传声器的设计和应用

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1、第二章传声器的设计和应用传声器（microphone):俗称话筒，麦克风，是声频技术系统中第一个环节。传声器的拾音质量决定于内部因素：传声器的设计，和外部因素：声学环境和拾音位置。第一节传声器拾音概述传声器其实是个声电换能器,它将声音信号转换成相应的电信号。过程：以声波形式表现的电信号被传声器接受后，使换能机构产生机械振动，有换能机构输出电信号。第二节传声器的设计原理根据换能方式的不同，分为电动式（振动式）和电容式（位移式）两大类。一、电动式传声器：应用电磁感应原理完成声电转换。１．动圈传声器(dynamicmicrophone)动圈传声器的音圈阻抗较低,一般在30~50Ω之间,

2、可以使用很长的传声线而不会由于线间电容的存在产生高频分流效应.还装有一变压器，使音圈与放大器的输入阻抗相匹配，同时也起到使信号电压升高的作用。其构造特点使其具有较强的抗机械冲击能力，非常牢固。２．铝带传声器(ribbonmicrophone或bandmicrophone)使用极薄的铝带做振膜。沿其长度方向做成均匀波纹状，挂在强磁场中。当声波作用于其前后两表时，形成声压差，铝带随声波相应振动，切割磁力线，在铝带上下两端间产生感应电动势，从而产生与声波的振幅和频率成比例的电流。铝带即是声波接收器优势换能器。铝带的阻抗很低，必须用一个升压变压器以使输出阻抗达到可接受的150—600欧姆

3、的范围内。铝带传声器瞬态还原真实，音色自然，但抗机械冲击能力较弱，在气流强劲的地方，必须对铝带严加保护。否则强气流会将铝带吹弯不能复原。另一缺点是难以小型化。近期技术是印制型带式传声器的发展。振膜由聚酯薄膜制成，上印有螺旋状铝带。二、电容式传声器电容式传声器工作在静电原理上而不是像电动式传声器那样工作在电磁感应原理上.头部有两块金属板组成，一可动一固定，两块板形成电容。声压变化引起的电容量变化使输出电压发生改变，从而得到特定大小和方向的电流。由于电容传声器的输出电压与振动幅度成正比，因此又叫位移传声器。根据给极板加极化电压的方式不同，可分为直流方式电容传声器和驻级体传声器。１．电

4、容传声器（直流方式）(condensermicrophone)大多数电容传声器都使用FET(场效应晶体管)来减少阻抗,但也有使用电子管放大器的设计方式,以获得一种特殊的电子管音色.如AKG公司的C12VR电容传声器所需的极化电压通常是40—200V的直流电压，现在使用FET放大器的电容传声器，大多使用48V直流电压，该电压可以由传声器内部电池供给，也可以从外部电源如幻象供电得到。电源除了供给极化电压外，也为前置放大器提供必要的电压。由电池驱动的电容传声器，通常使用1.5—9V的低压电池电源。为了减小在高声压输入时所产生的失真，必须使用高的极化电压，因此在传声器内部有一个DC/DC

5、变换器将电池的低电压转换成高的极化电压，也有使用40V左右的高电压电池的传声器。２．驻极体传声器(electretmicrophone)将高分子绝缘物如聚四氟乙烯做成薄膜后夹在两个电极之间，在高温条件下，对其施加很高的极化电压进行电晕放电或用电子轰击，于是薄膜的分子在正电级一端出现负电子，在负电子一端出现正电荷。这种电荷在薄膜内部均匀分布，称为极化层。高分子材料被极化后，即使外加电压降为零，薄膜中的电场仍会继续保持不变，这种材料称为驻级体。将该物质用于传声器的振膜或固定极板时，因其表面电位的存在而不需要再加给极化电压，因而可以简化电路，使传声器小型化，降低造价。与一般电容传声器相

6、同，也需在极头后紧接阻抗变换放大器，因此仍需通过电池或外接电源给放大器供电。第三节传声器的特性主要介绍传声器的指向性，近讲效应，幻象供电等特性。一、指向性指向性是指传声器的灵敏度与声波入射角的关系,入射角是声波入射方向与传声器主轴(前方)的夹角.指向性特性决定着传声器接受声波的多少，实际中非常重要的地位。.传声器接收声波的方式通常可分为压力式,压差式和复合式三种,由此得到的指向性是全指向性,双指向性和单指向性.１全指向性传声器(omni-directional或non-directional)又叫无指向性,由压力式声波方式获得.２．双指向性传声器(bi-directional或f

7、igure-8directional)又称8字形指向性,由压差式声波方式获得.３．单指向性传声器(unidirectional或cardioiddirectional)单指向性又称心形指向性,由复合式即压力式和压差式相结合的声波接受方式获得,随着指向性角度的变化还可成为超心形(supercardioid)、锐心形(hypercardioid)指向性.４．不同指向性传声器的应用比较为了得到相同的混响感,指向性传声器需比无指向性传声器离开声源的距离更远.无指向性传声器的距离是1时，八