传声器的工作电压
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传声器基础知识简介:一,传声器的定义::传声器是一个声-电转换器件(也可以称为换能器或传感器),是和喇叭正好相反的一个器件(电→声)。
是声音设备的两个终端,传声器是输入,喇叭是输出。
传声器又名麦克风,话筒,咪头,咪胆等.二,传声器的分类:1,从工作原理上分:炭精粒式动圈式驻极体式(以下介绍以驻极体式为主)压电式二氧化硅式等.2,从尺寸大小分,驻极体式又可分为若干种.Φ9.7系列产品Φ8系列产品Φ6系列产品Φ4.5系列产品Φ4系列产品每个系列中又有不同的高度3,从传声器的方向性,可分为全向,单向,双向(又称为消噪式)4,从极化方式上分,振膜式,背极式,前极式从结构上分又可以分为栅极点焊式,栅极压接式,极环连接式等5,从对外连接方式分普通焊点式:L型带PIN脚式:P型同心圆式:S型三,驻极体传声器的结构以全向MIC,振膜式极环连接式为例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,薄膜与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:连接极板与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与其他PCB焊接在一起,起连接另外前极式,,背极式在结构上也略有不同.四,、传声器的电原理图:FET(场效应管)MIC的主要器件,起到阻抗变换和放大的作用,C;是一个可以通过膜片震动而改变电容量的电容,声电转换的主要部件.C1,C2是为了防止射频干扰而设置的,可以分别对两个射频频段的干扰起到抑制作用.R L:负载电阻,它的大小决定灵敏度的高低.V S:工作电压,MIC提供工作电压:C O:隔直电容,信号输出端.五,驻极体传声器的工作原理:由静电学可知,对于平行板电容器,有如下的关系式:C=ε·S/L 。
传声器的种类与原理传声器是一种将机械声波转变为电信号的装置。
根据传声器的工作原理和应用方式的不同,可以分为多种类型的传声器。
以下是常见的几种传声器及其原理的介绍。
1.电容式传声器电容式传声器是利用电场的变化来感应机械振动的。
其主要结构包括振动膜和电容板。
当振动膜受到声波的作用时,会引起电容板之间的电场变化,从而产生电压信号。
电容式传声器的优点是频率响应范围广,灵敏度高,但一般对温度和湿度的要求较高。
2.电磁式传声器电磁式传声器利用磁场的变化来感应机械振动的。
其主要由振动元件和磁场元件组成。
当振动元件受到声波的作用时,会引起磁场的变化,从而感应出电压信号。
电磁式传声器的优点是输出信号稳定可靠,但体积较大,频率响应相对较窄。
3.电阻式传声器电阻式传声器是利用电阻的变化来感应机械振动的。
其主要由振动元件和电阻变化元件组成。
当振动元件受到声波的作用时,会引起电阻变化元件的电阻值发生变化,从而产生电压信号。
电阻式传声器的优点是结构简单,易于制造,但对温度变化敏感。
4.压电式传声器压电式传声器采用压电效应实现机械声波到电信号的转换。
其主要由压电陶瓷材料和电极组成。
当压电陶瓷受到声波刺激时,会产生电荷的分离,从而产生电压信号。
压电式传声器的优点是频率响应范围广,灵敏度高,但需要外加电场或者外力激发。
5.热电式传声器热电式传声器利用声波引起的温度变化来产生电压信号。
其主要由热感受元件和热电转换元件组成。
当声波作用于热感受元件时,会引起温度的变化,从而产生热电势差,进而产生电压信号。
热电式传声器的优点是响应速度快,灵敏度高,但对温度的变化敏感。
6.光电式传声器光电式传声器是利用光电效应将机械振动转换为光信号再进一步转换为电信号的装置。
