下载文档原格式
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。
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。
常见传声器的结构及工作原理传声器又称话筒，它是将声音信号转换为电信号的电声器件。
传声器的种类很多，若按换能原理分有电容式、压电式、驻极体电容式、电动动圈式、带式电动式以及碳粒式等，现在应用最广的是电动动圈式和驻极体电容式两大类。
1.动圈式传声器动圈式传声器又叫电动式传声器，它在结构上与电动式扬声器相似，也是由磁铁、音圈以及音膜等组成的，如图12-11 所示。
动圈式传声器的音圈处在磁铁的磁场中，当声波作用在音膜使其产生振动时，音膜便带动音圈相应振动，使音圈切割磁力线而产生感应电压，从而完成声一电转换。
由于音圈的阻数很少.它的阻抗很低，阻抗匹配变压器的作用就是用来改变传声器的阻抗，以便与放大器的输入阻抗相匹配。
动圈式传声器的输出阻抗分高阻和低阻两种，高阻抗的输出阻抗一般为1000 - 2000Ω，低阻抗的输出阻抗为200 - 600Ω。
动圈式传声器的频率响应一般为200 5000Hz，质量高的可达30 - 18000Hz。
动圈式传声器具有坚固耐用、工作稳定等特点，具有单向指向性，价格低廉，适用于语言、音乐扩音和录音。
2. 电容式传声器电容式传声器是一种利用电容量变化而引起声电转换作用的传声器，它的结构如图12-12所示，它是由一个振动膜片和固定电极组成的一个间距很小的可变电容器。
当膜片在声波作用下产生振动时，振动膜片与固定电极间的距离便发生变化，引起电容量的变化。
如果在电容器的两端有一个负载电阻R 及直流极化电压E. 则电容量随声波变化时，在R 的两端就会产生交变的音频电压。
电容式传声器的输出阻抗呈容性，因电容量小，但低频时容抗会很大。
为保证低频的灵敏度，应有一个输入阻抗大于或等于传声器输出阻抗的阻抗变换器与其相连，经阻抗变换后，再用传输线与放大器相连。
这个阻抗变换器一般采用场效应管。
电容式传声器灵敏度高，输出功率大，结构简单，音质较好，但要使用电源，并不太方便，因此多用于剧场及要求较高的语言及音乐播送场合。
常见传声器的结构及工作原理传声器是一种将声波转化为电信号的装置，常见于话筒、麦克风、扬声器等音频设备中。
它的结构和工作原理各有不同，下面就几种常见传声器的结构和工作原理进行详细介绍。
1.电容传声器电容传声器的结构主要包括一个活动膜片和一个固定的电极。
活动膜片通常由金属或塑料制成，与固定电极之间形成一个电容器。
当声波到达传声器时，活动膜片会受到压力变化而产生微小运动，进而改变电容器的容量。
这种容量的变化会导致电流变化，从而产生电信号，表示声音。
2.电磁感应传声器电磁感应传声器结构主要包括一个活动的振动线圈和一个固定的磁铁或磁体。
当声波到达传声器时，活动线圈会随着声波的振动而跟随运动。
线圈和磁体之间会发生磁场的变化，进而在线圈中产生感应电流。
该感应电流就是声音信号的电信号表示。
3.动圈式传声器动圈式传声器结构主要包括一个活动的振动圆盘和一个固定的线圈。
振动圆盘通常由金属或塑料制成，上面有一个导电线圈。
当声波到达传声器时，振动圆盘会受到声压变化的作用而运动。
运动的振动圆盘会切割磁力线，进而在线圈中产生感应电流。
4.压电传声器压电传声器结构主要由压电陶瓷材料和电极组成。
压电材料具有压电效应，即在外力作用下会产生电荷分离。
当声波到达传声器时，压电材料会因为声波压力而产生压电效应，电极上就会产生电荷分离。
这种电荷分离所产生的电信号，表示声音。
以上几种传声器的工作原理都是将声波转化为电信号，但实现方法和机制各不相同。
