传声器的近讲效应

《传声器的近讲效应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传声器的近讲效应（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、传声器的近讲效应山东人民广播电台韩桂珍1概述力变换因子（即声压与力的变换比例）q来 表示:力一电後收it转换成电能）,如图1所示。电曹号传声器是电声系统的第一个环节，它是一 种将声音信号转变成电信号的电声器件。 其能 量转换过程是：首先由声波接收器将声波接收下来变成对应的机械振动（声能转变成机械能）,再由机械振动产生对应的电信号（机械能图1传声器的能量变换传声器的种类很多，分类方法也很多，如 果按声波的接收方式来分类，可分为压力式传 声器、压差式传声器以及复合式传声器三类。有些传声器，当声源靠近它发音时，低音 会有较大的提升，这种现象称为近讲效应，也 称近区效应或邻近效应。声源距传声器一米左

2、右开始出现近讲效应，距离越近越明显。图2中 的三条线，分别为距离带式传声器 5厘米、10厘米、20厘米发音时的低音提升量。图2近讲效应图3压力式接收器示意图2声波接收器的特性与近讲效应由图1可见，在传声器的声电变换过程中，首先遇到的是将声波变成对应的机械振动的声波接收器。描写声波接收器的特性，可用声 194-2012 China Academic Journal ILkctrt）12q= F/P式中：F声波接收器受到的声波作用力；P声波接收器处的声压。 下面分别分析一下三种声波接收器的特性。2.1压力式接收器压力式接收器是一种对声压产生响应的接 收器。工作时，声波作用在振动膜片的一侧，产 生正

3、比于声压的力，使振膜振动，并耦合到电 声换能元件以产生正比于声压的电输出；而膜片的背面则密闭于一个小空腔内，受不到声波 的作用，图3即为压力式声波接收器的示意图。如果声波接收器的尺寸与声波波长相比十 分小时，即振动膜片的等效半径 a远远小于声 波波长（下文中称之为 小尺寸”），我们可以 认为声波接收器可动膜片上各点的声压分布是 均匀的，即各点的声压幅度相等、 相位相同。所 以在小尺寸”时，压力式声波接收器的声一一 力变换因子应等于振膜的等效面积，即：q= F/P= S （a 或 ka 1）这里：S振膜的等效面积；k= /c?= 2 /为波数；声音信号的角频率；c?空气中声波的传播速度；其他符号

4、同前。可见，在小尺寸的条件下，压力式声 波接收器的声压/力变换频响是平直的（与频率 无关），因此，压力式传声器没有近讲效应。常见的压力式传声器有动圈传声器、电容 传声器、压电传声器（晶体传声器、陶瓷传声 器和高聚物传声器）等。2.2压差式接收器当接收器振动膜片的两面都受到声波的作 用，它的振动是受两个作用力之差的策动，这种声波接收器称为压差式声波接收器，具有这 P.ibli： vif 1耐晦.All ri0!Tv te-电声技术恕弭 种接收器的传声器称为压差式传声器。图4示出三种压差式声波接收器的示意图。 其中（a）为一个膜片,（b）为两个膜片,将 （b）中的连杆除去（第二个膜片也可除去）就

5、成了（c）。图4压差式接收器示意图图中：PD1、pD2 接收器振动膜片两个面 中心处的声压；a接收器振动膜片的等效半径；声波到达振动膜片两个面中心处的 路程差。声波以角入射到振动膜片的正面，而作 用到背面的声波是经过绕射才到达的，于是膜片背面的声波总是比它正面的声波延迟一定的 时间。图4所示的三种声波接收器其工作原理是 一样的，膜片上受到的力是两个面受力之差，即：F （PD1- PD2） S它们的不同之处在于声波到达振动膜片两 个面中心处的路程差不同，如下式所示:d- x= d- d sin = d（ 1- sin ）（图 4a） d cos(图 4b)d+ d cos = d( 1+ cos

6、 )(图 4 c)在小尺寸”的情况下，即在kd 1,和ka电声技术3/19971时,可得出图4中三种声波接收器的声一一力变换因子分别为下式（推导从略）：kd(1 +1(图 4a)q s1- sin )2(kr)skdcos1 +12(kr)(图 4b)kd1 +1(图 4c)q s1+ (cos )(kr)2式中：r 声波传播方向上的距离 ；其他符号 同前。从上面三个式子可以看出，由于k= / co= 2 f/C0,声音频率f升高时，k增大,q值增大。 说明压差式声波接收器的声一一力变换因子随 频率的提高而增大。当然,我们希望传声器能有平直的频率响 应,这可通过对有关的声学、力学参量进行严格