其主要由光感受元件和光电转换元件组成。
当机械振动使得光感受元件产生光信号时,再通过光电转换元件转换为电信号。
光电式传声器的优点是精度高,但受到光源等环境因素影响较大。
每种传声器都有其适用的领域。
话筒麦克风MIC微音器传声器的参数1.频率响应:频率响应是指麦克风在不同频率下对声音的响应能力。
通常使用频率响应曲线来展示。
常见的频率响应范围在20Hz到20kHz之间,覆盖了人耳可感知的声音频率。
2.音频传感器:麦克风的核心组件是音频传感器,它可以将声波转化成电信号。
常见的麦克风传感器有碳颗粒传感器、电容传感器和电磁传感器等。
3.灵敏度:麦克风的灵敏度指的是在单位功率输入下,麦克风能输出的电压信号大小。
灵敏度以分贝(dB)为单位表示,一般范围在-60dB到-40dB之间。
4.电阻:麦克风的电阻是指在电信号输出时产生的电阻值。
一般情况下,麦克风的电阻较高,通常在200欧姆到600欧姆之间。
5.动态范围:动态范围是指麦克风在最大输入信号与最小输入信号之间能够保持清晰声音的能力。
它通常以分贝为单位表示,常见的动态范围在90dB到120dB之间。
6.直径:麦克风的直径指的是麦克风传感器的直径大小。
一般情况下,直径越大,麦克风的灵敏度通常会更高。
微音器通常是指将微弱的声音放大的设备。
它通常用于对声音进行信号放大,以增加声音的清晰度和可听度。
传声器是一种将声音转化成电信号的设备,类似于话筒麦克风。
传声器通常具有高灵敏度和广泛的频率响应范围,可用于广播、语音识别、声纳系统等应用。
总结起来,话筒麦克风、微音器和传声器都是将声音转化成电信号的设备。
它们的参数包括频率响应、音频传感器、灵敏度、电阻、动态范围和直径等。
这些参数决定了设备的声音采集和放大能力,对于不同应用场景的需求也会有所不同。
麦克风的工作原理麦克风,学名为传声器,也称话筒,微音器。
麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。
分类有动圈式、电容式、驻极体和最近新兴的硅微传声器,此外还有液体传声器和激光传声器。
大多数麦克风都是驻极体电容器麦克风,其的工作原理是利用具有永久电荷隔离的聚合材料振动膜。
工作原理20世纪初,麦克风由最初通过电阻转换声电发展为电感、电容式转换,大量新的麦克风技术逐渐发展起来,这其中包括铝带动圈等麦克风,以及当前广泛使用的电容麦克风和驻极体麦克风。
圈麦克风的工作原理是以人声通过空气使震膜振动,然后在震膜上的电磁线圈绕组和环绕在动圈麦头的磁铁形成磁力场切割,形成微弱的波动电流。
电流输送到扩音器,再以相反的过程把波动电流变成声音。
铝带麦克风对于铝带麦克风来说,其使用的铝带既是麦克风膜片,又是在磁场中运动的导体。
铝带通常由铝帛制成,厚0~1毫米,宽2毫米~4毫米,质量仅为0.2毫克,以求达到较好的瞬态反应。
为了取得在2kHz~4kHz之间较理想的共振频率,铝带被制成皱折状以保持一个精确的张力值。
铝带作为导体和麦克风膜片被悬挂于两磁极面中间的磁场中,随入射声波频率而振动,同时在铝带两端产生一定的电压输出。
电容型电容式麦克风有两块金属极板,其中一块表面涂有驻极体薄膜(多数为聚全氟乙丙烯)并将其接地,另一极板接在场效应晶体管的栅极上,栅极与源极之间接有一个二极管。
当驻极体膜片本身带有电荷,表面电荷地电量为Q,板极间地电容量为C,则在极头上产生地电压U=Q/C,当受到振动或受到气流地摩擦时,由于振动使两极板间的距离改变,即电容C改变,而电量Q不变,就会引起电压的变化,电压变化的大小,反映了外界声压的强弱,这种电压变化频率反映了外界声音的频率,这就是驻极体传声器地工作原理。
