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细说传声器

     传声器的历史可以追溯到5000年前,战争年代,人们为了把城墙外的声音相互传递通话,在厚达几米得城墙里埋上一根管子,这样,城内城外的人就可以通过这根管子相互传递自己的声音、听到对方的声音,这是最早的传声器

真正电子产品意义上的麦克风也已经已经有近100多年的历史了

    早期麦克风到现代麦克风,汇聚多个发明家的心血。1876年美国人埃米尔·贝林纳(Emile Berliner)在贝尔实验室发明了首个用于电话的麦克风。当时,贝尔等科学家致力于寻找更好的拾取声音的办法,以用于改进当时的最新发明——电话。期间他们发明了液体麦克风和碳粒麦克风,这些麦克风效果并不理想,只是勉强能够使用。   

爱迪生和贝林纳都在1877年同时申请了炭精麦克风的专利。

1949年,威尼伯斯特实验室(森海塞尔的前身)研制出MD4型麦克风,它能够在吵杂环境中有效抑制声音回授,降低背景噪音。这就是世界上第一款抑制反馈的降噪型麦克风。   

1961年,德国汉诺威的工业博览会上,森海塞尔推出了MK102型和MK103型麦克风。这两款麦克风诠释了一个全新的麦克风制造理念——RF射频电容式,即采用小而薄的振动膜,具有体积小,重量轻的特点,同时能够保证出色的音质。另外,这种麦克风对电磁干扰非常敏感。它们对气候的影响具有很强的抗干扰性。

1、炭精麦克风

炭精话筒可以把声音变化转换为电流变化。炭精话筒的结构如图所示,炭精盘和振动膜之间充满了接触不紧密的炭粒.声音使振动膜振动,改变炭粒接触的紧密程度,使炭粒的电阻发生变化,从而改变电路电流的大小.如果炭粒的电阻能在45~55Ω的范围内变化,加在它两端的电压为3V时,电路中电流变化的范围是

  • 加在话筒两端的电压为3V,

  • 当电路中碳粒的电阻为45Ω时,通过的电流最大,为:
      Imax=

U
Rmin

=

3
45

A≈0.067A,
当电路中碳粒的电阻为55Ω时,通过的电流最小,为:
  Imin=

U
Rmax

=

3
55

≈0.054A,
故电流的变化范围为0.067A~0.054A;
一个54mA的电流足以输出一个比较xiang'de响亮的声音。这个电流足以推动一个耳机发出声音。所以,早期的电话没有放大器,是炭精话筒直接推动耳机发声的。


这一款麦克风,可以说已经彻底淘汰了。不过,我在电声技术培训班上展示演示它的工作原理的时候,学员们还是感觉比较神奇:这一款麦克风,竟然可以直接推动喇叭发出声音,而不需要任何放大器!

2、铝带麦克风

铝带话筒其实就是初中物理电磁感应现象的一个翻版,它的拾音部分是一根10cm左右长,3mm左右宽,2-5um厚的一根经过退火处理的铝带,这条铝带放置于强磁场中。当声音使得铝带震动时,铝带切割磁感线产生微弱电流,在经过预处理放大电路的放大(一般是升压变压器)就转化为声音了,现在也有用场效应管FET来转换阻抗,放大信号的。

3、压电薄膜麦克风

上面介绍的炭精、铝带麦克风属于古董级别的了。接下来这一款压电薄膜麦克风可不是古董产品,它是老技术压电技术的升级版,现代化的压电涂敷技术,可以使振膜做的非常轻薄,原理呢还是压电效应,即:有声波振动的时候,压电膜随之振动产生电信号,这个信号经过阻抗转换、放大然后输出。

但是与电容、动圈麦克风相比,失真大、低频欠缺是短板。多用于频率范围要求不高的场合。相信随着技术的进步,压电薄膜麦克风会有一个质的突破


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