話筒是什麼原理呢?

-零度易水寒-


話筒是一種常用的電聲換能器件。

電聲換能器件包括能夠將聲音轉換為電信號的傳聲器(話筒),能逆向換能的壓電陶瓷片和能夠將電信號轉換為聲信號的揚聲器、耳機等。它們是各種電子影音設備的“耳朵”或“喉舌”。

話筒的種類很多,使用較多的是動圈式話筒和駐極體話筒。

我們以駐極體話筒為例來說明話筒的原理。

駐極體話筒也稱為駐極體傳聲器,它是利用駐極體材料製成的一種特殊電容式“聲-電”轉換器件。主要特點是體積小、結構簡單、頻響寬、靈敏度高、耐振動、價格便宜。駐極體話筒是目前最常用的傳聲器之一,在各種傳聲、聲控和通信設備中(如無線話筒、聲控燈、電話、手機、多媒體電腦)應用廣泛。

一、駐極體話筒的結構及特點

駐極體話筒的內部結構如下圖所示。它主要由“聲-電”轉換和阻抗變換兩部分組成。“聲-電”轉換的關鍵元件是駐極體振動膜片,它以一片極薄的塑料膜片作為基片,在其中一面蒸發上一層純金屬薄膜,然後再經過高壓電場“駐極”處理後,在兩面形成可長期保持的異性電荷--這就是“駐極體”(也稱永久電荷體)一詞的來歷。

振動膜片的金屬薄膜面向外(正對音孔),並與話筒金屬外殼相連;另一面靠近帶有氣孔的金屬極板,器件用很薄的塑料絕緣圈隔離開。這樣,振動膜片與金屬極板之間就形成了一個本身具有靜電場的電荷。可見駐極體話筒實際上是一種特殊的、無需外接極化電壓的電容式話筒。金屬極板與專用場效應晶體管的柵極G相接,場效應管的源極S和漏極D作為話筒的引出電極。這樣,加上金屬外殼,駐極體話筒一共有3個引出電極,其內部電路圖如下圖所示。如果將場效應管的源極S(或漏極D)與金屬外殼接通,就使得話筒只剩下了兩個引出電極。

二、駐極體話筒的工作原理

駐極體話筒的原理是這樣的:當駐極體膜片遇到聲波震動時,就會引起與金屬極板間距離的變化,也就是駐極體振動膜片與金屬極板之間的電容隨著聲波變化,進而引起電容兩端固有的電場發生變化,從而產生歲聲波變化而變化的交變電壓。由於駐極體膜片與金屬極板之間所形成的“電容”容量比較小(一般為幾十皮法),因而它的輸出阻抗值很高,約在幾十兆歐姆以上。這樣高的阻抗是不能直接與一般音頻放大器的輸入端相匹配的,所以在話筒內接入了一隻結型場效應管來進行阻抗變換。通過輸入阻抗非常高的場效應管將“電容”兩端的電壓取出來,並同時進行放大,就得到了和聲波相對應的輸出電壓信號。

駐極體話筒內部的場效應晶體管為低噪聲專用管,它的柵極G和源極S之間複合有二極管VD,見上圖。主要起“抗阻塞”作用。由於場效應管必須工作在合適的外加直流電壓下,所以駐極體話筒屬於有源器件,即在使用時必須給駐極體話筒加上合適的直流偏置電壓,才能保證它正常工作。這是有別於一般普通動圈式、壓電陶瓷式話筒的不同之處。

三、駐極體話筒的外形和種類

常用駐極體話筒的外形分為機裝型(內置式)和外置型兩種。如下圖所示。


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話筒是什麼原理呢?

⭕️【教你利用話筒🎙️製作放大音響】

我有一親戚是郵電部門高工,我從六、七歲就跟著受影響,從老式電話的大電池玩小燈珠照明,因舊電池串聯多了,開燈時峰壓燒掉的小燈珠有一口袋、以後漸漸玩到了電話,解剖電話機,對話筒好奇,打開看原來是石英沙振動傳導聲波,我起初就用這話筒做門鈴話筒,這些話筒還有幾十個放在老家。我也用動圈喇叭做話筒,就是效果差,以後隨技術革新玩收錄機上的話筒,現如今只玩手機上的小微型話筒!

*隨著話筒的不斷變革,(從開國大典上的那種話筒到現今幾毫米的微型話筒,簡單輕巧,不象老式話筒要有變壓器,有線圈,有磁鐵,這樣的話筒既笨重又不便!如今世界上最佳的音響送話都採用這微型話筒!

*你要知道話筒的工作原理都是不變的,我解剖過所有型號的話筒,只說這新式的微型話筒,打開外殼裡面只有半個綠豆大的塑封三極管,基極焊接在金屬音膜上,集電極和基極引為兩個線柱,發射集併入外殼。

*話筒的工作原理是聲波通過空氣振動傳給話筒音膜產生振動頻率時,裡面收集信號的裝置便產生感生交流信號,在老式話筒裡因有線圈和磁鐵就產生一定的增強放大,而微型話筒要靠專門的信號放大電路!比如我加裝放大電路時,一個電阻的大小便可改變嘯叫,有了此電路,音量大,音質好,無嘯叫。

這裡我藉機提供三種形式的音響放大電路供你玩小製作,比如你要在正屋與門樓跟門外叫門人對話也好、你要將手機音樂放大也好,你要對二胡擴音等,請參考我的圖片。有簡單的集成電路放大音響,有分立件,有大功率25V電源的,其話筒的電路可簡可繁,繁的能對音效有增益,無嘯叫,頻響頻寬都很好,簡的直接安裝。

*我把過時的收錄機的功放電路都鋸下來,裝了好多放大器,雖然用不了,但一收集到材料就止不住要把音響做出來,我老家一大堆各種音響。我把兩個6v的就做個雙聲道,24v的就做放大器,話筒可選電話上的聽筒,也可用微型話筒,加裝放大電路雖然土產但音響很漂亮,這都是我一點一滴裝備起來的,不花一分錢,音箱就是用葡萄酒盒子,我的學生在小型演出時,兩個酒盒放臺子兩邊,在五十桌的大廳裡,二胡也能發出高大銳耳的立體聲擴音。

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這個喇叭音圈震散了,我折下重新繞好裝上如新,在有規律振顫音盆時就能使LED燈珠閃亮,這就是老式話筒前端的工作原理!


