常 用 电 子 元 器 件

1、常常 用用 电电 子子 元元 器器 件件 - -电声器件电声器件小组成员：蔡楚集、陈润泉、蔡景荣、陈贝铭、陈永灿、陈杨、陈俊杰 电声器件的种类，应用场合？电声器件的种类，应用场合？ 电声器件的型号命名？电声器件的型号命名？ 扬声器件的种类，工作原理，扬声器件的种类，工作原理， 主要参数？主要参数？ 音箱的种类，特点？音箱的种类，特点？ 传声器的种类，电路符号，主要参数？传声器的种类，电路符号，主要参数？ 耳机的种类，电路符号，特点？耳机的种类，电路符号，特点？ 扬声器、传声器，耳机的选用与的检测方法？扬声器、传声器，耳机的选用与的检测方法？问题来了问题来了 国产电声器件的型号命名由四部分组成，

2、各部分的主要含义国产电声器件的型号命名由四部分组成，各部分的主要含义见表。见表。 第一部分第一部分 为字头符号，用汉语拼音字母表示产品的主称。为字头符号，用汉语拼音字母表示产品的主称。 第二部分第二部分 为用字母表示产品类型。为用字母表示产品类型。 第三部分第三部分 为用字母或数字表示产品特征（包括辐射形式、为用字母或数字表示产品特征（包括辐射形式、形状、结构、功率、等级、用途等）。形状、结构、功率、等级、用途等）。 第四部分第四部分 用数字表示产品序号（部分扬声器表示口径和用数字表示产品序号（部分扬声器表示口径和序号）。序号）。 电声电声器件器件(electroacousticdevice)

3、：指电和声相互转换的器件，它是利：指电和声相互转换的器件，它是利用电磁感应、静电感应或压电效应等来完成电声转换的，包括扬声器，用电磁感应、静电感应或压电效应等来完成电声转换的，包括扬声器，耳机，传声器，唱头等。耳机，传声器，唱头等。扬声器分类扬声器分类 扬声器是把音频电流转换成声音的电声器件，扬声器俗称扬声器是把音频电流转换成声音的电声器件，扬声器俗称喇叭，种类很多。喇叭，种类很多。按能量方式分类：按能量方式分类：电动（动圈）扬声器、电磁扬声器、静电电动（动圈）扬声器、电磁扬声器、静电（ 电容）扬声器、压电（晶体）扬声器、放电（离子）扬声电容）扬声器、压电（晶体）扬声器、放电（离子）扬声器。器

4、。按辐射方式分类：按辐射方式分类：纸盆（直接辐射式）扬声器、号筒（间接纸盆（直接辐射式）扬声器、号筒（间接辐射式）扬声器。辐射式）扬声器。按振膜形式分类：按振膜形式分类：纸盆扬声器、球顶形扬声器、带式扬声器纸盆扬声器、球顶形扬声器、带式扬声器、平板驱动式扬声器。、平板驱动式扬声器。 按组成方式分类：按组成方式分类：单纸盆扬声器、组合纸盆扬声器、组合号单纸盆扬声器、组合纸盆扬声器、组合号筒扬声器、同轴复合扬声器。筒扬声器、同轴复合扬声器。 按按 用用 途途 分分 类：类：高保真（家庭用）扬声器、监听扬声器、扩高保真（家庭用）扬声器、监听扬声器、扩音用扬声器、乐器用扬声器、接收机用小型扬声器、水中

5、用音用扬声器、乐器用扬声器、接收机用小型扬声器、水中用扬声器。扬声器。 按按 外外 型型 分分 类：类：圆形扬声器、椭圆形扬声器、圆筒形扬声器圆形扬声器、椭圆形扬声器、圆筒形扬声器、矩形扬声器。、矩形扬声器。 扬声器的主要性能指标有：扬声器的主要性能指标有： (1)额定功率额定功率 扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额扬声器的功率有标称功率和最大功率之分。标称功率称额定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容定功率、不失真功率。它是指扬声器在额定不失真范围内容许的最大输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注的许的最大输入功率，在扬声器的商标、技术说明书上标注的功率即为

