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民用及工业类无线耳机及其附件

工业类无线耳机及其附件

特种抗噪音指向性、喉振式及表贴式话筒及其原理

（关键字晶体话筒电容话筒指向性话筒）

工业类无线耳机阅读目录

	HS-4系列工业级规格	HS-4S民用级规格
	特种指向性、喉振式及表贴式话筒及其基本原理	各类专业场合无线话筒
	其它独立的Earmark话筒-听筒及可选附件
	工业及民用类无线耳机全部相关文献

话筒又称传声器、拾音器、麦克风、MIC等，是一种将声能转换为电能的器件。按结构不同，可分为动圈式、晶体式、铝带式、电容式、炭粒式等多种；按产生电压的作用原理不同，可分为恒速式和恒幅度式两类。恒速度式话筒的输出电压正比于其运动元件的速度。当入射声波强度不随话音频率变化时，则运动元件的运动速度在运用频带内恒定不变。这类话筒，常见的有动圈式话筒和铝带式话筒。恒幅度式话筒的输出电压正比于运动元件的位移幅度。当入射声波强度不变时，该运动元件的位移幅度在运用频带内不变，其产生的电动势不变。这类话筒，常见的有晶体话筒和电容话筒。
按对话筒膜片作用力性质不同，可分为压力式和压差式两类。压力式话筒的运动元件只有一面与声波接触，另一面则与封闭盒中的恒定大气压力接触。为了保持盒中气压等于大气压力，盒的后面开一小孔来进行均衡。常见的动圈式、晶体式，电容式话筒属于此类。压差式话筒的运动元件两面，都受到声波的作用。由于声源离这两面的距离不同，因此声波传到两面的时间就有前后，造成声波的相位差异，这就使运动元件两面上所受到的声波瞬时压力不一样，因而使之发生振动。常见的铝带式话筒属于此类。

通信设备常用到的话筒类型一般是晶体式话筒和电容式话筒，在环境噪音较大或特殊的场合里还会用到专门的诸如指向性、喉振式或表贴式类产品。以下分别就这几类话筒的电气指标和结构论述。
晶体式话筒又称压电式话筒，它是利用晶体的压电效应制成的，化工材料酒石酸钾钠和钛酸钡晶体都有较强的压电效应。当晶体的两面受到压力时，在两面间出现正负电荷，产生某一方向的电动势：当受到相反方向的应力时，晶体两面则产生与受压力相反的电荷和电动势。当晶体受到交变声波的作用时，便产生音频电动势。
晶体式话筒按结构的不同可分为膜片式和声电池式两种，其基本外形及结构原理如图所示。

普通规格的膜片式晶体话筒的结构内有薄铝片或纸做成的锥形振动膜，膜的中心用连杆和晶体中心(或一对角线)相联，晶体的两端(或另一对角线)则固定在话筒壳上。晶体片两面贴有薄铝膜作为电极，当振动膜受到声音振动时，通过连杆使晶体振动，因而两电极间产生音频电压，膜片式晶体话筒由于膜片面积大，晶体感受声压也大，故输出高，一般输出电平为-45 -70分贝。不过由于膜片对频率的响应受到机械限制，膜片式话筒的频率响应只在60～8000赫之间。膜片式话筒价格低廉、输出电压高，使用方便，很适宜开会作报告等使用。
声电池式的构造如图中所示，它由多块晶体组成。它没有振动膜，因此频率响应好，在50—15000赫之间，失真为1～5%，输出电平为-50～-80分贝，但是怕振动。
由于酒石酸钾钠晶体在受潮和受热后，都易造成损坏，因此使晶体话筒的使用受到限制。（注：目前生产的钛酸钡晶体话筒已克服了这些缺点）。目前常用到的“喉振式话筒”属晶体话筒类，其原理与膜片式相当，大多数将膜片换为橡胶材料作成的凸起物之类，说话时喉部振动从而达到拾音的目的，而噪音则对它不起作用。