电容传声器通过改变电容量，电磁感应传声器通过磁场变化感应电流，动圈式传声器通过切割磁力线感应电流，压电传声器则是通过压电效应产生电荷分离。
这些电信号可以进一步被声音设备的电路处理和放大，以产生清晰、真实的声音。
常见传声器的结构及工作原理传声器又称话筒，它是将声音信号转换为电信号的电声器件。
传声器的种类很多，若按换能原理分有电容式、压电式、驻极体电容式、电动动圈式、带式电动式以及碳粒式等，现在应用最广的是电动动圈式和驻极体电容式两大类。
1.动圈式传声器动圈式传声器又叫电动式传声器，它在结构上与电动式扬声器相似，也是由磁铁、音圈以及音膜等组成的，如图12-11 所示。
动圈式传声器的音圈处在磁铁的磁场中，当声波作用在音膜使其产生振动时，音膜便带动音圈相应振动，使音圈切割磁力线而产生感应电压，从而完成声一电转换。
由于音圈的阻数很少.它的阻抗很低，阻抗匹配变压器的作用就是用来改变传声器的阻抗，以便与放大器的输入阻抗相匹配。
动圈式传声器的输出阻抗分高阻和低阻两种，高阻抗的输出阻抗一般为1000 - 2000Ω，低阻抗的输出阻抗为200 - 600Ω。
动圈式传声器的频率响应一般为200 5000Hz，质量高的可达30 - 18000Hz。
动圈式传声器具有坚固耐用、工作稳定等特点，具有单向指向性，价格低廉，适用于语言、音乐扩音和录音。
2. 电容式传声器电容式传声器是一种利用电容量变化而引起声电转换作用的传声器，它的结构如图12-12所示，它是由一个振动膜片和固定电极组成的一个间距很小的可变电容器。
当膜片在声波作用下产生振动时，振动膜片与固定电极间的距离便发生变化，引起电容量的变化。
如果在电容器的两端有一个负载电阻R 及直流极化电压E. 则电容量随声波变化时，在R 的两端就会产生交变的音频电压。
电容式传声器的输出阻抗呈容性，因电容量小，但低频时容抗会很大。
为保证低频的灵敏度，应有一个输入阻抗大于或等于传声器输出阻抗的阻抗变换器与其相连，经阻抗变换后，再用传输线与放大器相连。
这个阻抗变换器一般采用场效应管。
电容式传声器灵敏度高，输出功率大，结构简单，音质较好，但要使用电源，并不太方便，因此多用于剧场及要求较高的语言及音乐播送场合。
传声器基本知识传声器是一种将声信号转换为电信号的换能器件。
俗称话简、麦克风。
传声器的好坏将直接影响声音的质量。
（一）传声器的种类传声器的种类很多，按换能原理可分为电动式、电容式、电磁式、压电式、半导体式传声器；按接收声波的方向性可分为无指向性和有方向性两种，有方向性传声器包括心形指向性、强指向、双指向性等；按用途可分为立体声、近讲、无线传声器等。
1、动圈传声器这是一种最常用的传声器。
它的结构主要由振动膜片、音圈、永义磁铁和升压变压器等组成。
它的工作原理是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音前后颤动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的运动。
根据电磁感应原理，在线圈两端就会产生感应音频电动势，从而完成了声电转换。
为了提高传声器的输出感应电动势和阻抗，还需装置一只升压变压器。
动圈传声器结构简单、稳定靠、使用方便、固有噪声小，被广泛用于语言广播和扩声系统中。
但缺点是灵敏度较低、频率范围窄。
近几年已有专用动圈传声器，其特性和技术指标都较好。
2、电容传声器是靠电容量的变化而工作的。
它的结构如图2-2-2所示，主要由振动膜片、刚性极板、电源和负载电阻等组成。
它的工作原理是当膜片受到声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振动时，膜片极板之间的电容量就发生变化。