6、该功率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承功率即为该功率值。最大功率是指扬声器在某一瞬间所能承受的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的受的峰值功率。为保证扬扬器工作的可靠性，要求扬声器的最大功率为标称功率的最大功率为标称功率的23倍。倍。 (2)额定阻抗额定阻抗 扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为扬声器的阻抗一般和频率有关。额定阻抗是指音频为400Hz时，从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电时，从扬声器输入端测得的阻抗。它一般是音圈直流电阻的阻的1.21.5倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有倍。一般动圈式扬声器常见的阻抗有4、8、16、32等等。(3)频率响应频

7、率响应给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时，给一只扬声器加上相同电压而不同频率的音频信号时，其产生的声压将会产生变化。一般中音频时产生的声压较大，其产生的声压将会产生变化。一般中音频时产生的声压较大，而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频而低音频和高音频时产生的声压较小。当声压下降为中音频的某一数值时的高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应的某一数值时的高、低音频率范围，叫该扬声器的频率响应特性。特性。 理想的扬声器频率特性应为理想的扬声器频率特性应为2020KHz，这样就能把全部音，这样就能把全部音频均匀地重放出来，然而这是做不到的。每一只扬声器只能频均匀地重放出来，

8、然而这是做不到的。每一只扬声器只能较好地重放音频的某一部分。较好地重放音频的某一部分。 (4)失真失真扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的现象叫失真。扬声器不能把原来的声音逼真地重放出来的现象叫失真。失真有两种：频率失真和非线性失真。频率失真是由于对某失真有两种：频率失真和非线性失真。频率失真是由于对某些频率的信号放音较强，而对另一些频率的信号放音较弱造些频率的信号放音较强，而对另一些频率的信号放音较弱造成的，失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原声音色。成的，失真破坏了原来高低音响度的比例，改变了原声音色。而非线性失真是由于扬声器振动系统的振动和信号的波动不而非线性失真是由于扬声器振动系

9、统的振动和信号的波动不够完全一致造成的，在输出的声波中增加一新的频率成分够完全一致造成的，在输出的声波中增加一新的频率成分。 (5)指向指向特性特性用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性，频用来表征扬声器在空间各方向辐射的声压分布特性，频率越高指向性越狭，纸盆越大指向性越强。率越高指向性越狭，纸盆越大指向性越强。常用扬声器(1)电动式扬声器 电动式扬声器是被广泛采用的一种扬声器。它的特点是电气性能优良、成本低、结构简单、品种齐全、音质柔和、低音丰满、频率特性的范围较宽等。是家用电器中采用最多的一种扬声器。 （2)号筒式扬声器 优点：方向性强，功率大，效率高的优点优点：方向性强，功率大，效

10、率高的优点 应用：会场，田间，广阔的原野，剧场等场合应用：会场，田间，广阔的原野，剧场等场合 （3 3）压电陶瓷片）压电陶瓷片 ： 压电式扬声器是利用电陶瓷材料的压电效应做成的。给压电式扬声器是利用电陶瓷材料的压电效应做成的。给陶瓷表面加上音频电压时，陶瓷片就会产生与音频电压相应陶瓷表面加上音频电压时，陶瓷片就会产生与音频电压相应的振动，再将此振动转为纸盆的振动，使周围的空气发生振的振动，再将此振动转为纸盆的振动，使周围的空气发生振动，从而产生声音。动，从而产生声音。 特点：构造简单，价格便宜特点：构造简单，价格便宜 缺点：频率特性差，音质不好缺点：频率特性差，音质不好 应用：生日卡上的发声元

11、件就是它。应用：生日卡上的发声元件就是它。 压电陶瓷片作为一种电子元件，在新买来的时候，是不带引线的，需要自己焊接。一般采用多股软线，先剥头搪锡，焊接是要求速度快，焊点小，否则容易损坏压电陶瓷片娇嫩的镀银层。 1、音箱的结构组成 市面上的音箱形形色色，但无论哪一种，都是由喇叭单元（术语叫扬声器单元）和箱体这两大最基本的部分组成，另外，绝大多数音箱至少使用了两只或两只以上的喇叭单元实行所谓的多路分音重放，所以分频器是不可少的一个组成部分。当然，音箱内还可能有吸音棉、倒相管、折叠的“迷宫管道”、加强盘/加强隔板等别的部件，但这些部件并非任何一只音箱都必不可少，音箱最基本的组成元素只有三部分：喇叭单

