电容传声器的工作原理_电容传声器的主要特点

电气知识 2022-08-06

  电容传声器的工作原理

  电容传声器是—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。主要由极头、前置放大器、极化电源和电缆等部分组成。

  电容传声器是精密测量中最常用的一种传声器,其稳定性、可靠性、耐震性,以及频率特性均较好。其幅频特性平直部分的频率范围约为10Hz~20kHz。

  电容式传声器是目前各项指标都较为优秀的一种传声器,具有频率特性较好、音质清脆、构造坚固、体积小巧等优点。它被广泛应用在广播电台、电视台、电影制片厂及厅堂扩声等各种场合。

  电容的一个极板用作检取声波的振膜,用导线固定在传声器上。另一个极板直接固定在传声器上。电容、直流电源和负载电阻构成了一个电流回路。电容的两个极板相距20~50,形成50~200pF的电容。

  电容传声器的工作原理可简单概括为:当声波作用于金属膜片时,膜片发生相应的振动,于是就改变了它与固定极板之间的距离,从而使电容量发生变化。而电容量的变化可以转化成电路中电信号的变化。因此,通过这样一个物理过程就可以把声波的振动转变为电路中相应的电信号,并由负载电阻输出。

  如果声音响度大,膜片的振动幅度就大,则输出电压幅度就大;如果声音的音调高,膜片的振动频率就高,则输出电压变化的频率也高;如果声音的音色不同,膜片的振动规律(波形)就不同,则输出电压也有相应的波形变化。于是,就将声音的三要素(响度、音调、音色)转换成了电信号中的三要素(幅度、频率、波形)。

电容传声器的工作原理_电容传声器的主要特点

  电容传声器特点

  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10GHz~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。

电容传声器的工作原理_电容传声器的主要特点

  电容式传声器结构

  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。

  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。