Электродинамические преобразователи

звуковых колебаний

Основным узлом электродинамического или просто динамического преобразователя является очень легкая звуковая катушка, расположенная в сильном поле на керне постоянного магнита (рис. 2.2).

Рис 2.2. Принципиальная схема электродинамического

преобразователя

1  звуковая катушка; 2  мембрана; 3  постоянный магнит с керном

Если на звуковую катушку (1), подать электрические колебания звуковой частоты, то её электрическое поле будет взаимодействовать с полем постоянного магнита (3) и она начнет совершать механические колебания, определяемые частотой и формой возбуждающего сигнала. Если к катушке прикрепить мембрану (2), то она передаст эти колебания в воздух, и преобразователь будет работать как динамический телефон. Если к катушке прикрепить большой диффузор – раструб (3, рис 2.3), то такое устройство будет называться головкой громкоговорителя, или динамиком.

Рассматриваемый преобразователь (рис. 2.2) можно использовать и для преобразования звуковых колебаний в электрические, то есть, как динамический микрофон. Под действием звуковых колебаний мембрана (2), жестко связанная с катушкой (1), вибрирует, пересекая силовые линии магнита (3). В витках катушки при этом возбуждается переменный ток, амплитуда и частота колебаний которого будут строго соответствовать амплитуде и частоте звуковых колебаний. Электрические сигналы, частота и форма которых аналогичны возбуждающим их звуковым колебаниям, называются аналоговыми сигналами, а аппаратура формирующая и обрабатывающая эти сигналы - аналоговой.

Р ис 2.3. Конструкция электродинамической головки (динамика) 1, 2, 6  магнит; 3  диффузор; 4 – держатели диффузора; 5  кожух; 7 – звуковая катушка; 8 – керн.

Рассматриваемый преобразователь (рис. 2.2) можно использовать и для преобразования звуковых колебаний в электрические, то есть, как динамический микрофон. Под действием звуковых колебаний мембрана (2), жестко связанная с катушкой (1), вибрирует, пересекая силовые линии магнита (3). В витках катушки при этом возбуждается переменный ток, амплитуда и частота колебаний которого будут строго соответствовать амплитуде и частоте звуковых колебаний.

Электрические сигналы, частота и форма которых аналогичны возбуждающим их звуковым колебаниям, называются аналоговыми сигналами, а аппаратура формирующая и обрабатывающая эти сигналы - аналоговой.

Электростатические (конденсаторные)

преобразователи звуковых колебаний

В электростатическом преобразователе основным узлом является конденсатор с воздушным диэлектриком, одна из обкладок которого подвижна и может колебаться. Обкладки конденсатора присоединены к полюсам источника постоянного тока. Если пластины конденсатора расходятся, то уменьшается его емкость, а следовательно и заряд конденсатора, так как увеличивается толщина воздушного зазора между пластинами. При сближении пластин – зазор уменьшается, а заряд конденсатора увеличивается (рис. 2.4)

П одвижную обкладку заряженного конденсатора можно использовать как мембрану. Подавая на неё звуковые колебания, с обкладок конденсатора можно снять переменное напряжение, соответствующее частоте и амплитуде звуковых колебаний. Такое устройство будет работать как конденсаторный микрофон.

Если на обкладки конденсатора подать переменное напряжение, то подвижная пластина начнет колебаться, так

Рис. 2.4. Устройство как будет меняться напряжен-

конденсаторного микрофона ность магнитного поля и соответ-

ственно сила притяжения между обкладками конденсатора.

Прикрепив к подвижной обкладке диффузор и подав на конденсатор аналоговый сигнал, мы получим устройство, которое будет работать, как простейший конденсаторный громкоговоритель.

Конденсаторный микрофон имеет идеальные параметры, поэтому часто используется в качестве эталонного. Однако у этих микрофонов имеется ряд недостатков, важнейшими из которых являются их громоздкость и потребность в мощном источнике постоянного тока высокого напряжения.

Более совершенной модификацией конденсаторного микрофона является электретный микрофон. Источником электрического поля между пластинами конденсатора служит не батарея, а специальный диэлектрик – электрет.

Электреты – это специально обработанные диэлектрики, состоящее из вещества с длинными молекулярных цепями, электрические заряды у которых разнесены в противоположные концы. Молекулы электрета ориентированы в одном направлении. Если пластины из электрета выдержать при высокой температуре в постоянном электрическом поле высокого напряжения (1–4 кВ), а затем медленно охладить, то они приобретают способность сохранять поляризованное состояние длительное время при подзарядке небольшим источником постоянного тока. Принцип работы электретного микрофона не отличается от работы конденсаторного микрофона.