(整理)常见传声器的结构及工作原理

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。

3. 驻极体传声器

驻极体传声器由声电转换和阻抗转换两部分组成，如图12-13 所示。声电转换部分的关键元件是驻极体振动膜，它是一个极静的塑料膜片，在它上面蒸发一层纯金薄膜，然后经高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外与金属外壳相连通，膜片的另一面用薄的绝缘垫圈隔开，这样蒸金膜面与金属极板之间就形成了一个电容器。阻抗转换部分由场效应管担任，它的主要作用就是把几十兆欧的

阻抗转变为与放大器匹配的阻抗。场效应管的G 极接金属极板，D和S 极与外接电路连接，其输出形式如图12-14 所示。图12-14 (a)为源极输出接法，这种接法的输出阻抗小于2kΩ，电路比较稳定，动态范围大，但输出信号较弱。图12-14 (b) 为漏极输出接法，这种接法增益较高，但动态范围较掘极输出接法要小。

驻极体传声器的工作原理是，当声波使驻极体膜片振动时，膜片蒸镀金属膜与金属极板间形成的电容的电场发生相应变化，产生随声波变化的音频电信号，该信号通过场效应管输出。

驻极体传声器具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低廉等优点，广泛应用于盒式收录机、电话机、无线话筒及声控电路中。

传声器的主要参数

传声器的主要参数有灵敏度、频率响应、输出阻抗、指向性和固有噪声等。

1. 灵敏度

传声器的灵敏度是指传声器在一定声压作用下输出的信号电压，其单位为mV/Pa 。传声器的灵敏度可分为声压灵敏度及声强灵敏度。高阻抗传声器的灵敏度常用分贝(dB) 表示。

2. 频率响应

频率响应是指传声器灵敏度和频率间的关系，也就是频率特性。通常都希望传声器灵敏度在全音频范围内保持不变，但实际上由于种种条件的影响，无法做到这一点。普通传声器的频率响应一般多在100 - 10000Hz ，质量好一点儿的为40 - 15000Hz 。

3. 输出阻抗

传声器输出端的交流阻抗称为扬声器的输出阻抗，一般是在1kHz 频率下测得的。输出阻抗分高阻和低阻，一般将输出阻抗小于2kΩ的称为低阻抗传声器，而高阻抗传声器的输出阻抗大都在10kΩ以上。

4. 指向性

指向性是指传声器灵敏度随声波入射方向而变化的特性。一般传声器的指向性有三种类型:

①全指向性传声器。它对来自四周的声波都有基本相同的灵敏度。

②单指向性传声器。这种传声器的正面灵敏度比背面灵敏度高。根据指向性特性曲线的形状不同，单指向性传声器又可分为心型、超心型及近超心型等。

③双向传声器。这种传声器前后两面的灵敏度一样，两侧的灵敏度较低。

5. 固有噪声

固有噪声是在没有外界声音、风振动及电磁场等干扰的环境下测得的传声器输出电压有效值。一般传声器的固有噪声都很小，在μV 数量级。

部分传声器的主要参数

一些动圈式传声器的主要参数见表12-19 。

一些电容式传声器的主要参数见表12-20 。

驻极体电容传声器的外形如图12-15 所示，其主要参数见表12-21 。

传声器的选用

选用传声器时应注意以下几点:

①应根据使用的目的或场合选用传声器.见表12-22。

②在选择传声器的阻抗时，应根据放大器的输入阻抗来选择，要做到传声器的输出阻抗应尽量与放大器的输入阻抗相匹配

③传声器的输出电缆引线要有良好的屏蔽，且不能太长，一般应为几米。在使用低阻抗输出的传声器时，电缆引线可以适当加长一些，但在使用高阻抗输出的传声器时，传声器的电缆引线不能很长，否则由于电缆分布电容的影响，会使传声器的高频特性变坏。

④使用驻极体传声器时，一定要注意底部引出端与外电路的接法。引出端有三端式和两端式两种，共有四种接法，如图12-16 所示。

⑤使用传声器时，应注意声惊与传声器的距离。除了为歌手设计的近讲传声器使用时必须贴近振动膜片外，其余传声器与使用者之间一般以30 - 40cm 间距为好。距离太远了，传声器输出电压低，噪声相对会增大;距离太近了，容易使声音阻塞。

⑥为了减少频率失真.声源应对准传声器的中心线。在扩音时，传声器不要对准和靠近扬声器，否则会引起反馈啸叫。