电容式麦克风的膜片多采用聚全氟乙丙烯,其湿度性能好,产生的表面电荷多,受湿度影响小。
由于这种传声器也是电容式结构,信号内阻很大,为了将声音产生的电压信号引出来并加以放大,其输出端也必须使用场效应晶体管。
动圈麦工作电压
动圈麦克风,也称为动圈式麦克风,是一种常见的麦克风类型。
它常用于现场表演、演讲等场合,具有结构简单、故障率低、承受高声压和抗干扰能力强等优点,且价格相对较低。
动圈麦克风的工作原理是,将声波的机械振动转换为音频信号。
在麦克风的工作过程中,声音通过麦克风上的振膜传递到导线线圈上,使得导线线圈在磁场中运动,进而产生音频信号。
因此,动圈麦克风不需要外加的直流工作电压,也就是说,它不需要电源供电。
相对于动圈麦克风,另一种常见的麦克风类型是电容麦克风。
电容麦克风的工作原理是通过压电效应将声音转换为电信号,因此需要外加一个电压(即所谓的幻像电源)来形成静电场。
这个电压通常由直流48V的电源提供,而对于小型电容麦克风,一般采用直流6V供电。
总结来说,动圈麦克风的工作电压为0V,因为它不需要外加直流工作电压。
其声音信号的产生是通过振膜将声波的机械振动传递到导线线圈上,使得导线线圈在磁场中运动,进而产生音频信号。
而电容麦克风则需要外加一个直流电压来形成静电场,通过压电效应将声音转换为电信号。
这两种麦克风各有特点,适用场景也不同。
在实际应用中,可以根据需要选择适合自己的麦克风类型。
传声器基础知识简介:一, 传声器的定义::传声器是一个声-电转换器件(也可以称为换能器或传感器),是和喇叭正好相反的一个器件(电→声)。
是声音设备的两个终端,传声器是输入,喇叭是输出。
传声器又名麦克风,话筒,咪头,咪胆等.二, 传声器的分类:1,从工作原理上分:炭精粒式动圈式驻极体式(以下介绍以驻极体式为主)压电式二氧化硅式等.2,从尺寸大小分,驻极体式又可分为若干种.Φ9.7系列产品Φ8系列产品Φ6系列产品Φ4.5系列产品Φ4系列产品Φ3系列产品每个系列中又有不同的高度3,从传声器的方向性,可分为全向,单向,双向(又称为消噪式)4,从极化方式上分,振膜式,背极式,前极式从结构上分又可以分为栅极点焊式,栅极压接式,极环连接式等5,从对外连接方式分普通焊点式:L型带PIN脚式:P型同心圆式:S型三, 驻极体传声器的结构以全向MIC,振膜式极环连接式为例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,薄膜与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:连接极板与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与其他PCB焊接在一起,起连接另外前极式,,背极式在结构上也略有不同.四, 、传声器的电原理图:FET(场效应管)MIC的主要器件,起到阻抗变换和放大的作用,C;是一个可以通过膜片震动而改变电容量的电容,声电转换的主要部件.C1,C2是为了防止射频干扰而设置的,可以分别对两个射频频段的干扰起到抑制作用.R L:负载电阻,它的大小决定灵敏度的高低.V S:工作电压,MIC提供工作电压:C O:隔直电容,信号输出端.五, 驻极体传声器的工作原理:由静电学可知,对于平行板电容器,有如下的关系式:C=ε·S/L 。
《音响设备原理与维修》习题答案《音响设备原理与维修》习题参考答案第1章习题参考答案1.1 什么是音响、音响设备、音响系统?在音响技术中,音响是特指通过放音系统重现出来的声音。
例如通过组合音响重现CD片或磁带中的音乐、歌曲及其他声音,又如演出现场通过扩音系统播放出来的歌声和音乐声等,都属于音响范畴。
