传声器与扬声器

传声器与扬声器一、麦克风的分类（配原理图）传声器是一种将声信号转换为电信号的换能器件。俗称话简、麦克风。传声器的好环将年接影响声音的质量。（一）传声器的种类传声器的种类很多，按换能原理可分为电动式、电容式、电磁式、压电式、半导体式传声器；按接收声波的方向性可分为无指向性和有方向性两种，有方向性传声器包括心形指向性、强指向、双指向性等；按用途可分为立体声、近讲、无线传声器等。1、动圈传声器这是一种最常用的传声器。它的结构如图2-2-1所示：保护罩振膜音明图2-2-1动圈式传声器结构示意图主要由振动膜片、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，还需装置一只升压变压器。动圈传声器结构简单、稳定靠、使用方便、固有噪声小，被广泛用于语言广播和扩声系统中。但缺点是灵敏度较低、频率范围窄。近几年已有专用动圈传声器，其特性和技术指标都较好。2、电容传声器电容传声器是靠电容量的变化而工作的。它的结构如图2-2-2所示：极板图2-2^2电咨传声器的结梅示意图主要由振动膜片、刚性极板、电源和负载电阻等组成。它的工作原理是当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，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。电容传声器的频率范围宽、灵敏度高、失真小、音质好，但结构复杂、成本高，多用于高质量的广播、录音、扩音中。3、 驻极体电容传声器这种传声器的工作原理和电容传声器相同，所不同的是它采用一种聚四氟乙烯材料作为振动膜片。由于这种材料经特殊处理后，表面被永久地驻有极化电荷，从而取代了电容传声器的极板，故名为驻极体电容传声器。其特点是体积小、性能优越、使用方便，被广泛地应用在盒式录音机中作为机内传声器。4、 无线传声器无线传声器实际上是一种小型的扩声系统。它由一台微型发射机组成。发射机又由微型驻极体电容式传声器、调频电路和电源三部分组成，无线传声器采用了调频方式调制信号，调制后的信号经传声器的短开线和发射出去，其发射频率的范围、按国家规定在100MHz~120MHz之间，每隔2MHz为一个频道，避免互相干扰。无线传声器与接收机应一一对应，配套使用，不得张冠李戴，出现差错。接收机是专用调频接收机，但是一般的调频收音机只要使其调谐频率调整在无线传声器发射的频率上，同样能收听到无线传声器发出的声音。无线传声器体积小、使用方便、音质良好，话筒与扩音机间无线，移动自如，且发射功率小，因此在教室、舞台、电视摄制方面得到了广泛的应用。（二）传声器的主要技术指标1、指向性话筒的指向性用于表示MIC捕获周围的全部声音或部分声音的能力。主要有以下几种：（1） 无指向性，能够捕获来自在空间的全部声音；（2） 心形指向，只能接收来自麦克正前方的声音，对于侧面的声音缺少响应力度，后面的声音则完全不响应，适合用于录音；8字指向，能同时响应来自MIC前方和后方的声音，具有不错的立体感效果，适合于新闻采访2、 阻抗阻抗专指对交流电(信号)的阻力、抗力，是设备之间相互匹配、发挥效能的重要指标，阻抗匹配反映了输入电路与输出电路之间的效率传输关系，但输入、输出电路实现阻抗匹配时将获得最大的功率输出，反之得不到电路的最佳状态，甚至会损害电路和设备。麦克风的输出阻抗大致分两类，一类阻抗在10K欧以上，称为高阻，一类阻抗在1K欧以下，称为低阻。高阻话筒的灵敏度高，输出电平高，但是抗干扰性能差，低阻话筒灵敏度低，但音质好，随着放大器性能的提高，高阻话筒逐渐被低阻抗话筒所取代。动圈式话筒大都是600欧姆，电容式话筒一般输出阻抗只有200欧姆，且灵敏度极高，最佳负载阻抗一般标称1K欧，也就是说，在接1K欧以上的放大器时，有最佳的表现。3、 频率响应话筒在同样的工作条件下对各种频率声音的输出电压，也就是对低、中、高频的拾音效果。生产厂家一般会在话筒的说明书中附带产品的频率响应曲线图，理论上，频率响应曲线越平坦越好，有时这条线也反映了话筒在不同频率的特性。4、 灵敏度话筒的灵敏度是指话筒的拾音能力大小，不同灵敏度的话筒通常用于不同场合，灵敏度越高，拾音能力越强，但并不代表音效越好最好。灵敏度常以负数dBm(ordBV)表示，所以-40dB的灵敏度要比-48dB高。5、 信噪比信噪比是指有效信号与噪声之间的比值，有百分比表示，信噪比越高，说明因设备自身原因而造成的噪声越小，有效信号质量越好。6、 动态范围当声音的增益发生瞬间突变，也就是当音量大小突然变动时，设备所能承受的最大变化范围。这个数值越大，表示动态范围越广，动态范围大的设备更具有情绪起伏的表现力。传声器的使用选择传声器，应根据使用的场合和对声音质量的要求，结合各种传声器的特点，综合考虑选用。例如，高质量的录音和播音，主要要求音质好，应选用电容式传声器、铝带传声器或高级动圈式传声器；作一般扩音时，选用普通动圈式即可；当讲话人位置不时移动或讲话时与扩音机距离较大，如卡拉OK演唱，应选用单方向性、灵敏度较低的传声器，以减小杂音干扰等。在使用中应注意：1、 阻抗匹配在使用传用器时，传声器的输出阻抗与放大器的输入阻抗两者相同是最佳的匹配，如果失配比在3：1以上，则会影响传输效果。