12、元、箱体和分频器。 常用音箱介绍常用音箱介绍 敞开式音箱敞开式音箱 后盖有开口的音箱，它的箱体尺寸长，宽、高的比例不是后盖有开口的音箱，它的箱体尺寸长，宽、高的比例不是整数倍、扬声器不需要装在中间位置。这种结构形式多用于整数倍、扬声器不需要装在中间位置。这种结构形式多用于收音机、电视机等。特点是结构简单，容易制作，但低音播收音机、电视机等。特点是结构简单，容易制作，但低音播放效果差。放效果差。 封闭式音箱封闭式音箱 只将扬声器前方口外露，其余部位全部密封在箱内。这种只将扬声器前方口外露，其余部位全部密封在箱内。这种扬声器放音时产生的后声波几乎全部被箱内的吸声材料所吸扬声器放音时产生的后声波几乎

13、全部被箱内的吸声材料所吸收，防声短路性能良好，灵敏度低。它的结构简单、容易制收，防声短路性能良好，灵敏度低。它的结构简单、容易制作、体积较小，通常与折环扬声器配装，低频响应较好，适作、体积较小，通常与折环扬声器配装，低频响应较好，适合家庭房间不大的环境合家庭房间不大的环境使用。使用。 倒相式音箱倒相式音箱 在封闭式音箱的前面板上开一个出音孔，并在出音孔后面在封闭式音箱的前面板上开一个出音孔，并在出音孔后面安上倒相管就构成倒相式音箱。它的特点是可以将扬声器产安上倒相管就构成倒相式音箱。它的特点是可以将扬声器产生的后声波中的某一频段经倒相孔传出与前声波叠加，提高生的后声波中的某一频段经倒相孔传出与

14、前声波叠加，提高了这一频段的声压。因此提高了效率，性能稳定，音质也较了这一频段的声压。因此提高了效率，性能稳定，音质也较好。好。 环绕音箱：环绕音箱：箱体内有一只直径为箱体内有一只直径为130-150mm的低音扬声器和一的低音扬声器和一只软球顶高音扬音器组成。主要用于重放环绕声。只软球顶高音扬音器组成。主要用于重放环绕声。 立体声音箱立体声音箱 由于播放立体声信号需要两路输出，所以它的终端也必须由于播放立体声信号需要两路输出，所以它的终端也必须有两个音箱。对这两个音箱的基本要求是：它们的电声指标有两个音箱。对这两个音箱的基本要求是：它们的电声指标要尽量接近要尽量接近(即配对即配对)；在结构上应

15、是镜象对称；在结构上应是镜象对称(即如果左音箱即如果左音箱高音扬声器在音箱前面极左上角，那么右音箱高音扬声器应高音扬声器在音箱前面极左上角，那么右音箱高音扬声器应在它前面板右上角在它前面板右上角)。选购商品时要注意，音箱应标有左。选购商品时要注意，音箱应标有左(L)和和右右(R)的不同标记。的不同标记。 有源音箱有源音箱（Active Speaker）又称为）又称为“主动式音箱主动式音箱”。通常是。通常是指带有功率放大器的音箱，如多媒体电脑音箱、有源超低音指带有功率放大器的音箱，如多媒体电脑音箱、有源超低音箱，以及一些新型的家庭影院有源音箱等。有源音箱由于内箱，以及一些新型的家庭影院有源音箱等

16、。有源音箱由于内置了功放电路，使用者不必考虑与放大器匹配的问题，同时置了功放电路，使用者不必考虑与放大器匹配的问题，同时也便于用较低电平的音频信号直接驱动。也便于用较低电平的音频信号直接驱动。 传声器 麦克风，学名为传声器，由麦克风，学名为传声器，由Microphone翻译而来翻译而来。 传声器传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称话是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称话筒，麦克风，微音器。筒，麦克风，微音器。 传声器主要参数传声器主要参数 (1)灵敏度灵敏度 是指传声器在一定声压作用下能产生的输出电压是多少。是指传声器在一定声压作用下能产生的输出电压是多少。其单位为其单位

17、为mV/Pa。 (2)频率响应频率响应 是指传声器的灵敏度随频率变化而变化的特性。一般是指传声器的灵敏度随频率变化而变化的特性。一般传声器的频率响应范围是传声器的频率响应范围是:1OOHz-1OkHz，较好的传声器频率响应为，较好的传声器频率响应为2OHz-2OkHz。 (3)输出阻抗输出阻抗 是指传声器在是指传声器在1kHz情况下，测得输出端的交流阻抗，情况下，测得输出端的交流阻抗，称为传声器的输出阻抗。输出阻抗在称为传声器的输出阻抗。输出阻抗在2k以下的称为低阻抗传声器，以下的称为低阻抗传声器，输出阻抗在输出阻抗在2k皿以上的称为高阻抗传声器。皿以上的称为高阻抗传声器。 (4)指向性指向性

