[科普中国]-电容式传声器

电容式传声器是—种依靠电容量变化而起换能作用的传声器，也是目前运用最广、性能较好的传声器之一。主要由极头、前置放大器、极化电源和电缆等部分组成。

简介电容式传声器是精密测量中最常用的一种传声器，其稳定性、可靠性、耐震性，以及频率特性均较好。其幅频特性平直部分的频率范围约为10Hz～20kHz。

结构介绍电容式传声器是—种依靠电容量变化而起换能作用的传声器，也是目前运用最广、性能较好的传声器之一。

电容式传声器主要由极头、前置放大器、极化电源和电缆等部分组成。

电容式传声器的极头实际上是一只电容器。只不过是电容器的两个电极，其中一个固定，另一个可动而已，通常两电极相隔很近(—船只有几十微米)。可动电极实际上是—片极薄的振膜(约25~30μm)。固定电极是一片具有一定厚度的极板，板上开孔或挖，控制孔或槽的开口大小以及极板与振膜的间距，以改变共振时的阻尼而获得均匀的频率响应。
振膜要求比强度值较高，—般采用金屑化的塑料膜或金属膜。
在高聚物薄膜中，以聚酯膜的比强度为最高，金属化后常用作高保真广播电容传声器。金属膜的比强度则以钛膜和钛合金膜为最高．其次为镍膜及镍合金膜、铝合金膜、不锈钢膜等。钛合金膜因加工极其困难，所以只用在极少量的高级标准电容传声器上；而镍膜及镍合金膜由于工艺性好，可以电镀制膜，稳定性也极好，所以常用在测量电容传声器上。
电容式传声器的工作原理是：当振膜在声波作用下产生振动而引起电容量变化时，电路中电流也随之相应变化．这时负载电阻上就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。
极头串接到直流极化电源和负载电阻的电路中。由于电容量发生变化时，充电电荷来不及释放或继续充入，所以电压的变化与电容量的变化是成反比的。
由于电容式传声器的电容小(约50~100μF)，负载电阻大(约10~15MΩ)，所以其极头都需要连接一个阻抗变换用的前置放大器，将高阻抗转换为低阻抗。前置放大器早期多采用小型电子管阴极输出器，目前都已改用中频段具有极低内部噪声电压的场效应晶体管射随器，也有采用固体电路的。
极化电源有两组供电，—组供给预放大器，—组供给极头振膜的极化电压。极化电压一般为150~200V，采用外接电源时，一般为28V。极化电源部分，有时还附有低频指向特性换能器。
电容式传声器的供电方法，广泛采用的有幻路供电和平行供电两种。幻路供电的主要优点是信号输出线和电源线合用，使电容传声器的多芯电缆减少为二芯屏蔽线，但这种方法的前置放大器必须是对称输入，否则无法工作。幻路供电一般有变压器中心抽头法和电阻模拟中心抽头法两种类型；平行供电又称A—B供电，其最大特点是省去了输出变压器，它和幻路供电一样，信号输出线和电源线共用，使电容式传声器的电缆只需二芯屏蔽线，常用的平行供电有对称和非对称两种输出电路。1

特点电容式传声器具有一系列突出的特点，如灵敏度高(>0.8mV/μbar)、动态范围宽(12dB)、频率响应宽而平直(从10Gz~20kHz)、以及优越的瞬态响应和稳定性、极低的机械振动灵敏度、音质良好等，但其制造工艺较复杂、比较娇气、成本也较高。所以广泛应用于电视、广播、电影及剧院中的高保真录音的场合，或用于科研上的精密声学测量的场合，甚至因其灵敏度极其稳定且可绝对校准，而将其精确标定电压，用作声学基准。

工作原理电容式传声器是目前各项指标都较为优秀的一种传声器，具有频率特性较好、音质清脆、构造坚固、体积小巧等优点。它被广泛应用在广播电台、电视台、电影制片厂及厅堂扩声等各种场合。

电容传声器，它主要由电容、直流电源和负载电阻构成。

电容的一个极板用作检取声波的振膜，用导线固定在传声器上。另一个极板直接固定在传声器上。电容、直流电源和负载电阻构成了一个电流回路。电容的两个极板相距20～50，形成50～200pF的电容。

电容传声器的工作原理可简单概括为：当声波作用于金属膜片时，膜片发生相应的振动，于是就改变了它与固定极板之间的距离，从而使电容量发生变化。而电容量的变化可以转化成电路中电信号的变化。因此，通过这样一个物理过程就可以把声波的振动转变为电路中相应的电信号，并由负载电阻输出。

如果声音响度大，膜片的振动幅度就大，则输出电压幅度就大；如果声音的音调高，膜片的振动频率就高，则输出电压变化的频率也高；如果声音的音色不同，膜片的振动规律（波形）就不同，则输出电压也有相应的波形变化。于是，就将声音的三要素（响度、音调、音色）转换成了电信号中的三要素（幅度、频率、波形）。2

日常维护使用环境温度范围：-10℃～50℃

相对湿度：