《電子基礎(chǔ)知識》

第一章廣播設(shè)備及分類

第一節(jié)廣播

一、廣播

利用無線電波或?qū)Ь€播送聲音、圖像節(jié)目的方式稱為廣播。按傳輸方式，廣播可分為“無線

廣播”和“有線廣播”兩類。只播送聲音的，稱為“聲音廣播”，簡稱“廣播”；同時播送圖像

和聲音的，稱為“電視廣播”。廣播電臺（或廣播站）和電視臺把節(jié)目轉(zhuǎn)換成電信號，利用無線

電波或通過導(dǎo)線播送出去，人們通過收音機(jī)、電視機(jī)等設(shè)備收聽和收看。

調(diào)幅廣播。調(diào)制方式為調(diào)幅的廣播。習(xí)慣上指長、中、短波的聲音廣播。

短波廣播主要利用天波電離層反射，傳播距離遠(yuǎn)，且因天波不受地形影響，可以越過高山等

隙礙，可以對邊遠(yuǎn)地區(qū)或山區(qū)廣播。其缺點(diǎn)是受電離層活動的影響較大，收聽穩(wěn)定性差。中波廣

播同時利用地波和天波傳送，在地面接收范圍內(nèi)收聽穩(wěn)定性能好。其缺點(diǎn)是發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線的

體積較大。

調(diào)頻廣播。調(diào)制方式為調(diào)頻的廣播。目前都使用超短波波段。調(diào)頻廣播的優(yōu)點(diǎn)是音質(zhì)好，抗

干擾能力強(qiáng)，因此立體聲廣播、電視伴音和節(jié)目傳送通常采用調(diào)頻制。

立體聲廣播。采用立體聲技術(shù)進(jìn)行的廣播。雙聲道立體聲廣播是通過一個或兩個不同頻率的

廣播頻道播送對應(yīng)于聽眾使用具有雙聲道重放系統(tǒng)的立體聲收音機(jī)接收，以辨別出聲源的相對位

置而產(chǎn)生立體聲感。用普通收音機(jī)也可以接收到同一節(jié)目的內(nèi)容，但沒有立體聲感。為了滿足與

單聲道兼容的需要，大多采用了導(dǎo)頻制的調(diào)頻立體聲廣播。它只使用一個調(diào)頻廣播頻道，用調(diào)制

的基本聲音頻帶送“左加右”信號，副載波調(diào)幅頻帶和導(dǎo)頻送“左減右”信號。目前已出現(xiàn)了四

聲道立體聲廣播。

二、廣播波段

為了避免各種業(yè)務(wù)電臺頻率之間的相互干擾，我國和世界各國都將無線電頻譜劃分為若干頻

段，其中可用于廣播業(yè)務(wù)的頻段統(tǒng)稱為廣播波段。在廣播波段中，有一部分供廣播業(yè)務(wù)專用，有

一部分則供廣播與其他業(yè)務(wù)共用。

按我國現(xiàn)行規(guī)定，廣播波段可分為長波（150?285千赫）、中波（525?1605千赫）、

短波（2.3?26.1兆赫）、米波（48.5?223兆赫）、分米波（470?796兆赫）等。

三、播音室、混響室

播音室。在聲學(xué)上經(jīng)過處理的、供播出和錄制廣播節(jié)目用的必用房間。播音室要求有較好的

隔音條件，要有必要的防振設(shè)施，以防止固體傳聲。室內(nèi)的天花板及墻壁應(yīng)按照要求的混響時間

及擴(kuò)散聲場的指標(biāo)設(shè)置多種不同的吸音材料和擴(kuò)散體。

根據(jù)不同的用途，播音室的面積可分為15?80平方米不等。語言播音室的面積一般在30

平方米以卜,，混響時間為0.4?0.5秒。文藝播音室面積較大，按演員的人數(shù)和節(jié)目的性質(zhì)設(shè)計(jì)

不同的面積和不同的混響時間。

在利用多聲道錄音后期加工工藝的演播室中，為了增加每個聲道間的分隔能力和保留后期加

工的余地，則要求設(shè)置強(qiáng)吸聲、強(qiáng)擴(kuò)散的設(shè)施。其混響時間均控制在0.5?1秒，與演員人數(shù)和

節(jié)目性質(zhì)等無關(guān)。

混響室。具有較長混響時間和擴(kuò)散聲場的錄音專用房間。在錄音或錄音復(fù)制過程中，為了改

善音響效果，需要利用混響室在聲音中人為地增加混響或制造回聲?；祉憰r間要求為3?5秒或

者更長?；祉懯衣晹U(kuò)散性要好，并做適當(dāng)隔聲、隔振處理。室內(nèi)可設(shè)活動吸聲結(jié)構(gòu)，以改變混響

時間。

四、噪聲

無規(guī)則噪聲。由『元器件中載流子騷動而產(chǎn)生的連續(xù)頻譜的波動噪聲。在播控系統(tǒng)中，無規(guī)

則噪聲基本取決于前置放大器中第一級半導(dǎo)體管或電子管及其線路。

微音噪聲。播控設(shè)備中電子管或其他元器件受到機(jī)械振動而引起的噪聲。亦稱顫動噪聲。半

導(dǎo)體管的播控設(shè)備出現(xiàn)微音噪音的可能性比電子管要小得多。

五、頻率響應(yīng)