18、 是指传声器灵敏度随声波入射方向而变化的特性。传声是指传声器灵敏度随声波入射方向而变化的特性。传声器的指向性可分三种器的指向性可分三种:全向性、单向性、双向性。全向性、单向性、双向性。 全向性传声器，对四面八方的声音郡有相同的灵敏度。全向性传声器，对四面八方的声音郡有相同的灵敏度。单向性传声器，正面的灵敏度高于背面灵敏度。单向性传声器，正面的灵敏度高于背面灵敏度。双向性传声器，正面与背面的灵敏度一样，而两个侧面的灵敏双向性传声器，正面与背面的灵敏度一样，而两个侧面的灵敏度较低。度较低。 (5)固有噪声固有噪声 是指传声器在没有外界声音的情况下所输出的电压。是指传声器在没有外界声音的情况下所输出

19、的电压。输出电压越小越好。输出电压越小越好。 (1)动圈式传声器 主要由振动膜片、音圈、永义磁铁和升压变压器等组成。它主要由振动膜片、音圈、永义磁铁和升压变压器等组成。它的工作原理是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音前后颤的工作原理是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音前后颤动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的运动。根据电磁动，从而带动音圈在磁场中作切割磁力线的运动。根据电磁感应原理，在线圈两端就会产生感应音频电动势，从而完成感应原理，在线圈两端就会产生感应音频电动势，从而完成了声电转换。为了提高传声器的输出感应电动势和阻抗，还了声电转换。为了提高传声器的输出感应电动势和阻抗，还需装置一只升压

20、变压器。需装置一只升压变压器。 根据升压变压器初、次级线圈匝数不同，动圈式传声器根据升压变压器初、次级线圈匝数不同，动圈式传声器有两种输出阻抗：低阻抗为有两种输出阻抗：低阻抗为200200600600，高阻抗几十，高阻抗几十kk。动。动圈传声器频率响应范围为圈传声器频率响应范围为505010000Hz10000Hz，输出电平为，输出电平为-50-50-70dB-70dB，无方向性。动圈式传声器的特点是结构简单、稳定可靠、使无方向性。动圈式传声器的特点是结构简单、稳定可靠、使用方便、固有噪声小，被广泛用于语言录音和扩音系统中。用方便、固有噪声小，被广泛用于语言录音和扩音系统中。不足是灵敏度较低、

21、频率范围窄。不足是灵敏度较低、频率范围窄。(2)(2)电容传声器电容传声器 电容传声器是靠电容量的变化而工作的，主要由振动膜、电容传声器是靠电容量的变化而工作的，主要由振动膜、极板、电源和负载电阻等组成。振动膜是一块质量很轻、弹极板、电源和负载电阻等组成。振动膜是一块质量很轻、弹性很强的薄膜，表面经过金属化处理，它与另一极板（振动性很强的薄膜，表面经过金属化处理，它与另一极板（振动膜）构成一只电容器。由于他们之间的间隙很小，虽然震动膜）构成一只电容器。由于他们之间的间隙很小，虽然震动面积不大，但仍可以获得一定的电容量。它的工作原理是当面积不大，但仍可以获得一定的电容量。它的工作原理是当膜片受到

22、声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振膜片受到声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振动时，膜片与极板之间的电容量就发生变化。与此同时，极动时，膜片与极板之间的电容量就发生变化。与此同时，极板上的电荷随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负板上的电荷随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而实现了声电转换。载电阻上也就有相应的电压输出，从而实现了声电转换。 电容式传声器则具有频率响应好，失真小，噪声低，灵电容式传声器则具有频率响应好，失真小，噪声低，灵敏度高，音色柔和等特点，但电容式传声器价贵，而且必须敏度高，音色柔和等特点，但电容式传声器价贵，而

