Балаковский институт техники, технологии и управления

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

КОНДЕНСАТОРНОГО МИКРАФОНА

Выполнил ст. гр. УИТ-42

Елисеев М.А.

Принял

Мефёдова Ю.А.__________

«____» _____________2004г.

2004

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 КОНДЕНСАТОРНЫЕ МИКРОФОНЫ 4

1.1Принцип действия и классификация конденсаторных микрофонов 4

1.2 Измерительные микрофоны с внешним источником питания 5

1.3 Эквивалентная электрическая схема головки микрофона. 6

1.4 Частотная характеристика конденсаторного микрофона. 8

1.5 Получение передаточной функции 10

2 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВА В ВИДЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ 12

3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ СИСТЕМ С РАСПРЕДЕЛЁННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ (СРП) 13

4 СИНТЕЗ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ СРП 17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 23

ВВЕДЕНИЕ

Есть среды, которые не могут быть описаны в сосредоточенных параметрах (электромагнитное поле, электростатическое поле, течение потока, гравитационное поле, температура и т.д.). Система с распределенными параметрами (СРП) - это система, в которой практически все сигналы (особенно входной и выходной) зависят от пространственных координат и времени. Система с сосредоточенными параметрами является частным случаем СРП и вводится для упрощения и решения задач на первом (нулевом) этапе.

Цель курсовой работы - синтез интегральной передаточной функции для объектов управления с распределенными параметрами. В данной работе решается вопрос построения математической модели элемента конденсаторного микрофона на основе теории распределенных сигналов.

1 Конденсаторные микрофоны

1.1Принцип действия и классификация конденсаторных микрофонов

Среди всех типов микрофонов, используемых в настоящее-время, микрофоны на основе конденсаторов считаются наиболее перспективными. На рис. 1 представлена принципиальная схема конденсаторного микрофона. Измеряемое давление воз­действует на гибкую и тонкую (толщиной 10-4-20 мкм) диаф­рагму, играющую роль подвижной обкладки в датчике смеще­ния емкостного типа. Другая обкладка фиксирована и имеет отверстия для демпфирования: при движении диафрагмы воз­дух протекает через эти отверстия, происходит вязкостная дис­сипация энергии. Это демпфирование используется для контро­ля резонансной амплитуды диафрагмы и позволяет скорректи­ровать высокочастотную часть характеристики преобразования в соответствии с объектом измерений (давление, свободное поле, диффузное поле или падение под случайными углами).

К

Рисунок 1 Конструктивная схема микрофона на основе конденсатора

1-капилярныйканал; 2- фиксированная обкладка; 3- диафрагма; 4 - демпфирующие отверстия; 5 - изолятор

апиллярный канал позво­ляет уравнять среднее давление по обе стороны мембраны. Он определяет низкочастотный от­клик и обеспечивает защиту по отношению к колебаниям ат­мосферного давления.

В зависимости от типа мем­браны различают три типа ем­костных микрофонов: измери­тельные микрофоны с исполь­зованием внешнего напряже­ния питания, измерительные электретные микрофоны и бы­товые электретные микрофоны. В первых двух типах мик­рофонов используются предварительно напряженные металлические мембраны, а в третьем — мембраны из предварительно поляризованной пластмассы. В микрофоне второго типа электретная мембрана плотно прилегает к фиксированной обкладке и не играет никакой механи­ческой роли. Значительное различие между измерительными и бытовыми микрофонами состоит, следовательно, в природе силы, действующей на мембрану: акустическое усилие в случае металлических мембран и изменение объема воздуха за пласт­массовой мембраной. Заметим, что в настоящее время изготовление пластмассовых мембран, которые сохраняли бы механи­ческое напряжение в течение длительного времени, представля­ет значительную сложность. Таким образом, микрофоны с пластмассовой мембраной являются обычными микрофонами с более узкой частотной полосой пропускания, чем у микрофонов с металлической мембраной.