7、的控制来达到。从上式还可看出，当频率降低时，波长 值 增大,k= 2 /减小；声源很近时r很小，则kr小,q表达式中的1+ 七值增大，使q值增（kr）大。它表示离传声器很近讲话时，灵敏度随频率 的降低而增加，出现低频提升现象。即压差式传 声器有近讲效应。常见的压差式传声器有带式传声器、电容传声器等。2.3复合式声波接收器当声波接收器的振动膜片受到的声波作用 力既与声压有关又与声压差有关时，称为复合式声波接收器，具有这种接收器的传声器称为 复合式传声器。其中有些是通过声学结构形成的复合接收 器,称为“声复合”，有些是用一个压力式接收器 和一个压差式接收器，或使用两个压差式接收 器,将它们通过力一

8、一电换能器所产生的电信 号进行电路合成（相加或相减）,这一类称为电 复合”。复合式接收器的声力变换因子与各种参量的关系更为复杂，在此不便详述。但有一点 是很明显的，因为它含有压差式接收器，所以也13有近讲效应。常见的复合式传声器有声复合式动圈传声 器、声复合式电容传声器、电复合式带式传声器 和电复合式电容传声器。3指向特性与近讲效应传声器的指向特性是由声波接收器的特性 决定的。指向特性又称方向特性。接收器的指向 特性是指接收器对不同方向声波的接收特性。 一般取某个指定方向为参考 0 ,以0时的q值作 参考量，其他方向上同样距离处的q值与参考量的比值就是接收器的指向性。即：D( )= q( )/

9、q(0)式中：q(0)声源的入射方向为0寸接 收器的声/力变换因子；q()声源的入射角为时接收器的声力变换因子；D ()角的指向性系数。下面讨论一下三类接收器的指向特性。对压力式传声器来说，当声波接收器的尺 寸与声波波长相比十分小时，其声 力变换 因子等于振膜的等效面积，也就是说传声器的 灵敏度与声波的入射角度无关。 即压力式传声 器没有指向性或称全指向性。对压差式传声器来说，图4a其指向性为：D( )= q( )/q( 0)= (1- sin )/(1- sin =1- sin这是一个与声音频率无关的双向特性，在线性极座标上它是一个瘦8字形”图案。图4b的指向性为：D( ) = q( )/

10、q( 0) = cos / cos0 cos这也是一个双向特性，但整个指向性图案 要宽一些，好象两个圆球，称为8字形”指向 性。图4c所示的接收器，其指向性系数为：D( )= q( )/q(0) = ( 1+ cos )/(1 + 丄cos0 = 2( 1+ cos )这是一个单指向性，在线性极座标上它是程差不同，所以指向性也不同。很显然，由于复合式传声器中包含有压差 式接收器，所以它也有指向性。由上面的分析可以看出：压力式传声器的 灵敏度与声波频率和入射方向均无关系，它无方向性也无近讲效应；而压差式和复合式传声 器的灵敏度是声波频率和入射角度的函数，这两类传声器都有方向性也有近讲效应。所以可

11、以得出一个结论：凡有方向性的传声器都有近 讲效应。4近讲效应的利用与抑制有些传声器其低音部分较弱，我们可以利 用近讲效应对低音进行补偿，使音质得到改善。 图5是一种单指向性动圈传声器利用近讲效应 补偿低音的实例。iGcm图5用近讲效应补偿低音歌唱演员经常将话筒靠近咀部来提高低频 声的比重，使歌声更加温暖、亲切、柔和。对于那些低音特性好的传声器来说，近距 离拾音时，近讲效应会使低音得到过分的加强 ， 使声音发厚，有迫力，音质变得不真实；如果 拾取的是语言，将使话语变得不清晰，这时需 要衰减信号的低频分量才能获得好的效果。 为 此,有些传声器专门设置了这种低频衰减装置 ，(收稿日期1996 12 20)电声技术3/1997图6低频衰减装置一个心(脏)形”图案。可见，压差式接收器都有指向性，由于路14 194-2012 China Academic Journal FJectronic PnhlMhiing Hbuc. All rights