23、且必须为它提供直流极化电源（如为它提供直流极化电源（如24V24V），给使用者带来不便。），给使用者带来不便。 (3)驻极体传声器 驻极体传声器有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜（多数为聚全氟乙丙烯）并将其接地，另一极板接在场效应晶体管的栅极上，栅极与源极之间接有一个二极管。当驻极体膜片受到振动或受到气流地摩擦时，膜片上会出现表面电荷，表面电荷地电量为Q，板极间的电容量为C，则在极头上产生地电压U=Q/C。由于两极板的距离不变，电容量C不边，那么极头上的电量Q地变化，就会引起电压的变化，电压变化的大小，反映了外界声音气流的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率，这就是驻极体传声器的

24、工作原理。 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。 耳机 耳机是个人音响，它的选择自然是个人问题，任何一个人的耳机是个人音响，它的选择自然是个人问题，任何一个人的经验都是不能推而及广的。耳机的用途、使用耳机的时间和经验都是不能推而及广的。耳机的用途、使用耳机的时间和场所，自己的好恶，耳机的音质都是选择一副适合自己的耳场所，自己的好恶，耳机的音质都是选择一副适合自己的耳机时所要考虑的。机时所要考虑的。 入耳式耳机入耳式耳机 由于入耳式

25、耳机本身的佩戴原理，其配戴后发声单元可由于入耳式耳机本身的佩戴原理，其配戴后发声单元可以嵌入耳道较深位置，获得更好的听音感受。再加上入耳式以嵌入耳道较深位置，获得更好的听音感受。再加上入耳式耳机的胶质套可以隔绝外界噪音，也使得入耳式成为高端耳耳机的胶质套可以隔绝外界噪音，也使得入耳式成为高端耳机的一种象征，能给机的一种象征，能给MP3等随身听带来音质提升。等随身听带来音质提升。有不少人认为入耳耳机单元离人耳的鼓膜近，就片面的有不少人认为入耳耳机单元离人耳的鼓膜近，就片面的认为入耳式耳机会更容易损失听力，其实这种想法是不正确认为入耳式耳机会更容易损失听力，其实这种想法是不正确的，因为如果长时间大

26、音量的聆听音乐，则无论是普通耳机的，因为如果长时间大音量的聆听音乐，则无论是普通耳机还是入耳式耳机都一样容易造成听力损伤，这与单元离人耳还是入耳式耳机都一样容易造成听力损伤，这与单元离人耳鼓膜远近没有太大关系。相反的，入耳式耳机更容易保护听鼓膜远近没有太大关系。相反的，入耳式耳机更容易保护听力，因为它的隔音效果比较好，在相对嘈杂的地方，并不需力，因为它的隔音效果比较好，在相对嘈杂的地方，并不需要将耳机的音量调的很高，这样反而能对人耳起到保护作用。要将耳机的音量调的很高，这样反而能对人耳起到保护作用。 耳塞式耳机耳塞式耳机许多以许多以iPod为代表的数码随身听都配置耳塞式耳机以显为代表的数码随身

27、听都配置耳塞式耳机以显得时尚。得时尚。但内涵才是最重要的，耳塞式耳机是最传统的一类耳机，但内涵才是最重要的，耳塞式耳机是最传统的一类耳机，型号也最多，具有增压低音的耳塞式耳机能提供超棒的音质型号也最多，具有增压低音的耳塞式耳机能提供超棒的音质及低音效果。及低音效果。耳塞式耳机通常不能很耳塞式耳机通常不能很“贴身地贴身地”被塞进耳朵中，因此被塞进耳朵中，因此背景噪音也很容易进入耳朵中，这又会导致用户加大音乐的背景噪音也很容易进入耳朵中，这又会导致用户加大音乐的音量。但是，用户可能没有意识到，这会给他们的听力造成音量。但是，用户可能没有意识到，这会给他们的听力造成一定损害！一定损害！ 挂耳式耳机挂

28、耳式耳机 厂家随厂家随MP3播放器提供的大多是耳塞产品，这类产品不仅播放器提供的大多是耳塞产品，这类产品不仅在音质上很难达到人们希望的效果而且长时间佩戴后也会让在音质上很难达到人们希望的效果而且长时间佩戴后也会让人有种不舒服的感觉。相反封闭式耳机产品，由于发声单元人有种不舒服的感觉。相反封闭式耳机产品，由于发声单元更大所以在效果上轻松便可以满足绝大部分用户的需要，同更大所以在效果上轻松便可以满足绝大部分用户的需要，同时挂耳式的佩戴方法也不会令人们产生不舒服的感觉。当然时挂耳式的佩戴方法也不会令人们产生不舒服的感觉。当然除了优点，封闭式耳机的缺点也很明显除了优点，封闭式耳机的缺点也很明显不便于携