例如把50Q传声器接至输入阻抗为150Q放大器时，虽然输出可增加近7Db，但高低频的声音都会受到明显的损失。2、 连接线传声器的输出电压很低，为了免受损失和干扰，连接线必须尽量短，高质量的传声器应选择双芯绞合金属隔离线，一般传声器可采用单芯金属隔离线。高阻抗式传声器传输线长度不宜超过5米，否则高音将显著损失。低阻传声器的连线可延长至30~50m。3、 工作距离与近讲效应通常，传声器与嘴之间的工作距离在30cm~40cm为宜，如果距离太远，则回响增加，噪音相对增长；工作距离过近，会因信号过强而失真，低频声过重而影响语言的清晰度。这是因为指向性传声器存在着〃近讲效应〃，即近距离播讲时，低频声会得到明显的提高。不过，有时歌唱家有意利用〃近讲效?quot;使演唱效果更加美妙、动听。4、 声源与话筒之间的角度每个话筒都有它的有效角度，一般声源应对准话筒中心线，两者间偏角越大，高音损失越大。有时使用话筒时，带有〃隆嘤〃的声音，这时把话筒偏转一些角度，就可减轻一些。5、 话筒位置和高度在扩音时，话筒不要先靠近扬声器放置或对准扬声器，否则会引起啸叫。话筒放置的高度应依声源高度而定，如果是一个人讲话或几个人演唱，话筒的高度应与演唱者口部一致；当人数众多时，话筒应选择平均高度放置，并适当调配演唱者和伴奏以及队中各种乐器的位置，勿使响的过响，轻的过轻，而且要使全部声响都在话筒有效角度以内。如果有领唱或领奏，必要时，应放置专用话筒。在需要几个话筒同时使用时，可采取并联接法，但必须注意几个话筒的相位问题。相位一致时才能互相并联，否则将互相干扰，使输出减小，失真。不同型号和不同阻抗的话筒，不宜并联使用，因为高阻抗话筒“短路”，使输出电压降到很低。通常状况下，话筒直接并联使用，其效果不如单只话筒。如果同时用几个话筒供一个人讲演使用，而不是分开几个地方作不同用途，那么话筒还是选择同一型号为宜。否则，由于演讲者的走动或角度改变，会改变讲话的音调。话筒在使用中应防止敲击或跌倒。不宜用吹气或敲击的方法试验话筒，否则很易损坏话筒。传声器在室外使用时，应该使用防风罩，避免录进风的〃噗噗〃声。防风罩还能防止灰尘沾污传声器。使用无线传声器时应注意：（1） 选择安放接收器的位置，要使其避开〃死点〃。（2） 接收时，调整接收天线的角度，调准频率，调好音量使其处在最佳状态。（3） 无线传声器的天线应自然下垂，露出衣外。（4） 防止电池极性接反，使用完毕，将电池及时取出。有些传声器（如驻极体电容传声器、无线传声器）是用电池供电的。如果电压下降，会使灵敏度降低，失真度增大。所以，当声音变差时，应检查一下电池电压，在话筒不用时应关掉电源开关，长时间不用时应将电池取出。二、扬声器扬声器是一种把电认转变为声信号转变为声信号的换能器件，扬声器和性能优劣对音质的高低影响很大。（一） 扬声器的种类扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式（即动圈式、静电式（即电容式X电磁式（即舌簧式）、压电式（即晶体式）等几种，后两种多用于农村有线广播网中，按频率范围可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器，这些常在音箱中作为组合扬声器使用。（二） 电动式扬声器的结构和工作原理电动式扬声器应用最广泛，它又分为纸盆式、号筒式和球顶形三种。这里只介绍前两种。1、 纸盆式扬声器纸盆式扬声器又称为动圈式扬声器，它由三部分组成：①振动系统，包括锥形纸盆、音圈和定心支片等；②磁路系统，包括永义磁铁、导磁板和场心柱等；③辅助系统，包括盆架、接线板、压边和防尘盖等。当处于磁场中的音圈有音频电流通过时，就产生随音频电流变化的磁场，这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用，使音圈沿着轴向振动，由于扬声器结构简单、低音丰满、音质柔和、频带宽，但效率较低。2、 号筒式扬声器号筒式扬声器由振动系统（高音头）和号筒两部分构成。振动系统与纸盆扬声器相似，不同的是它的振膜不是纸盆，而是一球顶形膜片。振膜的振动通过号筒（经过两次反射）向空气中辐射声波。它的频率高、音量大，常用于室外及方场扩声。（三） 扬声器的使用要根据使用的场反和对声音的要求，结合种扬声器的特点来选择扬声器。例如，室外以语音为主的广播，可选用电动式呈筒扬声器，如要求音质较高，则应选用电动式扬声器箱或音柱：室内一般广播，可选单只电动纸盆扬声器做成的小音箱：而以欣赏音乐为主或用于高质量的会扬扩音，则应选用由高、低音扬声器组合的扬声器箱等。在使用扬声和对应注意以下几点：（1） 扬声器得到的功率不要超过它的额定功率，否则，将烧毁音圈，或将音圈振散。电磁式和压电陶瓷式扬声器工作电压不要超过30V。（2） 注意扬声器的阻抗应与输出线路配合，具体做法可参看扩音机一节。（3） 要正确选择扬声器的型号。如在广场使用，应选用高音扬声器；在室内使用，应选用纸盆式扬声器，并选好助音箱。也可将高、低音扬声器做成功扬声器组，以扩展频率响应范围。（4） 在布置扬声器的时候，要做到声扬匀且足够的声级，如用单只（点）扬声器不能满足需要，可多点设置，使每一位听众得到几乎相同的声音响度，提高声音的清晰度；有好的方位感，扬声器安装时应高于地面3米以上，让听众能够〃看〃到扬声器，并尽量使水平方位的听觉（声源）一视觉（讲话者）