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电容式传声器结构原理
 
文章编号:
100831100653
文章分类: 电路 电子元件
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关 键 词: 传声器
文章来源:
互联网
摘 要:

  电容式传声器是—种依靠电容量变化而起换能作用的传声器,也是目前运用最广、性能较好的传声器之一。

  电容式传声器主要由极头、前置放大器、极化电源和电缆等部分组成,其原理结构如图1所示。

图1 电容式传声器结构原理  

  电容式传声器的极头实际上是一只电容器。只不过是电容器的两个电极,其中一个固定,另一个可动而已,通常两电极相隔很近(—船只有几十微米)。可动电极实际上是—片极薄的振膜(约25~30μm)。固定电极是一片具有一定厚度的极板,板上开孔或挖,控制孔或槽的开口大小以及极板与振膜的间距,以改变共振时的阻尼而获得均匀的频率响应。

  振膜要求比强度值较高,—般采用金屑化的塑料膜或金属膜。

      在高聚物薄膜中,以聚酯膜的比强度为最高,金属化后常用作高保真广播电容传声器。金属膜的比强度则以钛膜和钛合金膜为最高.其次为镍膜及镍合金膜、铝合金膜、不锈钢膜等。钛合金膜因加工极其困难,所以只用在极少量的高级标准电容传声器上;而镍膜及镍合金膜由于工艺性好,可以电镀制膜,稳定性也极好,所以常用在测量电容传声器上。

  电容式传声器的工作原理是:当振膜在声波作用下产生振动而引起电容量变化时,电路中电流也随之相应变化.这时负载电阻上就有相应的电压输出,从而完成了声电转换。

  极头串接到直流极化电源和负载电阻的电路中。由于电容量发生变化时,充电电荷来不及释放或继续充入,所以电压的变化与电容量的变化是成反比的。

  由于电容式传声器的电容小(约50~100μF),负载电阻大(约10~15MΩ),所以其极头都需要连接一个阻抗变换用的前置放大器,将高阻抗转换为低阻抗。前置放大器早期多采用小型电子管阴极输出器,目前都已改用中频段具有极低内部噪声电压的场效应晶体管射随器,也有采用固体电路的。

  极化电源有两组供电,—组供给预放大器,—组供给极头振膜的极化电压。极化电压一般为150~200V,采用外接电源时,一般为28V。极化电源部分,有时还附有低频指向特性换能器。

  电容式传声器的供电方法,广泛采用的有幻路供电和平行供电两种。幻路供电的主要优点是信号输出线和电源线合用,使电容传声器的多芯电缆减少为二芯屏蔽线,但这种方法的前置放大器必须是对称输入,否则无法工作。幻路供电一般有变压器中心抽头法和电阻模拟中心抽头法两种类型;平行供电又称A—B供电,其最大特点是省去了输出变压器,它和幻路供电一样,信号输出线和电源线共用,使电容式传声器的电缆只需二芯屏蔽线,常用的平行供电有对称和非对称两种输出电路。

  电容式传声器具有一系列突出的特点,如灵敏度高(>0.8mV/μbar)、动态范围宽(12dB)、频率响应宽而平直(从10Gz~20kHz)、以及优越的瞬态响应和稳定性、极低的机械振动灵敏度、音质良好等,但其制造工艺较复杂、比较娇气、成本也较高。所以广泛应用于电视、广播、电影及剧院中的高保真录音的场合,或用于科研上的精密声学测量的场合,甚至因其灵敏度极其稳定且可绝对校准,而将其精确标定电压,用作声学基准。

 
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