声学测量仪器的核心---传声器二(原理探析)
它的工作原理又是什么呢?下面,给大家简简单介绍几种传声器。
1、动圈式传声器
其结构是在一膜片背面紧系着一个位于磁场中的线圈,膜片前后还有适当的腔、管等声学元件。当声波入射到膜片上时,膜片带动位于磁场中的线圈一起运动,结果在线圈中感生出正比于声压的电信号。这种传声器灵敏度高,坚固,可适应的温度和湿度范围大。
根据电磁感应原理,振膜运动时,将会在音圈两端产生一个电位差输出:
E=Blv
式中:E——输出电位差,单位V;
B——磁路中的磁场密度,单位为T;
l——音圈的长度,单位为m;
v——音圈运动的速度,单位为m/s。
优点:结构简单,稳定可靠,无需电源供电,适用方便,输出阻抗低.,固有噪声小.
缺点:灵敏度低.由于其结构原因.当有外磁场干扰时,容易产生磁感应噪声,其频响和音质也要比电容传声器差一些,还比较笨重。
2、电容式传声器
电容传声器的捡声原理是利用一张极薄的镀金膜,作为电容的一个极,和其相隔零点几毫米,有另外一个固定电极,这样形成一个几P法拉的电容器,薄膜电极跟随声波振动而造成电容的容量变化,形成电信号,由于这个电容只有几P法拉(1法拉=1000000000P法拉),其内阻极高,达到G欧姆的级别(1G欧姆=1000000000欧姆)所以需要个电路,来将这个G欧姆的阻抗转换成通用的600欧姆左右的阻抗,这个电路,也叫做“预放大电路”通常集成在电容传声器的内部,需要“幻象电源”来给电路供电。 正是有这个预放大电路的存在,所以电容话筒必须要幻象电源来供电才能正常工作,电容传声器+幻象电源一般灵敏度都很高,比常用的动圈话筒灵敏的多。换句话说,电容话筒不管用在电脑上还是别的设备上录音,幻象电源都是必须的,而且录出的声音都不会比动圈话筒的小。
电容式传声器有以下几个结构:
1、 防尘网:
保护传声器,防止灰尘落到振膜上,防止外部物体刺破振膜,还有短时间的防水作用。
2、外壳:
整个传声器的支撑件,其它件封装在外壳之中,是传声器的接地点,还可以起到电磁屏蔽的作用。
3、振膜:
是一个声-电转换的主要零件,是一个绷紧的特氟窿塑料薄膜粘在一个金属薄圆环上,薄膜和金属环接触的一面镀有一层很薄的金属层,薄膜可以充有电荷,也是组成一个可变电容的一个电极板,而且是可以振动的极板。
4、垫片:
支撑电容两极板之间的距离,留有间隙,为振膜振动提供一个空间,从而改变电容量。
5、极板:
电容的另一个电极,并且连接到了FET的G极上。
6、极环:
连接极板和FET的G极,并且起到支撑作用。
7、腔体:
固定极板和极环,从而防止极板和极环对外壳短路(FET 的S,G 极短路)。
8、PCB组件:
装有FET,电容等器件,同时也起到固定其它件的作用。
9、PIN:
有的传声器在PCB 上带有PIN,可以通过PIN 和其他PCB 焊接在一起,起连接作用。
3、驻极体电容式传声器
驻极体电容传声器(ecm),俗称咪头,是一种声电转换器件,类属于电容传声器。驻极体电容传声器的内部采用了可储存电荷的驻极体材料(俗称永电体)作为振膜或背极,因此无需外加极化电源。同时,由于驻极体电容传声器内置了场效应管,输出灵敏度得到大幅提升。而且驻极体电容传声器采用了超小型零部件,使得产品体型小。
这种传声器的换能器部分由一片一面蒸有金属的驻极体薄膜与一个开有若干小孔的金属电极(称为背极)构成。驻极体面与背极相对,中间有一空气隙。这实际上是一个以空气隙和驻极体作绝缘介质,以背极和驻极体上的金属层作为两个电极的介质电容器。电容器的两极之间接有一个电阻,这个电阻是传声器的前置放大器或是阻抗变换器的输入电阻。 其工作原理是:由于驻极体薄膜(通常为10~12μm厚)上有自由电荷,因此,当声波的作用而使振膜产生振动时,电容器两极之间就有了电荷量,于是改变了静态电容。电容量的改变使电容器的输出端之间产生了相应的交变电压信号,从而完成了声电转换任务。
大家有没有对这些传声器有所认识呢?想知道更多关于传声器的知识,一定要关注我们哦!
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