现代音响与调音技术2音响设备基础.ppt

第2章传声器与扬声器2.1.1传声器的分类与原理结构1.按能量的来源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。2.电容式传声器
电容式传声器的原理结构如图2―2所示。如何把电容变化量转化为电信号呢？
一种是直流极化式: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。2.2.1灵敏度
灵敏度是指传声器在一定强度的声音作用下输出电信号的大小.灵敏度高，表示传声器的声-电转换效率高.对微弱的声音信号反应灵敏.其定义为：在自由声场中，当向传声器施加一个声压为1μbar的声信号时，传声器的开路输出电压(mV)即为该传声器的灵敏度。换句话说，在一个标准声压的作用下，传声器的开路输出电压越高，传声器就越灵敏，反之，传声器就不灵敏。2.2.2频率范围(带宽)
频率范围是指传声器正常工作的频带宽度，通常以带宽的下限和上限频率来表示。一只好的传声器应具有较宽的频率范围，最好包含人的音频整个范围，有时为了增加拾音的明亮度和清晰度，还可在某一频率范围内，使其输出有所增强。频率范围可通过频响曲线来反映，电容传声器的频响特性较动圈式要宽阔且平直。
2.2.3信号噪声比(S/N)
信号噪声比指的是传声器有电信号输出时的信号电压与传声器内在噪声电压的比，通常用dB表示。例如，电动传声器的灵敏度为0.1mV/μbar，当在1m距离讲话时，到达振膜的声压约为1μbar，此时，传声器输出电信号为0.1mV。而传声器的内在噪声电压约为0.5μV，则信噪比为
2.2.4源阻抗及推荐的负荷阻抗
源阻抗简称阻抗，指传声器的交流内阻，以Ω为单位，通常用1kHz信号测得。对低阻抗传声器，源阻抗为200Ω左右；对中阻抗传声器，一般在500Ω到5kΩ之间；对高阻抗传声器，则在25kΩ到50kΩ之间。由于中阻抗及高阻抗传声器的导线容易感应交流声，所以专业用的高质量传声器，一律采用低阻抗方式。
为了使传声器的阻抗特性和后面设备的输入阻抗对整个系统的频率响应不会产生任何影响，通常要求后面设备的输入阻抗是传声器阻抗的6~11倍，称为推荐的负荷阻抗。由于高质量低阻抗传声器的阻抗多为200Ω，所以推荐的负荷阻抗多为1kΩ。这是专业用调音台和录音机常用的输入阻抗值。
2.2.5最大容许声压级
通常以传声器产生0.5%谐波畸变时的声压级作为最大容许声压级。高质量传声器的最大容许声压级已达135dB声压级。
2.2.6隔振能力
隔振能力包括传声器与其支架间的隔振能力，以及传声器外壳内芯件与壳体间隔振能力。
2.2.7瞬态响应
瞬态响应就是传声器对脉冲型声波的跟踪能力。由于方波信号是一种典型的瞬态信号，所以常常用一个矩形波信号来激励传声器，然后用示波器来观测传声器输出信号的波形，从而判断它的瞬态跟踪能力。通常，电容传声器的瞬态响应要优于动圈传声器。
2.2.8指向特性
传声器的指向特性，又称传声器的方向性，是表征传声器对不同入射方向的声信号检拾的灵敏度，也可以说是传声器的灵敏度随声波入射方向而变化的特性。如单方向性表示只对某一方向来的声波反应灵敏，而对其他方向来的声波基本无输出。无方向性则表示对各个方向来的相同声压的声波都有近似相同的输出。指向性是传声器十分重要的电声指标。
2.2.8指向特性
1.压强式传声器——无方向指向特性
2.压差式传声器——8字形指向特性
压差式传声器的振膜后面不密闭，因此振膜的振动取决于前面和后面的瞬时声压差，即对声压梯度产生响应。很显然，从前面0°和后面180°入射的声波，都可以产生很大的声压梯度，所以接收能力最强，具有较高的灵敏度。从侧面90°和270°入射的声波，到达振膜前后两面的强度相等，因而声压梯度为零，传声器没有输出，灵敏度为零。因此，压差式传声器具有8字形(或双向)指向特性，如图2―4所示。
图2―43.多种指向图形的组合
将一个无方向图形与一个8字形图形叠加起来，就能得到一个心形图形，如图2―5所示。这是因为在0°方向上，无方向图形与8字形图形相叠加，得到了两倍的灵敏度；在180°方向上两者大小相等，方向相反，结果相互抵消；在90°和270°方向上，因8字形图形灵敏度为零，因而，叠加的结果是保持无方向图形的灵敏度，它是0°入射灵敏度的一半。
图2―5心形特性的合成心形指向特性是一种单方向指向特性，介于无方向和8字形指向特性之间，适合于手持式人声演唱和乐器演奏用传声器。
现在，我们可以以无方向、8字形和心形指向特性为基本图形，通过适当的组合，就可以得到许多个合成指向图形了。图2―6给出了5种主要的合成指向特性图形，可供选择传声器时参考。
图2―6多种指向图形的合成实践证明，各种传声器的指向特性都会随频率而变化