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1、传声器的近讲效应山东人民广播电台韩桂珍——力变换因子(即声压与力的变换比例)q来1概述表示:传声器是电声系统的第一个环节,它是一q=F/P种将声音信号转变成电信号的电声器件。其能式中:F——声波接收器受到的声波作用力;量转换过程是:首先由声波接收器将声波接收P——声波接收器处的声压。下来变成对应的机械振动(声能转变成机械下面分别分析一下三种声波接收器的特性。能),再由机械振动产生对应的电信号(机械能2.1压力式接收器转换成电能),如图1所示。压力式接收器是一种对声压产生响应的接收器。工作时,声波作用在振动膜片的一侧,产生正比于声压的力,使振膜振动,并耦合到电声换能元件以产生正比于声压的电
2、输出;而膜片的背面则密闭于一个小空腔内,受不到声波图1传声器的能量变换的作用,图3即为压力式声波接收器的示意图。传声器的种类很多,分类方法也很多,如如果声波接收器的尺寸与声波波长相比十果按声波的接收方式来分类,可分为压力式传分小时,即振动膜片的等效半径a远远小于声声器、压差式传声器以及复合式传声器三类。波波长(下文中称之为“小尺寸”),我们可以有些传声器,当声源靠近它发音时,低音认为声波接收器可动膜片上各点的声压分布是会有较大的提升,这种现象称为近讲效应,也均匀的,即各点的声压幅度相等、相位相同。所称近区效应或邻近效应。声源距传声器一米左以在“小尺寸”时,压力式声波接收器的声——右开始
3、出现近讲效应,距离越近越明显。图2中力变换因子应等于振膜的等效面积,即:的三条线,分别为距离带式传声器5厘米、10厘q=F/P=S(a或ka1)米、20厘米发音时的低音提升量。这里:S——振膜的等效面积;k=/c0=2/为波数;——声音信号的角频率;c0——空气中声波的传播速度;其他符号同前。可见,在“小尺寸”的条件下,压力式声波接收器的声压/力变换频响是平直的(与频率无关),因此,压力式传声器没有近讲效应。常见的压力式传声器有动圈传声器、电容图2近讲效应图3压力式接收器示意图传声器、压电传声器(晶体传声器、陶瓷传声2声波接收器的特性与近讲效应器和高聚物传声器)等。2.2压
4、差式接收器由图1可见,在传声器的声——电变换过程当接收器振动膜片的两面都受到声波的作中,首先遇到的是将声波变成对应的机械振动用,它的振动是受两个作用力之差的策动,这的声波接收器。描写声波接收器的特性,可用声种声波接收器称为压差式声波接收器,具有这12电声技术3/1997种接收器的传声器称为压差式传声器。1时,可得出图4中三种声波接收器的声——力图4示出三种压差式声波接收器的示意图。变换因子分别为下式(推导从略):其中(a)为一个膜片,(b)为两个膜片,将1q≈skd(1-sin)1+2(图4a)(b)中的连杆除去(第二个膜片也可除去)就(kr)成了(c)。1q≈skdcos
5、1+2(图4b)(kr)1q≈skd〔1+(cos)〕1+2(图4c)(kr)式中:r——声波传播方向上的距离;其他符号同前。从上面三个式子可以看出,由于k=/c0=2f/c0,声音频率f升高时,k增大,q值增大。说明压差式声波接收器的声——力变换因子随频率的提高而增大。当然,我们希望传声器能有平直的频率响应,这可通过对有关的声学、力学参量进行严格的控制来达到。从上式还可看出,当频率降低时,波长值增大,k=2/减小;声源很近时r很小,则kr图4压差式接收器示意图1小,q表达式中的1+2值增大,使q值增图中:PD1、PD2——接收器振动膜片两个面(kr)大。它表示离传声器很
6、近讲话时,灵敏度随频率中心处的声压;的降低而增加,出现低频提升现象。即压差式传a——接收器振动膜片的等效半径;声器有近讲效应。——声波到达振动膜片两个面中心处的路程差。常见的压差式传声器有带式传声器、电容声波以角入射到振动膜片的正面,而作传声器等。用到背面的声波是经过绕射才到达的,于是膜2.3复合式声波接收器片背面的声波总是比它正面的声波延迟一定的当声波接收器的振动膜片受到的声波作用时间。力既与声压有关又与声压差有关时,称为复合图4所示的三种声波接收器其工作原理是式声波接收器,具有这种接收器的传声器称为一样的,膜片上受到的力是两个面受力之差,复合式传声器。即:其中有些是通过声学结构形
7、成的复合接收F≈(PD1-PD2)S器,称为“声复合”,有些是用一个压力式接收器它们的不同之处在于声波到达振动膜片两和一个压差式接收器,或使用两个压差式接收个面中心处的路程差不同,如下式所示:器,将它们通过力——电换能器所产生的电信≈d-x=d-dsin=d(1-sin)号进行电路合成(相加或相减),这一类称为“电(图4a)复合”。≈dcos(图4b)复合式接收器的声——力变换因子与各种≈d+dcos=d
