傳聲器選擇南華大學(xué)ppt課件

1、GF-B3720190001工程目錄一 傳聲器的分類二 動圈式傳聲器三 電容式傳聲器四 壓電式傳聲器五 碳粒傳聲器六 光纖傳聲器一 傳聲器的分類對各種類型的傳聲器進(jìn)展輻照實驗，然后將輻照前后傳聲器主要技術(shù)目的進(jìn)展比對，最終確定一類抗輻照性能最好的傳聲器。傳聲器的主要技術(shù)目的 ： 靈敏度； 頻率范圍(帶寬)； 信號噪聲比(S/N)； 源阻抗及引薦的負(fù)荷阻抗 ； 瞬態(tài)呼應(yīng)； 指向特性。二 動圈式傳聲器動圈式話筒是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，接受聲波的膜片發(fā)動圈式話筒是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，接受聲波的膜片發(fā)生受迫振動，帶動處于恒定磁場內(nèi)的線圈，從而產(chǎn)生交變的生受迫振動，帶動處于恒定磁場內(nèi)的線圈，從而產(chǎn)

2、生交變的感應(yīng)電動勢，構(gòu)成變化著的電信號。感應(yīng)電動勢，構(gòu)成變化著的電信號。動圈式傳聲器具有構(gòu)造結(jié)實可靠、性能穩(wěn)定、無需外加直流電壓、運用簡便等優(yōu)點。擬采用得勝KM-655。三 電容式傳聲器電容話筒是根據(jù)接納聲波的膜片構(gòu)成電容，受迫振動電容話筒是根據(jù)接納聲波的膜片構(gòu)成電容，受迫振動后，其電容量發(fā)生變化從而產(chǎn)生交變電壓，構(gòu)成變化后，其電容量發(fā)生變化從而產(chǎn)生交變電壓，構(gòu)成變化著的電信號。著的電信號。膜片與金屬極板之間的電容量比較小，普通為幾十pF。因此它的輸出阻抗值很高，約幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與放大器相匹配的。所以在話筒內(nèi)接入一只結(jié)型場效應(yīng)管來進(jìn)展阻抗變換和電壓放大。JFET的電參數(shù)主

3、要取決于溝道純摻雜質(zhì)濃度nc和遷移率。中子輻射引起的載流子去除效應(yīng)將降低純摻雜質(zhì)濃度nc。由于中子輻射在硅體內(nèi)構(gòu)成的缺陷對于自在載流子來說是個散射中心，這就降低了硅資料載流子的遷移率，普通來說，當(dāng)中子注量達(dá)1015/cm2以上時，遷移率降低才變得明顯。JEFT抗總劑量才干較雙極器件要強(qiáng)得多，它的柵源漏電流IGSS對總劑量輻射靈敏。P溝JFET較N溝要耐總劑量輻射。噪聲電壓普通要經(jīng)過103Gy以上的總劑量輻射后才有較明顯的添加。總劑量輻射在耗盡區(qū)內(nèi)引入缺陷和缺陷群，構(gòu)成大量的復(fù)合-產(chǎn)生中心，使得IGSS對總劑量較為靈敏。在電容式傳聲器中通常有兩種：一種是直流極化式；另一種是駐極體式。采用經(jīng)過事先

4、極化的駐極體替代上述極化電壓的電容傳聲器稱為駐極體電容傳聲器，簡稱駐極體傳聲器。駐極體傳聲器的優(yōu)點是省去了極化電壓的安裝，電路也簡化了，從而體積小巧，價錢相對低廉；缺陷是極化電壓堅持時間有一定限制。對于運用者來說，應(yīng)防止在高溫暖高濕環(huán)境下存儲和運用電容傳聲器，這對延伸其運用壽命是有利的。直流極化式電容傳聲器普通加48V幻象電源。本次實驗擬采用得勝SM-8B。四 壓電式傳聲器壓電式傳聲器包含一個因機(jī)械變形而產(chǎn)生電壓電荷的傳感器元件。在低于元件共振頻率的范圍內(nèi)，電壓電荷與位移成正比。聲發(fā)射傳感器的壓電資料用得最多的是鋯鈦酸鉛PZT壓電陶瓷，其原理圖如下：車床刀具磨損監(jiān)測系統(tǒng)在刀具磨損形狀識別中采用

5、聲發(fā)射法的優(yōu)越性在于：避開了切削過程中振動和音頻噪聲污染嚴(yán)重的低頻區(qū)，在所感興趣的頻率范圍內(nèi)靈敏度較高；由于監(jiān)測信號反映的是金屬資料內(nèi)部晶格變化情況，故有能夠較早地對刀具破損進(jìn)展預(yù)告。其不利之處在于：特征參數(shù)易受工件和刀具資料的影響；由于聲發(fā)射信號在接觸界面?zhèn)鞑r損耗很大，普通要求將傳感器安裝在刀具上，需求特制夾具，不利于屏蔽。磁性夾具本次實驗擬采用北京聲華興業(yè) 的SR800。硅微壓電薄膜傳聲器硅微壓電薄膜傳聲器是將壓電薄膜堆積在振膜上做振動而構(gòu)成的傳聲器。壓電薄膜有多種，主要包括極化的壓電陶瓷鎬鈦酸鉛PZT，鈦酸鋇等、擇優(yōu)取向的壓電晶體氧化鋅ZnO，氮化鋁AlN等和高分子聚合物聚偏氟乙烯PV