29、带。如不便于携带。如何在音质、舒适度以及便携性之间找到一个平衡点，面对这何在音质、舒适度以及便携性之间找到一个平衡点，面对这一问题耳机厂家可谓是费尽了心思。一问题耳机厂家可谓是费尽了心思。挂耳式耳机凭借自身的结构特点挂耳式耳机凭借自身的结构特点,不仅在音质和舒适性上不仅在音质和舒适性上可以和封闭式耳机媲美在便携性上也不逊色于耳塞式产品，可以和封闭式耳机媲美在便携性上也不逊色于耳塞式产品，如今正有越来越被关注。如今正有越来越被关注。 头戴式耳机头戴式耳机 头戴式耳机外观相对较大，由于音垫可以在噪音大的环头戴式耳机外观相对较大，由于音垫可以在噪音大的环境下使用而不受影响，对耳朵压迫较大以防止声音出

30、入，声境下使用而不受影响，对耳朵压迫较大以防止声音出入，声音正确定位清晰，让我们感觉与世隔绝来享受音乐的美妙，音正确定位清晰，让我们感觉与世隔绝来享受音乐的美妙，同时，很多头戴式耳机都具备了麦克风功能，如果需要进行同时，很多头戴式耳机都具备了麦克风功能，如果需要进行网上语音聊天的朋友，可以购买这类具有麦克风功能的头戴网上语音聊天的朋友，可以购买这类具有麦克风功能的头戴式耳机。总之而言，头戴式耳机适合多场所使用，特别是人式耳机。总之而言，头戴式耳机适合多场所使用，特别是人多的地方，比如大学寝室或办公室等场所。多的地方，比如大学寝室或办公室等场所。常常 用用 电电 子子 元元 器器 件件 - -压

31、电器件压电器件 压电器件压电器件(yadianqijian)：利用材料的压电效应：利用材料的压电效应(见石英晶体见石英晶体)制制成的器件。大多数压电器件的结构由电极、压电片、支架和成的器件。大多数压电器件的结构由电极、压电片、支架和外壳组成。其中压电片可以是圆片、长条片、棒、圆柱等形外壳组成。其中压电片可以是圆片、长条片、棒、圆柱等形状。压电器件的应用范围很广。当电信号频率接近压电片的状。压电器件的应用范围很广。当电信号频率接近压电片的固有频率时，压电器件靠逆压电效应产生机械谐振，谐振频固有频率时，压电器件靠逆压电效应产生机械谐振，谐振频率主要决定于压电片率主要决定于压电片的尺寸的尺寸和形状和

32、形状。 压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的加电场，这些电介

33、质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。效应研制的一类传感器称为压电传感器。 压电效应可压电效应可分为分为正压电效应和逆压电效应正压电效应和逆压电效应。 正压电是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时正压电是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产内部就产生电极化现象生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作

34、用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电效应制成的制成的。 逆逆压电是指：对压电是指：对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型厚度切变型、平面切变型5种基

35、本形式。压电晶体是各向异性种基本形式。压电晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。长度变形压电效应。 正压电效应的应用主要用于燃气点火器，如燃气灶燃气打正压电效应的应用主要用于燃气点火器，如燃气灶燃气打火机等的点火系统。火机等的点火系统。 基本工作原理为：由外力压缩一个弹簧，压到顶点后释基本工作原理为：由外力压缩一个弹簧，压到顶点后释放，弹簧力推动一个重锤打击压电陶瓷柱产生一数千伏的高放，弹簧力

36、推动一个重锤打击压电陶瓷柱产生一数千伏的高压火花，点燃可燃气体。压火花，点燃可燃气体。 逆压电效应的应用主要用于压电蜂鸣器，例如音乐贺卡、门逆压电效应的应用主要用于压电蜂鸣器，例如音乐贺卡、门铃、寻呼机、移动电话机振铃等。铃、寻呼机、移动电话机振铃等。 基本工作原理为：当在压电陶瓷片上施加一交变电场时，基本工作原理为：当在压电陶瓷片上施加一交变电场时，压电陶瓷片产生一相对应的形变即振动，当振动频率在音频压电陶瓷片产生一相对应的形变即振动，当振动频率在音频波段内时就会发出对应的音响。波段内时就会发出对应的音响。 压电材料压电材料 单晶类单晶类:石英石英(quartz)、铌酸锂、铌酸锂(LiNbO

