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調頻無線話筒工作原理
調頻無線話筒工作原理
更新时间:2025-04-04 19:29:48

傳聲器通常稱為話筒或麥克風,它是把聲波信号(機械能)轉換成電信号的一種器件。傳聲器的電路符号如下圖所示。原來傳聲器在電路中用“S”、“M”或“MIC”表示,現在多用“B”或“BM”表示。

調頻無線話筒工作原理(傳聲器話筒的原理與檢測)1

1.傳聲器的分類

根據構成傳聲器可分為動圈式、晶體式、鋁帶式、電容式等多種,根據使用方式的不同傳聲器可以分為有線式和無線式兩種。目前,常用的傳聲器有動圈式和電容式兩種。

2.傳聲器的原理

(1)動圈式傳聲器

常見動圈式傳聲器的實物外形如下圖(a)所示,它内部主要由磁鐵、線圈、振動膜、升壓變壓器、軟鐵等構成,如圖(b)所示。磁鐵和軟鐵構成磁路,磁場集中于芯柱和外圈軟鐵所形成的縫隙中。在軟鐵前面裝有振動膜,它上面帶有線圈,正好套在芯柱上,位于強磁場中。當振動膜受聲波壓力前後振動時,線圈便切割磁力線而産生感應電動勢,從而将聲波信号轉換成了電信号。

調頻無線話筒工作原理(傳聲器話筒的原理與檢測)2

調頻無線話筒工作原理(傳聲器話筒的原理與檢測)3

由于傳聲器線圈(通常稱為音圈)的匝數很少,阻抗很低,輸出的電壓小,不能滿足(與之相連接的)擴音機對輸入信号的要求,因此,動圈式傳聲器中都裝有升壓變壓器,一次側接振動膜線圈(音圈),二次側接輸出線,将傳聲器輸出的信号進行大幅度的提升。根據升壓變壓器的一、二次繞組匝數比不同,動圈式傳聲器有低阻抗和高阻抗兩種輸出阻抗。其中,低阻抗為200~600Ω,高阻抗為幾十千歐。動圈式傳聲器的頻率響應一般為50~10 000Hz,輸出電平為−50~−70dB,無方向性。組合式動圈傳聲器的頻率響應可達35~15 000Hz,并具有不同的方向特性供使用時選擇。

(2)電容式傳聲器

電容式傳聲器在整個音頻範圍内具有很好的頻率響應特性,靈敏度高,失真小,但體積要比動圈式傳聲器大一些,多用在要求高音質的擴音、錄音工作中。普通電容式傳聲器的實物外形如下圖(a)所示,它内部主要由振動膜、極闆、電阻等構成,如圖(b)所示。

調頻無線話筒工作原理(傳聲器話筒的原理與檢測)4

振動膜是一塊表面經過金屬化處理且很輕、彈性很強的薄膜,它與極闆構成一隻電容。

由于它們之間的間隙很小,所以振動膜面積不大就可以獲得一定的電容量。當有聲波傳到振動膜上時,它便随之振動,改變了它與另一極闆之間的距離,從而使電容量發生變化。在這個電容器的兩端,經過電阻R接上一直流電壓 E(稱為極化電壓)。那麼,電容量随聲音變化時,電阻R兩端便得到交變的電壓降,即把聲波信号轉換成了電信号。

(3)駐極體傳聲器

駐極體傳聲器是電容傳聲器的一種。駐極體傳聲器是用事先注入電荷而被極化的駐極體代替極化電源的電容傳聲器。駐極體傳聲器有兩種類型:一種是用駐極體高分子薄膜材料做振動膜(振膜式),此時振動膜同時擔負着聲波接收和極化電壓的雙重任務;另一種是用駐極體材料做後極闆(背極式),這時它僅起着極化電壓的作用。由于該傳聲器不需要極化電壓,從而簡化了結構。另外,由于其電聲特性良好,所以在錄音、擴聲和戶外噪聲測量中已逐漸取代外加極化電壓的傳聲器。常見的駐極體傳聲器的實物外形和構成如下圖所示。

調頻無線話筒工作原理(傳聲器話筒的原理與檢測)5

如下圖所示,駐極體傳聲器有兩塊金屬極闆,其中一塊表面塗有駐極體薄膜并将其接地,另一塊極闆接在場效應晶體管的栅極上。

調頻無線話筒工作原理(傳聲器話筒的原理與檢測)6

兩個極闆之間形成了一個電容,當駐極體膜片因聲波振動時,電容兩端就形成變化的電壓。該電壓變化的大小,反映了外界聲壓的強弱,而電壓變化頻率反映了外界聲音的頻率。不過,電容兩端産生的電壓較小,為了将聲音産生的電壓信号引出來并加以放大,必須使用場效應管進行放大。栅極與源極之間接的二極管的作用是保護場效應晶體管,以免它因過電壓等原因損壞。

3.駐極體傳聲器的檢測

将指針型萬用表置于“R × 100”擋,用紅表筆接傳聲器的金屬屏蔽網,黑表筆接其芯線,相當于給内部的場效應晶體管漏極加上正電壓,此時萬用表表針應指在一定的刻度上。然後對着傳聲器吹氣,若表針毫無反應,并且調換表筆後再次檢測時仍無反應,說明駐極體已損壞;如果對着傳聲器吹氣,表針有一定幅度的擺動,說明它正常。直接測試傳聲器的兩根引線的阻值時,若阻值為無窮大,說明内部駐極體或引線開路;如果阻值為0,說明駐極體或引線短路。

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