与此同时，极板上的电荷随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。
电容传声器的频率范围宽、灵敏度高、失真小、音质好，但结构复杂、成本高，多用于高质量的广播、录音、扩音中。
3、驻极体电容传声器这种传声器的工作原理和电容传声器相同，所不同的是它采用一种聚四氟乙烯材料作为振动膜片。
由于这种材料经特殊电处理后，表面被永久地驻有极化电荷，从而取代了电容传声器的极板，故名为驻极体电容传声器。
其特点是体积小、性能优越、使用方便，被广泛地应用在盒式录音机中作为机内传声器。
4、无线传声器实际上是一种小型的扩声系统。
它由一台微型发射机组成。
一、传声器传声器是一种将声信号转换为电信号的换能器件。
俗称话简、麦克风。
传声器的好环将年接影响声音的质量。
（一）传声器的种类传声器的种类很多，按换能原理可分为电动式、电容式、电磁式、压电式、半导体式传声器；按接收声波的方向性可分为无指向性和有方向性两种，有方向性传声器包括心形指向性、强指向、双指向性等；按用途可分为立体声、近讲、无线传声器等。
1、动圈传声器这是一种最常用的传声器。
它的结构如图2-2-1所示，主要由振动膜片、音圈、永义磁铁和升压变压器等组成。
它的工作原理是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音前后颤动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的运动。
根据电磁感应原理，在线圈两端就会产生感应音频电动势，从而完成了声电转换。
为了提高传声器的输出感应电动势和阻抗，还需装置一只升压变压器。
动圈传声器结构简单、稳定靠、使用方便、固有噪声小，被广泛用于语言广播和扩声系统中。
但缺点是灵敏度较低、频率范围窄。
近几年已有专用动圈传声器，其特性和技术指标都较好。
2、电容传声器电容传声器是靠电容量的变化而工作的。
它的结构如图2-2-2所示，主要由振动膜片、刚性极板、电源和负载电阻等组成。
它的工作原理是当膜片受到声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振动时，膜片极板之间的电容量就发生变化。
与此同时，极板上的电荷随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。
电容传声器的频率范围宽、灵敏度高、失真小、音质好，但结构复杂、成本高，多用于高质量的广播、录音、扩音中。
3、驻极体电容传声器这种传声器的工作原理和电容传声器相同，所不同的是它采用一种聚四氟乙烯材料作为振动膜片。
由于这种材料经特殊电处理后，表面被永久地驻有极化电荷，从而取代了电容传声器的极板，故名为驻极体电容传声器。
其特点是体积小、性能优越、使用方便，被广泛地应用在盒式录音机中作为机内传声器。
4、无线传声器无线传声器实际上是一种小型的扩声系统。
传声器的种类与原理
————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:
ﻩ
传声器的种类与原理
一、传声器的作用和种类
传声器俗称话筒,又称麦克风。
它是一种将声音信号转换为相应的电信号的电声换能器件。
传声器的分类方法很多，主要有以下儿个。
①按换能原理分类,有电动式传声器（如动圈式传声器、铝带式传声器等）、电容式传声器(其中包括驻极体式传声器)、电磁式传声器、半导体式传声器和压电式传声器(晶体传声器、陶瓷传声器、压电高聚合物式传声器）。
②按指向性图分类，有无指向传声器（又称全指向传声器)、双向传声器（又称8字形指向性传声器）和心形传卢器、超心形传声器、超指向传声器(它们又称为单向传声器)。