37、3)、钽酸锂、钽酸锂(LiTaO3) 薄膜类薄膜类:氮化铝氮化铝(AlN)、氧化锌、氧化锌(ZnO) 陶瓷类陶瓷类:钛酸钡、锆钛酸铅钛酸钡、锆钛酸铅(PZT) 聚合物聚合物:PVDF 压电橡胶压电橡胶 压电单晶压电单晶 优点：优点：Q值较大，有良好的温度特性。值较大，有良好的温度特性。 缺点：制程困难。缺点：制程困难。 陶瓷压电材料陶瓷压电材料 优点：抗酸碱，机电耦合系数高，易制程任意形状。优点：抗酸碱，机电耦合系数高，易制程任意形状。 缺点：温度系数大，需高压极化处理缺点：温度系数大，需高压极化处理(kV/mm)。 高分子压电材料高分子压电材料 优点：低声学阻抗特性，柔软可做极薄的组件。优点

38、：低声学阻抗特性，柔软可做极薄的组件。 缺点：压电参数小，需极高的极化电场缺点：压电参数小，需极高的极化电场(MV/mm)广泛的市场需求压电陶瓷 压电陶瓷的发现与发展已有60余年，其品种繁多，应用广泛，与压电单晶材料相比，压电陶瓷材料具有有机电耦合系数高、价格便宜，几乎能制成任意要求的形状、易于批量生产等优点，被广泛应用于制作超声转换器、滤波器和压电蜂鸣器等器件，在国民经济、现代科学技术、现代国防中举足轻重，可以这样说，压电陶瓷是一类极为重要的、世界各国竞相开发的功能材料，其应用已遍及人类生产及生活的各个角落。常见的压电材料特点：压电陶瓷是现有压电材料中机电耦合系数最大的。它制造工艺简单，价格

39、低廉，容易制成任意形状，尺寸不受限制，而且可以通过成分和工艺的适当调整和选择来改变其各项性能，缺点是重现性和一致性较差，均匀性和机械强度不够理想，限制了它在更高频率范围的应用。三、压电薄膜三、压电薄膜 它是用溅射或蒸镀等方法制备的具有高度取向性的薄膜压 电材料，如硫化镉、氧化锌等。还有一些以有机高分子化合物制成的薄膜压电材料，其特点是具有良好的成型性和柔顺性，加工也比较简单，可制成大面积薄膜，其中压电性最强的是聚偏二氟乙烯。四、几个重要四、几个重要的的参数参数1、压电常数、压电常数 它是衡量材料压电效应强弱的参数，直接关系到压电输出的灵敏度。2、弹性常数、弹性常数 压电材料的弹性常数和刚度决定

40、着压电器件的固有频率和动态特性。3、介电常数、介电常数 对于一定形状、尺寸的压电器件，其固有电容与介电常数有关，而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。4、绝缘电阻、绝缘电阻 压电材料的绝缘电阻可减少电荷泄露，改善传感器低频特性。5、机械耦合系数、机械耦合系数 在压电效应中，其值等于转换输出能量与输入能量之比的平方根，它是衡量压电材料电能量转换效率的重要参数。6、居里点、居里点 压电材料开始丧失压电特性的温度。压电陶瓷滤波器压电陶瓷滤波器是具有选频特性的一种新型器件，其体积压电陶瓷滤波器是具有选频特性的一种新型器件，其体积小，温度稳小，温度稳定性定性高，生产工艺简单，现已逐步用来代替各种高，生

41、产工艺简单，现已逐步用来代替各种LC谐振回路完成选谐振回路完成选频作用。频作用。一、压电陶瓷滤波器的工作原理一、压电陶瓷滤波器的工作原理1、压电振子、压电振子在压电陶瓷片的两面被银作为电极在压电陶瓷片的两面被银作为电极就成为就成为一个压电振子。当我们一个压电振子。当我们在电极上在电极上加以交加以交变电压时，由于压电效应，陶瓷片即变电压时，由于压电效应，陶瓷片即随交随交变信号的变变信号的变化而产生机械振动，这种化而产生机械振动，这种机械振动机械振动能够转换成电信号的输出能够转换成电信号的输出。一定一定几何尺寸的压电陶瓷片本身都有一个固定的振动频率，当几何尺寸的压电陶瓷片本身都有一个固定的振动频率