喉振式晶体话筒的佩戴方法

    电容式话筒
    最早的电容式话筒结构如上图所示。
    它由一金属振动膜和一固定电极构成，两者之间，距离很近，约0.025～0.05毫米，中间的介质是空气，因此形成一个电容器。
使用时在两金属片间接有200～250伏的直流电压，并串联一高阻值电阻。平时电容器呈充电状态，当声波作用于振动膜片上时，使其电容量随音频而变化，因而电路中的充放电电流也随音频变化。其电流通过R，便产生电压降输出。
    电容式话筒阻抗极高，当话筒输出线较长时，极易检拾外界噪音。因此话筒的连接线越短越好。为了解决这个问题，通常在话筒盒内装置一个放大器，使话筒输出线至放大器的接线缩成最短。
电容式话筒的优点是频率响应好、噪声低、失真小。缺点是由于放大器装在话筒盒内，体积大，同时放大器还必须供给直流电源，使用比较麻烦。因此它比较适用于固定的录音室和实验室中作标准仪器等，以及用来校测其他电声器件。
    目前通信机上常用的电容式话筒称为驻极体电容话筒。它不需要外加直流电压，并且体积小，结构简单，价格便宜。
    先说说什么叫驻极体。大家知道，一些磁性材料象铁镍钴等合金在外磁场的作用下，就会被磁化，这时即使外磁场消失，材料仍带有磁性。同样人们发现，某些电介质当受了很高的外电场作用之后，即使除去了外电场，但电介质表面仍保持正和负的表面电荷。人们把这种特性称为电介质的驻极体现象，而把这种电介质称为驻极体。
近年来，由于长寿命驻极体现象的新的合成塑料薄膜不断出现，人们也就很自然地把这些材料应用到制作电容话筒了。
    一般气隙式电容话筒的两个极板上的电荷要靠一个外加极化电压(直流高压)来维持，当电压去掉时，极板上的电荷也就消失。而驻极体做成的电容话筒，其驻极体两面的电荷能永久地保持，因此不再需要外加电压了。
    驻极体话筒结构简单、体积小，输出阻抗很高，约几十兆欧。因此必须采用阻抗变换器进行变换，并与驻极体一起安装在话筒的外壳内（外界电路提供的电压系供内部阻抗变换器使用，话筒本身是不需要电源的）。

64PC无指向性电极着电型驻极体话筒电气结构指标

指向性话筒原理及结构特征

在电视转播室或电影摄影棚中拾音，有时需要使用强指向件传声器进行远距离拾音，广播、电视在室外拾音时，也往往需要强指向性传声器。最典型的例子是足球实况转播。实现远距离强指向拾音，主要有两种途径，如图所示。其中上图是射枪式传声器，它在传声器前增加一根很长的细管，称作射枪。在细管的许多部位开有声槽，让声音由此而进。它的工作原理是利用干涉现象，就是当声音来自对准长管的方向(即图小所示O⁰方向)，所有从各声槽进入长管的声音信号将同时到达传声器振膜，因而没有相位干涉，传声器可获得最大输出。如声波来自侧向(即图中省r角时)，则声波到达传声器振膜所经过的路途长短不一，由各声槽进入的声音信号间存在着相位差，在振膜处形成相位干沙，使声波衰减．从而获得极强的指向性。当然，我们希望射枪传声器能在很宽的频带内起作用，这就取决于管长了。管子愈长，低频段(通常指500赫以下)的指向性愈尖锐。除此之外，为了取得更好的拾音效果，一般地在声槽内侧，还要填充一些半透声的阻尼材料，这些材料有两种用途： 1．它可使细管愈到终端(传声器处)声阻抗愈大，这样，可使高频段的等效管长缩短，各频段的指向性更接近一致。 2．可以减弱管谐振现象。在低频段，管长相对于声波来说是较小的，因而使指向图形变宽。为了增加低频段的单方向性，通常都选用锐心形指向性的传声器，并使它在低频段按声压梯度换能器的原理工作。射枪式传声器因为充分利用了声压加倍效应，所以在全频带内，它的灵敏度指标被提升了6分贝。抛物面拾音器的原理则是把传声器设在抛物体焦点上，因而可用于强指向远距离定点拾音。通常地，这种拾音方式在中频段和高频段都很有效，在低频段效果则不太理想。理论上使用尺寸极大的抛物体，可改善低额段的指向性，但实际运用起来却是很困难。通信机中使涌的指向性话筒一般是心型图指向话筒，受体积和长度的限制，抗环境噪音效果有限，一般在电路上还采用“缓启动”或声压探测方式来进行弥补。

一些特种便携式通信机用拾音器

头表皮振动拾音话筒

通信器材在特种作业下的使用

飞机驾驶员等全封闭

头盔下使用表贴振动式晶体话筒

无线电技术--民用及工业类无线耳机及其附件文献导读


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