許科雲


自從網絡直播火起來了,對話筒行業來說是最開心的,行為銷量起來了嘛!看到各大平臺的主播細心觀察,他們的話筒有防震架、防噴罩、防風罩以及優質的麥克風架,可謂真捨得花費本錢。話筒又分電容麥克風和動圈麥克風。

電容話筒風其實就是駐極體話筒。因為電容麥克風相對靈敏些,所以一些附屬設備也是不可或缺的。電容話筒的工作過程,由於把話筒的振膜作為電容的一個電極,只要有聲波,就會引起振膜振動,那麼振膜跟固定的極板間的距離就會變化,此時電容容量值也變化,電容變成可變電容量。可變電容量又跟話筒本身的前置放大器一起工作則產生電壓信號,然後將電壓信號送至聲音處理電路進行放大處理。。動圈話筒的工作過程,當聲波使振膜振動,振膜振動時又帶動線圈振動,使線圈在磁場中做切割磁感線運動產生感應電流,然後將變化的感應電流送至聲音處理電路進行放大處理。



常說的麥克風就是話筒,屬於一種電聲器材,通過聲波作用在電聲元件上產生電信號,然後再轉換成電能,再搭配各種擴音設備將聲音放大。


工業自動化小白


話筒是什麼原理?

答:話筒的學名叫傳聲器。它是將一種聲音信號轉換為電信號的聲→電轉換器件,其中外形如圖1一1所示;傳聲器的文字符號用“B”或“BM”表示,其電路圖形符號則如圖1一2所示。

傳聲器的分類主要有動圈式、電容式、壓電式、駐極體式等等。

下面先說一下動圈式傳聲器。

動圈式傳聲器(也叫電動式傳聲器),它的主要結構與特點;它是目前應用最為廣泛的一種傳聲器,它由永久性磁鐵、音膜、音圈、阻抗匹配變壓器等構成,並且音圈被放置安裝在磁鐵間隙中間,音膜上粘有一個圓筒形的音架。

當人對著傳聲器講話時,音膜受到聲波的影響而產生振動,此時音圈做出切割磁力線的運動,於是在音圈上便產生了感應電壓。該感應電壓經過阻抗匹配變壓器後,即提高了傳聲器的靈敏度又滿足了與功率放大器的阻抗匹配。通常情況下輸出變壓器的二次側有高阻抗輸出和低阻抗輸出,具體採用哪種接法應該根據功率放大器的輸入阻抗而定。

動圈式傳聲器的主要優點是音質較好、結構簡單、穩定性強、噪聲係數小、動態範圍大、使用方便等等。但是由於動圈阻抗較小,不易與功率放大器匹配,因此一個阻抗匹配變壓器即可以實現阻抗變換,使傳聲器的輸出阻抗達到大約200Ω歐姆。

駐極體話筒(駐極體傳聲器),如圖1一3所示

上圖為駐極體傳聲器的結構示意圖。它由外殼、內前殼、金屬環、駐極體振動膜、襯圈、金屬極板、墊圈、場效應晶體管、後內殼、輸出線而組成。

駐極體式傳聲器由聲電轉換和阻抗變換這兩個部分完成。其中聲電轉換是在駐極體振動膜上實現的,它將一定頻率、振動幅值的聲音信號轉換為同頻率、相應幅值的電信號。振動膜的輸出阻抗很高(大約為幾十MΩ兆歐),此時它無法與功率放大器匹配,故需要降低傳聲器的輸出阻抗,這個可以通過場效應晶體管來實現,通過場效應管後的輸出阻抗大約為1KΩ歐姆。

駐極體式傳聲器的優點是體積小、結構簡單、價格便宜,因此它常在錄音機、電話、聲控設備中廣泛採用。

以上簡單的介紹了兩種使用較廣泛的傳聲器,其他類型的傳聲器就不一一介紹了。

知足常樂於上海2018.7.29


知足常樂98954541


對話筒瞭解不多,談一下在初中物理教材中介紹的動圈式話筒。其原理是法拉第發現的電磁感應現象:閉合電路的一部分導體在磁場裡做切割磁感線的運動時,導體中就會產生電流,這種現象叫做電磁感應。

使用時,人對著話筒說話,人發出的聲音通過空氣傳到話筒振動膜,引起振動膜振動,並帶動線圈往復運動。因線圈套在磁鐵上,勢必往復切割磁感線,於是,線圈中產生隨聲音而變化的電流。

可見,話筒的作用是將聲音轉化為隨聲音而變化的電流。反過來,將隨聲音而變化的電流再轉化為聲音人才能聽到,這個工作由揚聲器來完成。正好初中物理中還介紹了一種動圈式揚聲器,結構與動圈式話筒幾乎一樣,見下圖,不過原理是磁場對電流的作用。

工作時,電流通過揚聲器的線圈,通電線圈受到磁鐵的作用力。因為電流是隨聲音而變化的,線圈受到的磁場力的大小和方向也是變化的,所以,線圈在磁鐵上往復運動,並帶動揚聲器的振動膜振動,將隨聲音變化的電流還原成聲音。


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