42、，当外加高频信号的频率等于陶瓷片的固有频率时，机械振动最强，输出外加高频信号的频率等于陶瓷片的固有频率时，机械振动最强，输出的电信号也最大，这种现象叫做谐振。与的电信号也最大，这种现象叫做谐振。与LC谐振回路很相似，因此谐振回路很相似，因此压电振子可以等效成一个压电振子可以等效成一个LC谐振回路。谐振回路。由于压电陶瓷振子输出的电信号是由机械振动转换来的，而机械由于压电陶瓷振子输出的电信号是由机械振动转换来的，而机械振动的频响很尖锐，所以振动的频响很尖锐，所以Q值值(品质因数品质因数)很高。采用陶瓷滤波器的中很高。采用陶瓷滤波器的中频放大器选择性好、插入衰耗小，因此应用十分广泛。频放大器选择性

43、好、插入衰耗小，因此应用十分广泛。2、二端陶瓷滤波器、二端陶瓷滤波器一个压电振子就组成一个简单的二端一个压电振子就组成一个简单的二端陶瓷滤波器陶瓷滤波器，压电陶，压电陶瓷片常两面被银，夹在瓷片常两面被银，夹在有弹性有弹性的金属电极之间，并用塑料壳封的金属电极之间，并用塑料壳封装装。3、三端陶瓷滤波器、三端陶瓷滤波器将将二端陶瓷滤波器的单面电极二端陶瓷滤波器的单面电极分割成分割成互相绝缘的两部分，互相绝缘的两部分，即可构成一个即可构成一个三端三端陶瓷滤波器陶瓷滤波器。三三端陶瓷滤波器相当于一个双调谐回路，其调谐曲线呈现端陶瓷滤波器相当于一个双调谐回路，其调谐曲线呈现双峰，与二端陶瓷滤波器相比，其

44、通带宽，矩形系数好，因而双峰，与二端陶瓷滤波器相比，其通带宽，矩形系数好，因而具有较好的选择性，可用于代替中频变压器具有较好的选择性，可用于代替中频变压器。4、四端陶瓷滤波器、四端陶瓷滤波器常见常见的四端陶瓷滤波器可接成的四端陶瓷滤波器可接成L型网络，型网络，T型网络和桥式网型网络和桥式网络三种形式。该滤波器具有频带宽、选择性好的特点，适用于络三种形式。该滤波器具有频带宽、选择性好的特点，适用于中、高级调幅晶体管收音机中作机中选择滤波器。中、高级调幅晶体管收音机中作机中选择滤波器。二、压电陶瓷滤波器的类型二、压电陶瓷滤波器的类型1、小型中频陶瓷滤波器、小型中频陶瓷滤波器这种陶瓷滤波器供收音机、

45、收录机和通信机中频选频用。其这种陶瓷滤波器供收音机、收录机和通信机中频选频用。其特点是：体积小，重量轻，价格低，温度特性良好。特点是：体积小，重量轻，价格低，温度特性良好。2、10.7MHz陶瓷滤波器陶瓷滤波器它主要供调频收音机，立体声收录机和通信机作中频滤波用它主要供调频收音机，立体声收录机和通信机作中频滤波用。其特点是：体积小，重量轻，无调整可靠性高，能获得优良其特点是：体积小，重量轻，无调整可靠性高，能获得优良的幅频特性和群延特性。的幅频特性和群延特性。3、6.5MHz陶瓷滤波器陶瓷滤波器供黑白、彩色电视机伴音电路作中频滤波器用。供黑白、彩色电视机伴音电路作中频滤波器用。其特点是：体积小，重量轻，使整机易于实现集成化和无调其特点是：体积小，重量轻，使整机易于实现集成化和无调整化。整化。4、陶瓷带通滤波器、陶瓷带通滤波器它主要适用于收音机、通信机和雷达等电子设备作中频滤波它主要适用于收音机、通信机和雷达等电子设备作中频滤波或选频用。或选频用。其特点是：具有优良的频率选择性和稳定性，不需调整即可其特点是：具有优良的频率选择性和稳定性，不需调整即可获得预期的频率衰减特性