传声器（话筒）的原理与检测

传声器通常称为话筒或麦克风，它是把声波信号（机械能）转换成电信号的一种器件。传声器的电路符号如下图所示。原来传声器在电路中用“S”、“M”或“MIC”表示，现在多用“B”或“BM”表示。

1．传声器的分类

根据构成传声器可分为动圈式、晶体式、铝带式、电容式等多种，根据使用方式的不同传声器可以分为有线式和无线式两种。目前，常用的传声器有动圈式和电容式两种。

2．传声器的原理

（1）动圈式传声器

常见动圈式传声器的实物外形如下图（a）所示，它内部主要由磁铁、线圈、振动膜、升压变压器、软铁等构成，如图（b）所示。磁铁和软铁构成磁路，磁场集中于芯柱和外圈软铁所形成的缝隙中。在软铁前面装有振动膜，它上面带有线圈，正好套在芯柱上，位于强磁场中。当振动膜受声波压力前后振动时，线圈便切割磁力线而产生感应电动势，从而将声波信号转换成了电信号。

由于传声器线圈（通常称为音圈）的匝数很少，阻抗很低，输出的电压小，不能满足（与之相连接的）扩音机对输入信号的要求，因此，动圈式传声器中都装有升压变压器，一次侧接振动膜线圈（音圈），二次侧接输出线，将传声器输出的信号进行大幅度的提升。根据升压变压器的一、二次绕组匝数比不同，动圈式传声器有低阻抗和高阻抗两种输出阻抗。其中，低阻抗为200～600Ω，高阻抗为几十千欧。动圈式传声器的频率响应一般为50～10 000Hz，输出电平为−50～−70dB，无方向性。组合式动圈传声器的频率响应可达35～15 000Hz，并具有不同的方向特性供使用时选择。

（2）电容式传声器

电容式传声器在整个音频范围内具有很好的频率响应特性，灵敏度高，失真小，但体积要比动圈式传声器大一些，多用在要求高音质的扩音、录音工作中。普通电容式传声器的实物外形如下图（a）所示，它内部主要由振动膜、极板、电阻等构成，如图（b）所示。

振动膜是一块表面经过金属化处理且很轻、弹性很强的薄膜，它与极板构成一只电容。

由于它们之间的间隙很小，所以振动膜面积不大就可以获得一定的电容量。当有声波传到振动膜上时，它便随之振动，改变了它与另一极板之间的距离，从而使电容量发生变化。在这个电容器的两端，经过电阻R接上一直流电压 E（称为极化电压）。那么，电容量随声音变化时，电阻R两端便得到交变的电压降，即把声波信号转换成了电信号。

（3）驻极体传声器

驻极体传声器是电容传声器的一种。驻极体传声器是用事先注入电荷而被极化的驻极体代替极化电源的电容传声器。驻极体传声器有两种类型：一种是用驻极体高分子薄膜材料做振动膜（振膜式），此时振动膜同时担负着声波接收和极化电压的双重任务；另一种是用驻极体材料做后极板（背极式），这时它仅起着极化电压的作用。由于该传声器不需要极化电压，从而简化了结构。另外，由于其电声特性良好，所以在录音、扩声和户外噪声测量中已逐渐取代外加极化电压的传声器。常见的驻极体传声器的实物外形和构成如下图所示。

如下图所示，驻极体传声器有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜并将其接地，另一块极板接在场效应晶体管的栅极上。

两个极板之间形成了一个电容，当驻极体膜片因声波振动时，电容两端就形成变化的电压。该电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，而电压变化频率反映了外界声音的频率。不过，电容两端产生的电压较小，为了将声音产生的电压信号引出来并加以放大，必须使用场效应管进行放大。栅极与源极之间接的二极管的作用是保护场效应晶体管，以免它因过电压等原因损坏。

3．驻极体传声器的检测

将指针型万用表置于“R × 100”挡，用红表笔接传声器的金属屏蔽网，黑表笔接其芯线，相当于给内部的场效应晶体管漏极加上正电压，此时万用表表针应指在一定的刻度上。然后对着传声器吹气，若表针毫无反应，并且调换表笔后再次检测时仍无反应，说明驻极体已损坏；如果对着传声器吹气，表针有一定幅度的摆动，说明它正常。直接测试传声器的两根引线的阻值时，若阻值为无穷大，说明内部驻极体或引线开路；如果阻值为0，说明驻极体或引线短路。