③按使用场合分类,有普通传声器、立体声传声器、近讲传声器、佩戴式传声器、无线传声器和测量用传声器等。
从换能原理方面来说，目前用得最多的是动圈式传声器和电容式传声器。
动圈式传声器的特点是：结构简单，坚固耐用，工作稳定好，价格较低,频响特性较好等。
电容式传声器则具有频响好、失真小、噪声低、灵敏度高和音色柔和等特点,但电容式传声器价贵，而且必须为它提供直流极化电源（如２4V）,给使用者带来不便。
于是人们研制出了驻极体式电容传声器,它不需要外加直流极化电源，而且结构简单，体积小,价格低廉,近来，驻极体式传声器和压电高聚合物式传声器发展很快，且不断有新产品出现。
各种类型的传声器尽管在结构上有所不同,但它们都有一个振动系统,该系统是声波作用而引起振动,产生出相应的电压、电容或电阻变化。
如动圈式传声器就是属于电压变化一类(即音圈输出电压变化)，而电容式传声器则属于电容变化一类,但它最终还是利用电容变化使最后的输出仍为电压变化。
二、动圈式传声器的工作原理
把导体置于磁场中,用声音激励振动系统使其振动，通过电磁感应作用,在导体上产生感应电动势。
应用这种原理做成的传声器称为电动式传声器。
在电动式传声器中,如果传声器中所用的导体为音圈结构,就构成了动圈式传声器：如果所用导体为金属箔(如铝带）,就构成了带式(铝带式）传声器。
日前广泛使用的电动式传声器，绝大多数为动圈式传声器。
动圈式传声器的结构如图3-1所示,其工作原理是:当声波激励线圈时，粘接在振膜下面的音圈在磁隙的磁场中也作相应振动,从而切割磁力线而产生感应电动势。
此时感应电动势输出为
E= Bｌv （３-1)式中，B为磁隙中的磁通密度：l为音圈导线的总长度;v为音圈的振动速度。
由于动圈式传声器的音圈匝数很少，它的输出电压和输出阻抗（约10Ω）都很低,为了提高它的灵敏度，并使其与后接的放大器(或调音台）输入阻抗相匹配,在动圈式传声器中装有输出变压器以提高输出电压和输出阻抗。
输出变压器有自耦和互感两种，根据圈匝比的不同,其输出阻抗有高阻和低阻两种。
输出阻抗在６００Ω以下的，称为低阻传声器，有２0０Ω、6００Ω等:高输出阻抗通常是20kΩ。
为了适应阻抗变换的需要，有些传声器还设有输出阻抗变换装置,当改变传声器插座脚位或开关时，即可方便地改变其输出阻抗。
三、电容式传声器的工作原理
电容式传声器是一种依靠电容量变化而起换能作用的传声器,它主要由极头、前置放大器、极化电源等组成。
电容式传声器的极头实际上是一只电容器(静态电容量通常只有50—２00pF)，只不过电容器的两个电极中,一个是固定的,另一个是可动的。
通常两个电极相隔很近(一般为20—50μm）。
可动电极就是极薄的振膜（为2５—３０μm),一般采用金属化的塑料膜或金属膜。
由于振膜非常薄,当声波到来时,振膜会产生相应的振动，从而改变电容器两极板之间的距离，
因而使电容器容量发生变化。
如果将这个电容的变化量取出来变成电信号,这个电信号就对应着声信号了。
将电容变化量变成电信号的方法很多。
若将该电容器作为振荡器的振荡回路电容，则该振荡器的振荡频率便会被声波所调制，目前的无线电容式传声器就是基于这一原理工作的。
大多数的电容式传声器是采用所谓直流极化方法将电容变化量变成相应电信号的。
直流极化的电容式传声器的电路结构如图3-2所示,其中直流极化电压E一般为４0~200V，极化电阻Ｒ阻值一般为5~ｌ0０0MΩ。
其工作过程是：首先E经Ｒ向传声器电容器C充电,传声器电容器C两极板间充有电压Ｅ。
当声波使Ｃ的容量发生变化时,Ｃ上的电荷来不及发生变化,在负载电阻R上便产生了一个对应电容量变化规律的交流电压输出，见图3-2 (ｂ)。
