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传声器:工作原理与分类

【摘要】:1-1-1传声器的工作原理和分类传声器也叫话筒或麦克风,表示符号为,它是拾取信号的喉舌,声音的表现效果很大程度上取决于话筒的选择和使用,它是现代录音技术中最重要、最基本的设备,其质量的好坏、使用时话筒类型的选择及位置的摆放是否得当,对于整个系统或者是录音制品的品质都有着最直接的关系。

1-1-1 传声器的工作原理和分类

传声器也叫话筒或麦克风,表示符号为img7

,它是拾取信号的喉舌,声音的表现效果很大程度上取决于话筒的选择和使用,它是现代录音技术中最重要、最基本的设备,其质量的好坏、使用时话筒类型的选择及位置的摆放是否得当,对于整个系统或者是录音制品的品质都有着最直接的关系。

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图1-1 传声器内部结构示意图

话筒是录音环节中的首要设备,是一种电声换能器,将声波的能量转化为另一种相应形式的能量(电信号),见图11传声器内部结构图。话筒的拾音质量取决于许多外界因素,例如,放置的位置和所处的空间声学环境;也取决于内部因素,如话筒的设计等。这些相关联的因素共同决定话筒的整体音质。不同的空间、不同的声源或者为了得到更有特色的声音,全球的话筒制造商根据不同的应用和个人的口味,提供了品种繁多的多系列话筒。由于每种话筒特定的声音特性适应不同具体的应用范围,因此,使用者应当仔细地选择话筒以及与之相配合的拾音场合及音色,以便从声源拾取得到最好的声音。

对于话筒的分类方法,常见的有这样几种:

1.按能源分类

按能源分类可分为无源换能器和有源换能器两种。

无源换能器是把声音信号直接转换成电信号,不需要消耗任何电能,主要包括动圈式和压电式话筒。

所谓有源换能器必须由电池整流器提供所需的电源,话筒只是使这些电能受声波振动的调制,并与声波的振动同步,电容式话筒属于这一类。

2.按换能原理分类

按换能原理分类可分为磁换能器和电换能器两种。

磁换能器的输出电压按照电磁感应定律和振动速度成正比,比如:典型的动圈式话筒。(www.chuimin.cn)

电换能器的输出电压与可动元件的位移幅度成正比,比如:典型的电容式话筒。

3.按指向性分类

话筒的种类很多,就其拾取声音的方向性(或指向特性)可分为全方向性、双方向性和单方向性等,我们将在后面的章节中详细讲述。

4.按用途分类

按用途分类有测量型话筒、录音型话筒、佩带式微型话筒、抗噪声型话筒和近讲型话筒等。

5.按传输方式分类

按电信号的传输方式分类有无线话筒和有线话筒两种类型。

如上所述,我们可以看到:话筒可以通过多种方法将声能转化为相应的电压,常用的两种换能器型为磁动圈话筒和电容式话筒。

磁动圈话筒简称为动圈话筒。其工作原理可以简单概括为:在动圈话筒中有一个薄金属振膜,在薄膜上附着一个绕有导线的芯,称为音圈,它精确地悬挂在一个高强度磁场中;当声波冲击振膜的表面时,附着的音圈随声波的频率和振幅成比例地移动,使音圈做切割磁力线运动;这样就在音圈导线中产生了一个电信号,电信号的大小由切割磁力线运动的速度决定。

电容话筒主要由振膜、后极板、极化电源(由外部提供)和放大器组成。电容话筒的振膜与一块固定后极板彼此靠得很近但不接触,相当于一个小型的可变电容器。极化电源加给振膜和后极板一个极化电压,当声波作用在振膜上就会引起振膜的震动,就得到两极间电容量的变化,引起极板上存储电荷量的变化,也就是在极间形成了微弱的电流,电流经过放大器放大输出后,完成了人耳信号到电信号的转换,输出音频电压。

电容式话筒还有另外一种形式,被叫做驻极体话筒。这种话筒内使用的振膜或后极板采用的是一种带有永久性电荷的驻极体材料,驻极体是一种聚酯薄膜材料,在高温时可以传导电流,但在常温下是绝缘体。

我们将在下一节内容中对这两类话筒做具体的讲述。