1.8 电声器件
电声器件是一种电、声换能器。常见的电声器件有传声器、扬声器等。
传声器是一种将声音信号转变为相应电信号的换能器,又称为送话器等。常见的传声器有动圈传声器、驻极体传声器和压电陶瓷片等。
扬声器是一种利用电磁感应、静电感应、压电效应等,将电信号转变为相应声音信号的换能器,又称为受话器等。常见的扬声器有气动式、压电式、电磁式和电动式等几种类型。
1.8.1 传声器
1.常见传声器实物与电路符号
常见传声器实物图与电路符号如图1-68所示。
图1-68 常见传声器实物图与电路符号
a)动圈式传声器 b)压电陶瓷片 c)驻极体传声器 d)传声器的电路符号
2.常见传声器结构特点
(1)动圈传声器
1)动圈传声器的应用。动圈传声器频响特性好,噪声和失真都较小,是一种在录音、讲演、娱乐中广泛使用的传声器。
2)动圈传声器的结构。圆形的振动膜片外缘固定在送话器外壳上,振动膜片的中间粘连着一个线圈,线圈处于永久磁铁与极靴的间隙中,当膜片振动时,带动线圈沿磁铁轴向来回振动。其中线圈大多是无骨架的,用很细的漆包线自粘而成。漆包线是一层一层紧凑地排线,绕制的精度极高,线圈阻抗通常为200~300Ω。动圈传声器的结构如图1-69所示。
图1-69 动圈传声器的结构图
(2)驻极体传声器
1)驻极体传声器的应用。驻极体传声器具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点,广泛用于盒式录音机、无线传声器及声控等电路中。
2)驻极体传声器的结构。驻极体传声器由声电转换和阻抗变换两部分组成。其内部结构如图1-70所示。
图1-70 驻极体传声器的内部结构图
声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片,在其中一面蒸发上一层的纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后,使两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外,与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样,蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时,引起电容两端的电场发生变化,从而产生了随声波变化而变化的交变电压。
阻抗变换是通过在传声器内接入一只结型场效应晶体管来进行的。因为驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小,一般为几十皮法,所以它的输出阻抗值很高,约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。
3)驻极体传声器的引极。驻极体传声器有两个引极的,也有3个引极的,其引极对应如图1-71所示。
图1-71 驻极体传声器引极对应图
a)二极驻极体传声器 b)三极驻极体传声器
1.8.2 扬声器
1.常见扬声器实物图与电路符号
常见扬声器实物图与电路符号如图1-72所示。
图1-72 常见扬声器实物图与电路符号
a)电动式纸盆扬声器 b)高频号筒式扬声器 c)耳塞 d)扬声器的电路符号
2.常见扬声器的结构特点
(1)气动式扬声器
它的频响单一,结构简单,在某些汽车或船舶上使用这种扬声器。
(2)压电式扬声器
压电式扬声器也称为蜂鸣器,它是由两块圆形金属片及之间的压电陶瓷片构成的。当压电陶瓷片两边有声音时,两片金属片在压电陶瓷作用下,会产生音频电压。反过来,当在两片金属片之间加入音频电压时,压电陶瓷片又能发出声音。由于压电陶瓷片体积小,且频响较窄,偏向高频,作为传声器使用时常用于各种声控电路中,作为扬声器使用时常用于电话、门铃、报警器电路的发声电路中,也有用作收录机工作高频扬声器的。
(3)电磁式扬声器
由于其频响较窄,所以目前的使用率已很低。
(4)电动式扬声器
它的频响宽,结构简单,经济,是使用最广泛的一种扬声器。电动式扬声器又分为号筒式、组合式、纸盆式(有些扬声器已用其他材料代替了纸盆,如化纤等)等。
1)号筒式扬声器。它的电声转换率高,但低频响应差,常在大型语言广播中使用,也用于制作高性能高频扬声器。其功率大,常与大功率低频扬声器组合成大功率的音箱。
2)组合式扬声器。由于单个扬声器实现全频段(20Hz~20kHz)发音较为困难,所以出现了组合式扬声器,即在一个低频扬声器的上方再固定一个高频扬声器,实现全频段发音。组合式扬声器还有另一种结构形式,称为同轴型扬声器,它在高、低频都有极佳表现,相位失真小,是一种真正全频段扬声器,常在较高档音箱中使用。
3)纸盆式扬声器。纸盆式扬声器是电动扬声器的代表,用途最为广泛。
3.常见纸盆扬声器的规格与类型
纸盆式扬声器根据其形状大小、功率及所使用的磁铁可分成多种规格和类型。其规格与类型如表1-23所示。
表1-23 纸盆扬声器的规格与类型
1.8.3 任务8——电声器件的识别与判别
1.实训目的
1)能描述电声器件的基本特性。
2)会熟练使用万用表。
3)能正确识别与判别各类电声器件。
2.实训设备与器材准备
1)MF47A型指针万用表 1块。
2)各类电声器件 若干。
3.实训步骤与报告
(1)驻极体传声器的检测
1)将万用表置于“Ω”档,选取R×100Ω档量程。
2)红表笔接源极(该极与金属外壳相连,很容易辨认),黑表笔接另一端的漏极。
3)对着送话器吹气,如果质量好,万用表的指针就应摆动。
4)比较同类送话器,摆动幅度越大,传声器灵敏度也越高。
5)若在吹气时指针不动或用劲吹气时指针才有微小摆动,则表明传声器已经失效或灵敏度很低。万用表检测驻极体传声器示意图如图1-73所示。
图1-73 万用表检测驻极体传声器示意图
【注】若测试的是三端引线的驻极体传声器,则只要先将源极与接地端焊接在一起,然后按上述同样方法进行测试即可。
(2)扬声器的检测
1)将万用表置于“Ω”档,选取R×1Ω档量程。
2)用两表笔触碰动圈接线柱,若万用表指针有指示而且发出“喀喀”的声音,则表示动圈是好的。
3)如果万用表指针不摆动又无声,就说明动圈已断线。
4)也可以用一节1.5V的干电池引出两条线头触碰一下动圈接线柱,同样从有无“喀喀”声来辨别扬声器的好坏。
5)还可利用万用表的50μA档或100μA档,将两表笔并于扬声器的接线极片上,迅速按压纸盆,若表头指针摆动,则说明扬声器可正常工作。
【注】对于灵敏度低或声音失真等性能变差的扬声器只能用专用设备检测。
(3)压电式扬声器的检查
1)将万用表置于“Ω”档,选取R×10kΩ档量程。
2)先将一只表笔接在器件的一端,用另一表笔快速触碰另一端,同时注意观察表针的摆动。
3)正常情况下,在表笔刚接通瞬间指针应有小的摆动,然后返回到∞,若需要多次观察充放电情况,则每次测试都应改换一下表笔极性。
4)若没有以上充放电现象,则表明内部有断路障碍;若万用表指针摆动后不复原,则说明内部有短路障碍或已被高压击穿。
5)也可将音频信号发生器的输出信号直接加到扬声器的两端上进行试听,好的压电式扬声器就能听到清晰的音频声音,若无声音、声音小或发哑,则表明已损坏。
(4)电声器件的识别与判别实训报告