1.5 电声器件

电声器件是将电信号转换为声音信号或将声音信号转换成电信号的换能元器件。常用的电声器件有扬声器、传声器、耳机和蜂鸣器等。

1.5.1 扬声器

1.扬声器的分类

扬声器是一种将电能转换成声能的器件。根据能量转换方式分类：电动式、电磁式、气动式和压电式。按磁场供给方式分类：永磁式、激磁式。按照工作频段分类：高频扬声器、低频扬声器、中频扬声器和全频扬声器。

扬声器的实物外形图如图1-39所示。扬声器的电路符号如图1-40所示。

2.几种常用的扬声器

（1）电动式扬声器

电动式扬声器由振动系统和磁路系统等组成。振动系统纸盆、音圈、音圈支架及纸盆铁架组成。纸盆是由特制的模压纸做成，模压纸通常含有羊毛等混合物。为改善音质，常在纸盆上压些凹槽来改善音质。纸盆中心厚，边缘薄，以适应高、低频信号，获得较宽的频率特性。磁路系统由永久磁铁、软铁圆板和软铁心柱等组成。

按磁路系统的结构，电动扬声器又分为内磁式和外磁式两种。外磁式扬声器使用铁氧体磁体，它的体积大，一般用于收音机、扩音机中。内磁式扬声器使用合金磁体，其体积小、重量轻，一般用于电视机中。电动式扬声器的频响特性好、音质柔和、低音丰富，是使用最广泛的一种扬声器。

（2）电磁式扬声器

电磁式扬声器又叫舌簧式扬声器，由舌簧片、线圈、磁铁、纸盒和传动杆等组成。舌簧上外套线圈，放在磁铁中，通电后在磁场上运动带动连杆，使纸盒振动发声。由于其频响较窄，现在使用率已经很低。

（3）压电陶瓷式扬声器

压电陶瓷式扬声器是利用某些晶体材料的压电效应而制成的。当在晶体配料表面加上音频电压时，晶体能产生相应的振动，利用它来推动纸盒振动发声。压电陶瓷式扬声器的结构简单，电声效率较高。广泛应用在门铃、报警器等电子产品中。

（4）耳机

耳机是一种将电信号转换为声音信号的器件。耳机最大限度地减小了左、右声道的相互干扰，因而耳机的电声性能指标明显优于扬声器。耳机输出的声音信号的失真很小。耳机的使用不受场所、环境的限制。但耳机长时间使用耳机，会造成耳鸣、耳痛的情况，并且只限于单个人使用。

3.扬声器的技术参数

（1）标称阻抗

扬声器的标称阻抗是在给定频率下的输入端的阻抗。其标称阻抗有4Ω、8Ω和16Ω等几种。

（2）额定功率

它是扬声器在最大允许失真的条件下，允许输入扬声器的最大电功率。选用时，一般使输入给扬声器的功率相当于额定功率的1/2～1/3较为合适。

（3）频率特性

扬声器对不同频率信号的稳定输出特性称为频率特性。低频扬声器的频率范围为30Hz～3kHz；中频扬声器的频率范围为500Hz～5kHz；高频扬声器的频率范围为2～15kHz。

4.扬声器的检测

用万用表对扬声器进行检测，判断其好坏，方法是用万用表R×1Ω档，将红（或黑）表笔与扬声器的一个引出端相接，另一表笔断续碰触扬声器另一端，应听到“喀、喀”声，指针也相应地摆动，说明扬声器是好的，若接触扬声器时不发声指针也不摆动，说明扬声器损坏。

用万用表判断扬声器引线的相位，方法是将万用表置于最低的直流电流档，例如50μA或100μA档，用一只手持红、黑表笔分别跨接在扬声器的两引出端，另一只手食指尖快速地弹一下纸盆，观察指针的摆动方向。若指针向右摆动，说明红表笔所接的一端为正端，黑表笔所接的一端则为负端；若指针向左摆，则红表笔所接的为负端，而黑表笔所接的为正端。在测试时注意，弹纸盆时不要用力过猛，而使纸盆破裂或变形将扬声器损坏；而且不能弹音圈上面的防尘保护罩，以防使之凹陷影响美观。

