驻极体传声器

  驻极体传声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传声器。驻极体传声器电声性能较好,抗振能力强,价格低,容易小型化等特点。驻极体传声器的膜片多采用聚全氟乙丙烯,其湿度性能好,产生的表面电荷多,受湿度影响小。由于这种传声器也是电容式结构,信号内阻很大,为了将声音产生的电压信号引出来并加以放大,其输出端也必须使用场效应晶体管。

参数

  1、灵敏度

  灵敏度表示传声器的声—电转换效率。在自由声场中,当向传声器施加一个声压为1帕或1微巴的声信号时,传声器的开路输出(以毫优为单位),即为该传声器的灵敏度。

  2、频率响应

  频率响应是指传声器正常工作的频带宽度。

  3、指向性

  指向性特性又称方向性,是表征传声器对不同入射方向的声信号检测的灵敏度。

  4、等效噪声级与信噪比

  5、消耗电流

  一般要求为小于等于0.5mA,内控要求为小于等于0.3mA。

  6、降压特性

  7、输出阻抗

  8、声压级

结构

  1、防尘网:

  保护传声器,防止灰尘落到振膜上,防止外部物体刺破振膜,还有短时间的防水作用。

  2、外壳:

  整个传声器的支撑件,其它件封装在外壳之中,是传声器的接地点,还可以起到电磁屏蔽的作用。

  3、振膜:是一个声-电转换的主要零件,是一个绷紧的特氟窿塑料薄膜粘在一个金属薄圆环上,薄膜与金属环接触的一面镀有一层很薄的金属层,薄膜可以充有电荷,也是组成一个可变电容的一个电极板,而且是可以振动的极板。

  4、垫片:

  支撑电容两极板之间的距离,留有间隙,为振膜振动提供一个空间,从而改变电容量。

  5、极板:

  电容的另一个电极,并且连接到了FET的G极上。

  6、铜环:

  连接极板与FET的G极,并且起到支撑作用。

  7、塑环:

  固定极板和极环,从而防止极板和极环对外壳短路(FET的S,G极短路)。

  8、PCB组件:

  装有FET,电容等器件,同时也起到固定其它件的作用。

  9、PIN:有的传声器在PCB上带有PIN,可以通过PIN与其他PCB焊接在一起,起连接另外前极式,背极式在结构上也略有不同。

工作原理

  由静电学可知,对于平行板电容器,有如下的关系式:C=ε?S/L ……①即电容的容量与介质的介电常数成正比,与两个极板的面积成正比,与两个极板之间的距离成反比。

  另外,当一个电容器充有Q量的电荷,那麽电容器两个极板要形成一定的电压,有如下关系式:C=Q/V   ……②

  对于一个驻极体传声器,内部存在一个由振膜,垫片和极板组成的电容器,因为膜片上充有电荷,并且是一个塑料膜,因此当膜片受到声压强的作用,膜片要产生振动,从而改变了膜片与极板之间的距离,从而改变了电容器两个极板之间的距离,产生了一个Δd的变化,因此由公式①可知,必然要产生一个ΔC的变化,由公式②又知,由于ΔC的变化,充电电荷又是固定不变的,因此必然产生一个ΔV的变化。

  这样初步完成了一个由声信号到电信号的转换。

  由于这个信号非常微弱,内阻非常高,不能直接使用,因此还要进行阻抗变换和放大。

  FET场效应管是一个电压控制元件,漏极的输出电流受源极与栅极电压的控制。

  由于电容器的两个极是接到FET的S极和G极的,因此相当于FET的S极与G极之间加了一个Δv的变化量,FET的漏极电流I就产生一个ΔID的变化量,因此这个电流的变化量就在电阻RL上产生一个ΔVD的变化量,这个电压的变化量就可以通过电容C0输出,这个电压的变化量是由声压引起的,因此整个传声器就完成了一个声电的转换过程。

种类

  驻极体传声器有两种类型,一种是用驻体高分子薄膜材料做振膜(振模式),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。由于该种传声器不需要极化电压,简化了结构。另外由于其电声特性良好,所以在录声和扩声和户外噪声测量中已逐渐取代外加极化电压的传声器。

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