傳聲器介紹
傳聲器將聲音信號轉變為相應的電信號的電聲換能器,俗稱話筒,舊稱微音器或麥克風。傳聲器把語言和音樂等聲信號變成電信號後,經過放大,可以用來進行語言通信、錄音、廣播和擴聲。在語言通信系統(如電話)中使用的傳聲器,一般叫做送話器。目前傳聲器的種類很多。從換能類型來看,廣播中用得最多的是動圈式、電容式、鋁帶式及近年來出現的駐極體電容式、壓力區域式。標誌傳聲器的主要電聲性能指標有:靈敏度、頻率回響、指向性、輸出阻抗、動態範圍等。其他還有性能穩定、結構可靠、使用方便等。不同的場合使用不同類型的傳聲器,它們所能達到的性能指標各不相同。
聲壓靈敏度機理
聲壓靈敏度又稱聲壓回響。接收換能器輸出端的開路電壓與換能器接收面上實有的聲壓的比值。單位為V/Pa。由於聲波的散射作用,實際作用於接收換能器膜片上的聲壓要大於換能器放入該點之前的平面波自由場的聲壓。而對同一換能器來說,它的開路輸出電壓是不會變的,因此其自由場靈敏度大於聲壓靈敏度,即接收換能器自由場靈敏度等於聲壓靈敏度加上散射引起的增量。如果已知聲壓回響,根據壓力增量校正曲線就可求得自由場靈敏度。低頻率時,當接收換能器放入聲場中,由於其尺度遠小於聲波的波長,它對聲場的干擾可以忽略不計,這時它的自由場靈敏度趨近於聲壓靈敏度。由散射引起的壓力增量與入射角有關。為計算方便,聲壓靈敏度也可用分貝表示。基準量同自由場靈敏度級中所用的值。傳聲器的聲壓靈敏度標準採用耦合腔互易法。
測量原理及方法
對於某些特殊用途的傳聲器,如探管傳聲器,用它來測量腔體內某一點的聲壓時,必須預先知道它的靈敏度,它的靈敏度可以在耦合腔內用比較法測量。測量原理圖如圖1所示.聲頻信號發生器產生一個頻率為1000Hz的恆定信號,饋給聲源,使聲源在腔體內產生一個恆定聲壓的聲場,腔內聲壓級應保證被酣傳聲器有大於25dB的信號噪聲比。
腔內幾何尺寸應至少小於聲波波長的十分之一,以保證腔內的聲壓處處相等,腔體的體積應保證使得耦合腔的聲阻抗比探管傳聲器的聲阻抗小得多,檢驗的方法是將耦合腔上安裝探管的孔剛性密封,腔內聲壓的變化不能大於3dB,否則必須用更大體積的腔體,同時測試頻率的上限亦將下降,耦合腔體上應開有均壓孔,以保證腔內靜壓強與大氣壓相等。
聲源部分可以採用受話器(耳機)或用電容傳聲器(它是一個線性可逆的換能器)作為聲源,如果要求測試的聲壓級較高,則應考慮聲源非線性的影響。
測量時按圖1接線,在測量放大器上分別讀出測試傳聲器和被測傳聲器的開路輸出電壓,根據式1求出被測傳聲器的靈敏度,這時測試傳聲器應選用聲壓型傳聲器。
對於探管的管徑不是很小的管子(如Φ≥6mm),當其長度等於波長的1/4的奇數倍時,將引起明顯的諧振,這時管內應加阻尼材料,調整好才進行靈敏度測量。