1.5.2 传声器

传声器是一种将声能转换成电能的器件。它的功能是将声音变成电信号。

1.传声器的分类

传声器按原理分为动圈式、铝带式、电容式和驻极体式等多种；按输出阻抗分为低阻抗型和高阻抗型。常见的传声器实物外形图如图1-41所示。

传声器的电路符号如图1-42所示。

2.传声器的主要技术参数

（1）灵敏度

传声器的灵敏度是指传声器在一定声压作用下的输出声压级（即输出信号电压的多少）。灵敏度的单位是mV/Pa（毫伏/帕）。

（2）输出阻抗

传声器的输出阻抗是指其输出端在1kHz频率下测量的交流阻抗。一般阻抗值为200～600Ω的称为低阻，10～20kΩ的称为高阻。

（3）指向性

传声器的指向性是指传声器的灵敏度随声波入射方向而变化的特性。如果传声器的灵敏度与声波的入射角无关，则称为全指向性。如正面的灵敏度比背面的灵敏度高，则称为单指向性；如前、后两面灵敏度一样，而左、右两侧的灵敏度偏低一些，则称为双向性。

3.几种常用传声器

（1）动圈式传声器

动圈式传声器由永久磁铁、音圈、音膜和输出变压器组成。其结构图如图1-43所示。音膜上粘有一个圆筒形的纸质音圈架，上面绕有线圈，即音圈。音圈位于强磁场的空气隙中，当入射声波使膜片振动时，音圈随膜片的振动而振动并切割磁力线产生感应电势。由于音圈的阻抗不同，有高有低，故输出电压和阻抗也不相同。为了使它与扩音机输入电路的阻抗相匹配，所以传声器中通常安装一台变压器，进行阻抗变换。动圈式传声器结构坚固、性能稳定，由于其频率响应特性好、噪声失真度小，在录音、演讲和娱乐活动中应用广泛。

（2）电容式传声器

电容式传声器是一种靠电容容量变化而起换能作用的传声器，其内部结构如图1-44所示，由金属振动膜片、固定电极等构成，两者之间的距离很近，为0.025～0.05mm，中间介质为空气，结构上类似电容器。其输出阻抗较高，具有较高的灵敏度和较平坦的频率特性，瞬时特性好，音质好。用驻极体材料做成的电容式传声器具有结构简单、体积小和输出阻抗高等特点。广泛应用于录音机、无线传声器及声控电路中。

（3）压电式传声器

压电式传声器又叫晶体式传声器，它是利用石英晶体的压电效应制作而成的，声波传到晶体的表面时，在两个受力面上产生电位差。电位差的大小随声波的强度而变化。此类传声器频率特性受到机械限制，但输出电平高，输出阻抗适中，价格低廉，使用方便。常用于电话、门铃和报警器等电路中。

4.传声器的使用

传声器在使用时，应注意以下几个问题。

（1）阻抗匹配

在使用传声器时，传声器的输出阻抗与放大器的输入阻抗两者相同是最佳的匹配，如果失配比在3∶1以上，则会影响传输效果。

（2）连接线

传声器的输出电压很低，为了免受损失和干扰，连接线必须尽量短，高质量的传声器应选择双芯绞合金属隔离线，一般传声器可采用单芯金属隔离线。

（3）工作距离

通常，传声器与声源之间的工作距离以30～40cm为宜，如果距离太远，则回响增加，噪声相对增长；工作距离过近，会因信号过强而失真，低频声过重而影响语言的清晰度。

（4）声源与传声器之间的角度

每个传声器都有它的有效角度，一般声源应对准传声器中心线，两者间偏角越大，高音损失越大。

（5）传声器位置和高度

在扩音时，传声器不要先靠近扬声器放置或对准扬声器，否则会引起啸叫。

5.传声器的检测

用万用表R×100Ω或R×1kΩ档，将两表笔分别接传声器的引线，然后对准传声器讲话，如果传声器的表针摆动，说明传声器是好的，摆动幅度大，说明灵敏度高。若无摆动，说明传声器失效。注意对动圈式传声器不要用R×1Ω档测量，因为R×1Ω档电流大，易烧坏传声器的线圈。