- •Лекция 1 Введение
- •Классификация приборов
- •Общий принцип измерения физичеcких величин
- •Основные параметры приборов
- •Приборы для измерения механических величин
- •Приборы для измерения линейных размеров
- •Угломерные приборы
- •Приборы для измерения объема тел
- •Часы и частотомеры
- •Измерение линейных и угловых скоростей
- •Акустические приборы
- •Приемники звука
- •Приборы звукозаписи и звуковоспроизведения
- •Приборы для измерения сил. Весы
- •Основы электрических цепей и электронных приборов Единица количества электричества
- •Электрическое поле
- •Источники электрического тока
- •Скорость электрического тока
- •Направление электрического тока
- •Величина тока
- •Электрическое напряжение
- •Электрическое сопротивление
- •Механизм электрической проводимости полупроводников
- •Закон Фарадея как два различных явления
- •Полупроводниковые диоды Полупроводники. P-n переход
- •Вольт-амперные характеристики диодов
- •Биполярные транзисторы
- •Как усиливает биполярный транзистор
- •Особенности биполярных транзисторов
- •Температурная нестабильность
- •Коэффициент усиления
- •Коэффициент усиления
- •Полярность напряжений питания
- •Графические характеристики биполярного транзистора Входные статические характеристики в схеме с оэ
- •Для чего используются входные статические характеристики
- •Анализ электронных схем Почему используются синусоиды?
- •Постоянная и переменная составляющие
- •Полярность напряжений и токов в электронных схемах
- •Биполярный транзистор в роли линейного усилителя Общие сведения
- •Транзистор в роли усилителя
- •Рабочая точка транзистора
- •Почему важен выбор рабочей точки транзистора
Приемники звука
Назначение микрофона – преобразование звуковой энергии (механической) в энергию электрическую, в энергию переменного тока той же частоты. Общей деталью всех микрофонов является мембрана – тонкая пластинка, колеблющаяся под давлением звуковых волн. Микрофоны (рис. 16) различаются по используемым в них датчикам, регистрирующим колебания мембраны.
Рис. 16. Микрофоны: угольный – а, конденсаторный – б, динамический – в,
пьезоэлектрический – г, пленочный пьезоэлектрический – д.
В наименее совершенном, почти устаревшем угольном микрофоне используется резистивный датчик – сопротивление угольного порошка в коробочке за мембраной зависит от колебаний мембраны. В результате ток через микрофон будет содержать, кроме постоянной, еще и переменную составляющую, частота которой будет соответствовать частоте произносимых перед микрофоном звуков.
В конденсаторном микрофоне меняется под действием звуковых колебании емкость конденсатора и соответственно его заряд Q = CU. В результате в цепи возникает переменный ток .
Динамический микрофон сходен по устройству с громкоговорителем, только рупор заменен мембраной. В кольцевом зазоре магнита колеблется катушка. В. соответствии с законом электромагнитной индукции в ней наводится ЭДС ,которая и дает переменный ток, если цепь замкнута. Отличие от громкоговорителя не является принципиальным, и один и тот же прибор нередко используется как микрофон и как громкоговоритель, например в переговорных устройствах.
Пьезоэлектрический микрофон отдает заряд в цепь при деформации пьезоэлемента. В последнее время появились пленочные пьезомикрофоны, в которых мембрана совмещена с датчиком перемещения: пленка из гибкого полимера ПВФ (поливинилиденфторид), приобретающая пьезоэлектрические свойства после сильной поляризации, наклеивается на металлическую пластинку с отверстиями (рис.16). Такие микрофоны малогабаритны и обладают рядом преимуществ.
Параметрами микрофонов являются:
1.КПД, или чувствительность – отношение полезной энергии переменного тока к падающей на него звуковой энергии: Wэл /WaK Чувствительность микрофона – отношение напряжения на выходе микрофона к воздействующему на него звуковому давлению при заданной частоте (как правило, 1000 Гц), выраженное в милливольтах на паскаль (мВ/Па). Чем больше это значение, тем выше чувствительность микрофона. Чувствительность микрофона измеряется также в дБ: дБ=10*2*lg(V1/V0), где V0=1В/Па. Таким образом, чувствительность 2мВ соответствует 20*lg(2/1000) = -54дБ, а 12мВ – 20*lg(12/1000) = -38дБ. То есть, чем ближе к 0 (иногда «минус» в описаниях опускают) значение чувствительности в дБ, тем выше чувствительность микрофона.
Это ценное качество микрофона, но не самое главное, так как слабые электрические сигналы всегда можно усилить с помощью усилителя. Наибольшей чувствительностью обладает угольный микрофон (может работать без усилителя), наименьшей – конденсаторный.
2. Порог чувствительности (см. Введение) определяется собственными шумами.
3.Частотная характеристика– график чувствительности микрофона в зависимости от частоты. Характеристика должна быть по возможности плоской, т. е. чувствительность не должна зависеть от частоты. Это обеспечивается правильным соотношением между высокими и низкими частотами, т. е. отсутствием искажений. В хороших микрофонах «завалы» характеристики допускаются только на частотах f < 20 Гц и f > 20 кГц. Прочие микрофоны имеют более или менее широкую «полосу пропускания» (вопрос аналогичен частотным характеристикам усилителей). Наилучшую частотную характеристику имеет конденсаторный микрофон, наихудшую – угольный, который поэтому сильно искажает звуки.
4. Другой причиной искажения звуков могут быть нелинейные искажения – зависимость чувствительности от амплитуды падающего звука. Параметры 2, 3 и 4 являются важнейшими, так как определяют качество звукозаписи и звукопередачи везде, где используются микрофоны.
5. Сопротивление выхода. Для согласования с входным сопротивлением усилителя желательно сопротивление микрофона иметь небольшим.
6. Направленность (одинаково ли со всех направлений микрофон воспринимает звуки). Бывают нужны и острая направленность и, наоборот, отсутствие направленности.