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第2章 传声器 2.1 传声器的分类与原理结构 2.2 传声器的技术指标 2.3 有线传声器 2.4 无线传声器 2.5 传声器的选择和使用 2.1 传声器的分类与原理结构 传声器(Microphone)简写为MIC，又称话筒或“麦克风”。它是音响系统中最为广泛使用的一种电声器件之一，它的作用是将话音信号转换成电信号，再送往调音台或放大器，最后从扬声器中播放出来。也就是说，传声器在音响系统中是用来拾取声音的，它是整个音响系统的第一个环节，其性能质量的好坏，对整个音响系统的影响很大。 2.1.1 传声器的分类 传声器的种类很多，可根据能量来源、指向性、换能原理以及受声场作用力的大小等进行分类。 1.按能量的来源分 传声器按能量的来源可分为有源类传声器和无源类传声器两类。有源类传声器用外加直流电源作为其能量来源，使传声器的振膜在声场作用下其电学参量发生变化，从而将声能转化为电能。如碳粒式、半导体式及射频式传声器均属于有源传声器。 无源类传声器可直接把振膜的振动能量转变为电能，而不消耗其它能量。如电磁式、电动式、压电式、电容式传声器都属于这种类型。电容式传声器是在直流极化电压方式下工作的，它只提供电位而不消耗电能，所以是无源的；驻极体电容传声器是用驻极体材料来代替极化电压的，故不必加极化电压就可以工作。 2.按换能原理分 传声器本身就是一种换能器件，通常是将声能转换为电能的。但是，这种换能器件若内部结构不同，那么它们的换能方式也不同。大部分传声器是按电磁感应定律工作的，其输出电压正比于振膜的振速。而电容、压电传声器是通过改变传声器内部电路参数工作的，输出电压正比于振膜的位移。碳粒传声器是利用碳粒的欧姆接触电阻正比于振膜的位置而工作的。 3. 按声场作用力分 声场作用力是指具体某点声压和振膜面积的乘积。这里的声压是标量，无方向性，与频率无关。它主要有两种形式，即压强式和压差式。压强式传声器是对空间声场某点的声压起响应的，而压差式传声器是对空间两点或多点之间的声压差起响应的。声压差是声压梯度的函数，声压梯度是有方向性的，是矢量且与频率有关，所以压差式传声器是具有方向性的。 4. 按指向性分 指向性分类方法比较直观且容易理解。当声波波长接近其结构尺寸时，都会发生衍射，产生相位损失、障板效应等，因而不可避免地要在高频区产生方向性。具体方向性有单向、双向、全向、8字形、无指向和可变指向等6种。 2.1.2 传声器的原理结构 现举两个具有代表性的传声器做一说明。 1.动圈式传声器 动圈式传声器属于无源类传声器，其结构如图2―1所示。从图中可以看出，动圈式传声器由永久磁铁、线圈和振膜等部分组成。当振膜受到声波的压力后，它带动线圈在磁场中作切割磁力线的振动，线圈两端就会输出一个随声波而变化的声频感应电压。 动圈式传声器具有结构牢固可靠、性能稳定、无需外加直流电压、使用简便等优点，可广泛应用于家庭和歌舞厅等场所，既适合于人声演唱，亦适合于大多数的乐器扩音或录音使用。 2.电容式传声器 电容式传声器的原理结构如图2―2所示。从原理结构图可以看出，它由一个薄极板(振膜，从几微米到十几微米)和一个厚极板(底极)等组成。两极板之间的距离很近，一般约为20~60μm，因此两极板间形成一个以空气为介质的电容，其静电容量可达50~200pF。当声波激励薄金属片时，该薄片产生振动从而改变了两极板之间的距离，使其电容量发生相应的变化。 将这个电容的变化量取出来变成电信号，这个电信号便对应着声波信号了。要把电容变化量变成电信号有多种方法，在电容式传声器中通常有两种：一种是直流极化式；另一种是驻极体式。直流极化式基于电场原理，通过电场的作用将机械振动变成电信号，这种形式的换能器称为静电换能器。在专业音响场合中，多使用外加直流极化电压(40~200V)的高档电容传声器。 采用经过事先极化的驻极体代替上述极化电压的电容传声器称为驻极体电容传声器，简称驻极体传声器。驻极体传声器的优点是省去了极化电压的装置，电路也简化了，从而体积小巧，价格相对低廉，常用在家用录音机中作内置传声器和普通歌舞厅乐队的扩音中，效果优良。缺点是极化电压保持时间有一定限度。对于使用者来说，应避免在高温和高湿