传声器也叫话筒或麦克风,它是把声波信号转换成电信号的一种器件。话筒的电路符号如图1所示。话简在电路中原来用“S”、 “M”或“MIC”表示,现在多用“B”或“BM”表示。
1.话筒的分类
话筒根据构成可分为动圈式、晶体式、铝带式、电容式等多种,根据信号传输方式的不同可分为有线式和无线式两种。目前,常用的话简有动圈式和电容式两种。
2.话筒的原理
(1)动圈式话筒
动圈式话筒常见的实物如图2 (a)所示,它内部主要由磁铁、线圈、振动膜、升压变压器、软铁等构成,如图2(b)所示。磁铁和软铁构成磁路,磁场集中于芯柱和外圈软铁所形成的缝隙中。在软铁前面装有振动膜,它上面带有线圈,正好套在芯柱上,位于强磁场中。当振动膜受声波压力前后振动时,线圈便切割磁力线而产生感应电动势,从而将声波信号转换成了电信号。
由于话简线圈(通常称为音圈)的匝数很少,阻抗很低,输出的电压小,不能满足(与之相连接的)扩音机对输入信号的要求。因此,动圈式话简中都装有升压变压器,一次侧接振动膜线圈(音圈),二次侧接输出线,将话筒输出的信号进行大幅度提升。
根据升压变压器的一次、二次绕组匝数比不同,动圈式话筒有低阻抗和高阻抗两种输出阻抗。其中,低阻抗为200~600Ω,高阻抗为几十千欧。
动圈式话筒频率响应范围一般为50~10000Hz,输出电平范围为-50~-70dB,无方向性。组合式动圈话筒频率响应范围可达35~1500Hz,并具有不同的方向特性供使用时选择。
(2)电容式话简
电容式话筒在整个音频范围内具有很好的频率响应特性,灵敏度高、失真小,但体积要比动圈式话筒大一些,多用在要求高音质的扩音、录音工作中。常见的普通电容式话筒实物如图3 (a)所示,它内部主要由振动膜、极板、电阻等构成,如图3(b)所示。
振动膜是一块表面经过金属化处理且很轻、弹性很强的薄膜,它与极板构成一只电容。由于它们之间的间隙很小,所以面积很小的振动膜就形成了一定电容量的电容。 当有声波传到振动膜上时,它的电容量发生变化。这样,该电容两端并联的电阻R上就会产生随声音变化的交变电压,从而把声波信号转换成电信号。
驻极体话筒是电容式话筒的一种。驻极体话筒是用事先已注入电荷而被极化的驻极体代替极化电源的电容式话简。驻极体话筒有两种类型:一种是用驻极体高分子薄膜材料做振膜(振膜式),此时振膜同时担负着声波接收和极化电压双重任务:另一种是用驻极体材料做后极板(背极式),这时它仅起着极化电压的作用。由于该种话筒不需要极化电压,从而简化了结构。另外,由于其电声特性良好,所以在录声、扩声和户外噪声测量中已逐渐取代外加极化电压的话筒。常见的驻极体话简的实物和构成如图4所示。
参见图5,驻极体话简有两块金属极板,其中-块表面涂有驻极体薄膜并将其接地,另一块极板接在场效应管的栅极上。这样,这两个极板之间就形成了一个电容。当驻极体膜片因声波振动时, 电容两端就形成了变化的电压。该电压变化的大小,反映了外界声压的强弱,而电压变化频率反映了外界声音的频率。不过,电容两端产生的电压较小,所以必须通过场效应管对其进行放大。场效应管的栅极与源极之间接的二极管用作保护,以免它因过电压等原因而损坏。
3. 话筒的应用电路
图6所示是典型的驻极体话筒应用电路。该电路的核心器件是话简BM。
参见图6 (b),当驻极体膜片因声波振动时,电容两端就形成了变化的电压。该电压经场效应管放大后从S极输出,再利用C耦合到放大器进行放大。
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