置放大器〔又稱(chēng)預(yù)放大器〕，進(jìn)展阻抗變換，將高阻變換成低阻輸出，這樣就可以用長(zhǎng)電纜接到后接放大器了。-.word.zl.-電容式傳聲器具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍寬、頻率響應(yīng)寬而平坦、音質(zhì)好以及瞬態(tài)響應(yīng)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，是比較理想的傳聲器，但