电容式传声器的输出阻抗很高,不能直接输出，否则加到后接放大器的信号电压非常小，而且极易受到外界干扰,因此,需在传声器壳内装一个前置放大器(又称预放大器），进行阻抗变换，将高阻变换成低阻输出，这样就可以用长电缆接到后接放大器了。
电容式传声器具有灵敏度高、动态范围宽、频率响应宽而平坦、音质好以及瞬态响应优良等优点，是比较理想的传声器,但是它在使
用中需要有一个直流供电电源,它一方面为预放大器供电，另一方面为极头振膜提供极化电压。
所以，若电容式传声器与调音台相接,则必须打开调音台，卜的幻象(Phａnｔｏm)供电开关,以便向电容式传声器供电。
图3－3 （a）所示是包含预放大器的电容式传声器实用线路。
电源(+48V)由幻象供电,经Ｒ１(27kΩ）和极化电阻R(１500MΩ)加到传声器电容极板上。
当传声器受到声波作用时，其感应的电信号经过C l、Ｒ8加到场效应管栅极上。
场效应管接成射极跟随器形式,起阻抗变换作用,变换成低阻输出,然后经变压器耦合输出。
图中C2为正反馈电容,用以提高该放大器的输入阻抗。
图3－3 (ｂ）是场效应管与晶体管组合而成的预放大器的实用线路，它的特点是输出阻抗低，且有放大作用,其电压放大倍数为
（本例R1＝2.1kΩ,Ｒ２=l0kΩ）。
电源使用12Ｖ，也用幻象供电方式。
由丁-电源电压较低,为了提供高的极化电压，在传声器壳体内还设有一个DC/DＣ变换器,它通过晶体管VＴ2的自激振荡器，把较低的直
流电源电压变为高频交流电压，再经自耦变压器T2的升压、二极管V Ｄ整流、ｌ00０pF电容和２2μF电容的滤波变换为直流高压，作为极化电压加给传声器电容极板。
由于极化电源几乎不输出电流,功率消耗非常小,所以这种直流变换器的体积可以做得很小。
在电容式传声器中,还有一种称之为驻极体式传声器。
所谓驻极体式传声器,是采用经过事先极化了的驻极体来代替极化电压的电容式传声器，因此它的结构及工作原理与上述电容式传声器相同,但省掉了极化电源。
不过用作阻抗变换的预放大器仍需外部供电，故驻极体式传声器与调音台连接时，仍需打开幻象供电开关进行供电。
驻极体式传声器的驻极工艺有热驻极、电晕极化驻极和电子轰击驻极等方法。
驻极体式传声器的寿命很长，目前一般产品寿命为20~3０年。
四、幻象供电
幻象供电是没有专用电源线，而是利用信号线同时作电源线的一种供电方式。
具体来说,就是利用传声器输出电缆内的两根声频信号芯线作为直流供电的一根芯线,利用电缆的屏蔽线作为直流供电的另一根芯线来进行供电。
现代调音台向电容传声器馈电时,都使用这种幻象供电方式，向电容式传声器提供前置放大器的电源和极化电源电压。
幻象供电电路的基本方式如图3-4所示。
从馈电侧看有两种基本馈电方式,如图3－４ (c）、(d)所示；从受电侧看也有两种基本受电方式,如图3-4 （a）、(b）所示。
因此它们可有四种组合方式。
在图3-4 (c）、（ｄ)所示的两种基本馈电方式中,图３-4 (c)要求两只电阻R１、R2阻值相等，误差应小于０.4%。
这种电路的电阻值配对简单，电气中点设置方便，但由于它的并联值作为传声器信号输池的负载，故传声器的输出信号内阻应尽量小（小于250Ω)。
图3-4 (d）的电阻R对信号无影响，但对变压器的中点要求商，要求对电和磁都呈严格中点。
通常幻象供电电压为４8V。
此外,还可采用12V、2４Ｖ。
总之,使用幻象供电的优点在于，信号输出线与电源线合用，使电容式传声器的多芯电缆可减少为二芯屏蔽线，而且,即使将它接到其他类型(如动圈式)传声器，由于幻象电源的接入与传声器的平衡输出无关，故在调音台使用动圈式传声器时，就不必注意幻象电
源开关是否打开,不过为减小电源噪声，使用动圈传声器时不宜打开幻象电源。