6、DF等。該硅微壓電薄膜傳聲器采用Si3N4作為振動膜，壓電薄膜采用ZnO，并分成四部分一次串聯(lián)起來。其整個工藝流程如以下圖：五 碳粒傳聲器碳粒傳聲器是依托碳粒間的接觸電阻的變化來任務(wù)的。這種傳聲器的高靈敏度取決于碳粒間的延續(xù)相互作用，由于這種高靈敏性使其不用再運用音頻放大器。碳粒傳聲器是由一個填充了碳粒的接觸盤構(gòu)成，通常這些碳粒是由無煙煤做成的。顆粒與電傳導(dǎo)膜經(jīng)過膜上的接觸點相接觸，振膜普通是用一片很薄的鋁合金制成。振膜的周期性位移對碳粒產(chǎn)生了機(jī)械壓力的變化，這就產(chǎn)生了振膜與接觸盤間周期性變化的阻值。對小的位移來說，電阻的變化與位移的大小成正比。輸出電壓為：碳粒傳聲器由于不需前置放大電路，估計

7、耐輻射性能會比電容式與動圈式傳聲器要好。但由于碳粒緊縮所產(chǎn)生的噪聲影響，這種傳聲器的信噪比或者動態(tài)范圍是可變的。碳粒傳聲器的頻率呼應(yīng)、靈敏度、噪聲丈量的可反復(fù)性很差。六 光纖傳聲器1 透射式強(qiáng)度型光纖傳聲器透射式強(qiáng)度型光纖麥克風(fēng)是將發(fā)射光纖和接納光纖直接對準(zhǔn)，經(jīng)過聲壓的振動來挪動遮光板或是直接挪動接納光纖，經(jīng)過接納光纖接納到發(fā)射光纖的部分光來實現(xiàn)光強(qiáng)調(diào)制。2 反射式強(qiáng)度型光纖傳聲器目前，光纖麥克風(fēng)中運用最廣泛，原理最簡單的當(dāng)推反射式強(qiáng)度型光纖傳聲器re-flective intensity modulated fiber optic sensor, RIM-FOS ，其中方式最簡單的便是一入一

8、出型的光纖對式傳感器。這種光纖聲傳感器的任務(wù)原理：光源發(fā)出的光經(jīng)過光纖傳輸經(jīng)透鏡聚焦后投射到反射膜上，反射膜把光反射回透鏡，再經(jīng)過透鏡耦合到接納光纖，由聲強(qiáng)的擾動引起反射膜的振動，從而影響耦合到接納光纖中的光強(qiáng)度，這個過程就是聲強(qiáng)對光載體進(jìn)展的強(qiáng)度調(diào)制，接納光纖接納到的經(jīng)過調(diào)制的光傳輸?shù)焦怆娞綔y器，由光電探測器轉(zhuǎn)換成包含了待測物理量信息的電信號，再經(jīng)過對電信號的處置就可分別出所要丈量聲強(qiáng)了。雖然光纖傳聲器任務(wù)原理很簡單，但涉及到的光強(qiáng)調(diào)制特性的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜。以RIM-FOS為例，其光強(qiáng)調(diào)制系數(shù)不但與光纖到反射面的間隔 有關(guān)，還和反射膜的選擇有親密的關(guān)系，比如反射膜的尺寸、厚度、資料以及涂層

9、資料。國內(nèi)做光纖傳聲器的寥寥無幾，其中桂林航天光比特科技股份公司 報價15000元，其產(chǎn)品如以下圖所示：當(dāng)輻射中子注量到達(dá)7X1015/cm2時，LED光輸出功率減少50%； LED總劑量電離輻射損傷類似于普通半導(dǎo)體二極管。中子輻射使得PIN二極管的體電阻減少，這與普通二極管受中子輻射后體電阻添加是不同的；對PIN光電二極管經(jīng)106Gy輻射，相對呼應(yīng)度降低70%，暗電流上升了3到4個量級。商用玻璃光纖K2/K對中子輻射非常靈敏，經(jīng)不到1012/cm2中子注量的輻射，光纖對光的吸收就超越10dB/m。擬采用產(chǎn)品擬采用產(chǎn)品產(chǎn)品價格產(chǎn)品價格優(yōu)勢優(yōu)勢備注備注動圈式動圈式得勝KM-65560成本低、音頻性能比較好電容式電容式得勝SM-8B180成本低