音响设备是指对音频信号能够进行变换、放大、记录、重放、修饰、还原等处理的设备。
如话筒、功放、录音机、调谐器、CD机、扬声器等,都是音响设备。
能够重现声音的放音系统,称为音响系统。
例如由CD机、功率放大器和扬声器所组成的音响系统。
1.2 高保真音响系统有哪些重要属性?高保真音响系统有3个重要的属性。
(1) 如实地重现原始声音。
(2) 如实地重现原始声场。
(3)能够对音频信号进行加工修饰。
1.3 音响技术的现状有什么特点?音响技术的现状的特点主要有:高保真(Hi-Fi)化、立体声化、环绕声化、自动化、数字化。
1.4 高保真音响系统由哪些部分组成?各部分的主要作用如何?高保真音响系统通常由高保真音源、音频放大器和扬声器系统这3大部分组成。
各部分的主要作用是:高保真音源:为音响系统提供高保真的音频信号。
如调谐器、录音座、电唱机、CD唱机、VCD、DVD影碟机和传声器等。
音频放大器:对音频信号进行处理和放大,用足够的功率去推动扬声器系统发声。
音频放大器是音响系统的主体,包括前置放大器和功率放大器两部分,必要时可以插入图示均衡器等辅助设备。
扬声器系统:将功率放大器输出的音频信号分频段不失真地还原成原始声音。
扬声器系统由扬声器、分频器和箱体三个部分组成。
扬声器系统对重放声音的音质有着举足轻重的影响。
1.5 音响设备中的频率范围、谐波失真、信噪比的含义是什么?频率范围:也称为频率特性或频率响应,其含义是指各种放声设备能重放声音信号的频率的范围,以及在此范围内允许的振幅偏差程度(允差或容差)。
频率范围越宽,振幅容差越小,语言和音乐信号通过该设备时的频率失真和相位失真也就越小,则音质也就越好。
传声器的工作电压
一、传声器工作电压的基本概念:
①、一般地,传声器的标准工作电压分为1V 、1.5V 、2V 、2.5V 、3V 、4.5V 、6V 、 10V ; ②、我们并不对传声器的工作电压指标本身进行测量,但是,它是测量传声器其它性能指标的基础和前提。
③、它为传声器能够正常工作提供必不可少的静态工作电压(直流偏置电压),以保证在信号的整个周期内场效应管均工作在恒流区/饱和区。
④、传声器工作电压一般取决于客户在手机、耳机和电话机等线路设计时为传声器预留的工作电压(在传声器能正常工作的前提下);
二、与传声器工作电压范围有关的几个因素:
1、传声器的工作电压范围主要决定
于传声器所使用的FET(或者是IC)。
①、当工作电压太低(如小于0.7V)
时,FET 会工作在可变电阻区,如
图2所示。
此种情况下,不能满足
传声器的减电压特性(灵敏度随直
流工作电压的变化比较大,即灵敏
度会不稳定)。
②、当工作电压太高(如大于10V)时,
FET 会工作在击穿区。
此种情况下,
传声器电流会骤然增大,场效应管
将被击穿,从而导致传声器无信号
输出(无灵敏度)。
2、通常情况下,高增益IC 块进入恒
流区工作的最低直流电压要比普通
FET 的高。
所以,当使用高增益IC
块作为传声器的阻抗变换器件时,
要特别注意传声器的工作电压。
当
工作电压太低时,传声器同样会出
现灵敏度不稳定或者是失真等不良
现象。
对图1测试线路有:
D L DS s i R V V ⋅+=……①
如若采用韩国RJN4163,那么若使传声器正常工作,传声器的最低工作电压应为: V V V V V i R V V D L DS s 796.1396.04.110180102.24.163=+=⨯⨯⨯+=⋅+=- 序号 FET 型号 工作电压范围 电流范围 序号 FET 型号 工作电压范围 电流范围 1 RJN4163 1.4V ~5.0V 70~180uA 5 RS924 2.2V ~5.0V 200-450uA 2 RJN1463 2.2V ~5.0V ≤450uA 6 LMV1012 1.4V ~5.0V 3 RS908 1.4V ~5.0V 70~180uA 7 4 RS916 1.4V ~5.0V 70~180uA 8 备注:
三、附图解法判断FET 的静态工作点:
在实际制作产品和处理客户的需求投诉时,我们经常需要判断FET 的静态工作点,而图解法就是其中最为直观简捷常用的方法之一。
1、静态:当输入信号为零时电路所处状态称为静
2、传声器正常工作时,FET 的栅源极间直流电压近似为零伏特,即V V GS 0≈;
3、图解法判断FET 的静态工作点步骤:
①、测试出FET 的输出特性曲线;
②、根据线路图(D L DS s i R V V ⋅+=)作出负载线;
③、负载线与输出特性曲线中V V GS 0=曲线的交点,即为FET 的静态工作点;
4、例1:以图1传声器的测试线路图(测试条件为2.0V 2.2K Ω,FET 为我司常规TF202C)为例,
用图解法做出此测试条件下FET 的静态工作点Q ;
★例题简析:
①、测试出TF202C FET 的输出特性
曲线,如图3中黑线;
②、根据D L DS s i R V V ⋅+=,
当A i D μ0=时,V V V S DS 0.2==,
即图3中A 点;
当V V DS 0.1=时,
A V V R V V i L DS S D μ5.454102.20.10.23≈Ω
⨯-=-= 即图3中B 点;
或者当V V DS 0.0=时,
A V V R V V i L DS S D μ909102.20.00.23≈Ω
⨯-=-= 连接A 和B 两点的线段即为负载线,如图3中红线;
③、负载线AB 与输出特性曲线中V V GS 0=曲线的交点Q ,即为TF202C FET
在2.0V 2.2K Ω测试条件下的静态工作点;
④、由图3可以看出:Q 点位于TF202C FET 的恒流区内工作。
四、传声器灵敏度随工作电压衰减特性:
1、传声器灵敏度随工作电压衰减特性的概念:传声器工作电压由标准工作电压降至低一级工作电压时灵敏度的变化特性;
备注:传声器在技术标准中规定标准工作电压;
2、传声器灵敏度随电压衰减特性要求:传声器工作电压由标准工作电压降至低一级工作电压时灵敏度变化小于3dB 。
五、传声器灵敏度随电压衰减特性测量方框图:
六、传声器灵敏度随电压衰减特性测量方法:
按上图接线方式,调整传声器的工作电压,观察由标准工作电压降低至低一级工作电压时灵敏度的变化。
七、传声器工作电压与输出信号失真的关系:
例2:为进一步加深对FET 特性的理解,特举此例:
电路如右图5所示,驻极体传声器所用场效应管的夹
断电压V U off GS 6.0)(-=(即我司常规TF202C FET 夹断电压
的典型值),饱和漏极电流uA I DSS 300=。
试问:为保证传声器工作在恒流区,负载电阻L R 的取值范围应为多少?
★例题简析:
∵ 传声器正常工作时,FET 的栅源极间直流电压近似为零伏特,即V u GS 0≈, ∴ uA I i DSS D 300==;
∵ DS GS GD u u u -=,
当FET 预夹断时,V U u off GS GD 6.0)(-==,V u GS 0≈,
∴V u DS 6.0=,
∴为了保证传声器工作在恒流区,输出端最大直流电压
V V V u V u DS S o 9.36.05.4max =-=-=,
∴输出端直流电压范围为:0V ~3.9V,
∴负载电阻L R 的取值范围为:
)1313000103009.3(,13~060Ω=Ω=⨯ΩΩ==-K A
V K K I u R Dss L ; 请各位同事对以上阐述不妥甚至错误之处积极提出批评指正,以使之不断完善!!为谢!!。