Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 6. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ (КОНДЕНСАТОРНЫЕ) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИЭлектростатические ЭАП основаны на возникновении сил электростатического притяжения между заряженными обкладками конденсатора и на изменении напряжения на заряженном конденсаторе при изменении его емкости в результате колебания расстояния между обкладками. Для того чтобы преобразователь мог работать без искажения формы входного сигнала, т. е. обладал необходимой линейностью, к его обкладкам прикладывается постоянное напряжение Сила притяжения, создаваемая постоянным напряжением, компенсируется натяжением устанавливающей пружины (подвеса) или мембраны. Переменная сила от внешнего воздействия, воспринимаемая подвижной обкладкой, уравновешивается двумя составляющими: переменной силой реакции подвижной части
где
I — переменный ток, соответствующий переменному заряду, возникающему при колебаниях. Путем рассуждений, аналогичных проведенным выше, первое из уравнений (XI 1.2) для переменных напряжений можно привести к виду:
где
Тогда частотная характеристика преобразователя принимает вид:
где — сопротивление нагрузки переменному току. При наличии разделительного конденсатора в цепи нагрузки преобразователя значение его емкости выбирается достаточно большим, чтобы в рабочем диапазоне частот нагрузку можно считать чисто активной: При обычных значениях параметров преобразователя второе слагаемое в знаменателе в выражении (XII. 17) («внесенное сопротивление реакции» электрической цепи) мало, поэтому чувствительность преобразователя
где
Эквивалентная электрическая схема конденсаторного микрофона приведена на рис. XI 1.7, а (штриховыми линиями показана эквивалентная схема нагрузки, создаваемой входным каскадом усилителя). Для того чтобы в заданном диапазоне частот получить частотнонезависимую чувствительность, необходимо соблюсти условие
где М — масса подвижной части, найдем
При достаточно низких частотах реактивное емкостное сопротивление преобразователя для электрической цепи становится очень большим по абсолютной величине по сравнению с
Таким образом, электрическое поле поляризации, создаваемое напряжением Напротив, упругость воздуха в зазоре между подвижной и неподвижной обкладками увеличивает результирующее упругое сопротивление подвижной части, что ограничивает возможность увеличения чувствительности за счет уменьшения рабочего зазора.
Рис. XI 1.7. Электростатические ЭАП: а — эквивалентная схема электростатического преобразователя; б — схема устройства конденсаторного микрофона направленного действия [1 — неподвижная часть (обкладка конденсатора); 2 — подвижная обкладка; 3 — выемка; 4 — сквозное отверстие; 5 — выводы]; в — схема устройства электретного конденсаторного микрофона (1 — неподвижная обкладка; 2 — мембрана из электрета толщиной 0,1 мм с напыленной снаружи металлической пленкой; 3 — опорный шарик; 4 — выводы; 5 — изоляция) Для преодоления влияния упругости воздуха применяют неподвижный электрод с отверстиями, или пазами (см., например,
и на вторую
При соответствующем выборе постоянного смещения (поляризующего напряжения) на подвижной обкладке второй диафрагмы приемник будет обладать кардиоидной характеристикой направленности. Для согласования с волновым сопротивлением акустического фильтра и обеспечения неизменности формы характеристики направленности в достаточно широком диапазоне частот, у такого преобразователя должно преобладать вязкое акустическое сопротивление между диафрагмой и неподвижной частью, что достигается применением гибких диафрагм. Практические области использования конденсаторных приемников ограничиваются из-за необходимости применения значительного постоянного напряжения смещения (сотни вольт), а следовательно, и соответствующего источника питания, что особенно существенно в портативной или в бортовой миниатюрной аппаратуре, в телефонии и др. В этом отношении явным преимуществом обладает электретный конденсаторный микрофон (рис. XII. 7, в), у которого подвижной обкладкой служит листок электрета (например, поляризованного фтористого углерода) с нанесенной на него металлической пленкой; такой микрофон не нуждается в источнике питания. Срок службы его без смены электрета около 10 лет.
|
1 |
Оглавление
|