亦稱頻率特性，是播控系統(tǒng)和播控設(shè)備的重要指標(biāo)。在上述系統(tǒng)和設(shè)備中，當(dāng)各頻率的輸入

電壓或聲壓保持不變時，其輸出端電壓或聲壓與頻率的關(guān)系稱為頻率響應(yīng)。

播控設(shè)備的頻率響應(yīng)以1千赫電平為參考點(diǎn)，在給定上、下限頻率范圍內(nèi)以電平正、負(fù)偏

離量來表示（單位分貝）。

六、交流哼聲

在電子設(shè)備的輸出中出現(xiàn)電源頻率（50赫）或其整數(shù)倍頻率的噪聲稱為交流哼聲。在電子

管的播控設(shè)備噪聲中，交流哼聲占相當(dāng)大的比例。而半導(dǎo)體管播控設(shè)備的交流哼聲則較小。

七、串音

由于電磁感應(yīng)、靜電耦合或漏電等原因，使?個音頻電路的信息串?dāng)_到另個音頻電路中去,

這種現(xiàn)象叫串音。串音也是音頻信號傳遞中較為嚴(yán)重的干擾，因此對多聲道錄音來說，應(yīng)規(guī)定各

聲道間的串音衰減指標(biāo)。

八、射頻干擾

如果播控中心與廣播發(fā)射臺或電視發(fā)射臺的距離較近，而播控系統(tǒng)的屏蔽性能又不太好，則

高頻與超高頻信號便可能串入音頻系統(tǒng)。串入后的射頻信號，在某個非線性環(huán)節(jié)得到解調(diào)，形成

各種不規(guī)則的噪聲干擾。

為了克服射頻干擾，應(yīng)在播控設(shè)備中的適當(dāng)部位安裝濾除射頻的裝置、加強(qiáng)弱電平環(huán)節(jié)的屏

蔽以及采用對比平衡電路等。

第二節(jié)傳聲器

一、傳聲器

?種將聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號的電聲換能器，俗稱話筒，乂稱微聲器、麥克風(fēng)。在語言

通信（如電話）中使用的傳聲器，?般叫做傳話器。

靜電傳聲器，以電場變化為原理的傳聲器。它包括電容傳聲器和電壓傳聲器。

電容傳聲器，?種靠電容量變化而起換能作用的傳聲器。接收信號的振膜（金屬膜或鍍金屬

塑料膜）和后極板組成個電容器（極頭），這個電容器乂串接到有直流極化電源和負(fù)載電阻的

電路中。振膜受聲波振動，引起電容容量變化，電路中的電流也相應(yīng)變化，負(fù)載電阻上也就有相

應(yīng)的電壓輸出。因?yàn)闃O頭的電容量非常小，阻抗很高，不能用電纜線直接引出，需要個前置放

大器緊接在極頭后面作阻抗變換。所以，電容傳聲器?般由極頭、前置放大器和極化電源三部分

組成。電容傳聲器靈敏度較高，頻率響應(yīng)平坦，瞬態(tài)特性好，音質(zhì)較好，般用于高質(zhì)量的廣播、

錄音中，也用于測試傳聲器。

駐極體傳聲器，一種利用駐極體材料做成的電容傳聲器。主要結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是用駐

極體高分子薄膜材料作振膜；另一種是用駐極體材料做后極板。因?yàn)轳v極體本身帶電，所以這種

傳聲器無須外部笨重的極化電源，簡化了電容傳聲器的結(jié)構(gòu)。駐極體傳聲器電聲性能較好，抗振

能力強(qiáng)，價(jià)格低，容易小型化，因此被廣泛用于一般錄音機(jī)，特別是盒式錄音機(jī)中。

壓電傳聲器，利用具有壓電效應(yīng)的材料做成的一類傳聲器。根據(jù)所用壓電材料的不同，壓電

傳聲器分為晶體傳聲器、陶瓷傳聲器和高聚物傳聲器三種。

炭精傳聲器，主要包含一個振動膜片和?個填滿炭精的小盒。它的頻率響應(yīng)特性很差，不能

用于高保真的錄音工作。這種傳聲器由于炭精之間的接觸電阻發(fā)生微小的變化，會產(chǎn)生連續(xù)的噬

噬聲。其平均輸出電平約為-30dB.它的堅(jiān)固耐用、低價(jià)格和高輸出等優(yōu)點(diǎn)是其他傳聲器所不能

比的。

陶瓷傳聲器，用鈦酸飲、錯鈦酸鉛、鋁鎂酸鉛等壓電陶瓷材料做成的壓電傳聲器，?般用在

通信中。

晶體傳聲器，一種利用酒石酸鉀鈉、磷酸二氫鉀等晶體做成的壓電傳聲器。由于這些晶體材

料的溫度、濕度穩(wěn)定性差，所以近年來很少使用。

高聚物傳聲器，，種用聚偏二氟乙烯等類壓電高分子聚合物薄膜做成的壓電傳聲器。某些高

分子聚合物（簡稱高聚物）薄膜具有較明顯的壓電效應(yīng)，用來做傳聲器?類電聲器件，可以克服

以往壓電傳聲器中的?些固有缺點(diǎn)，例如振動系統(tǒng)質(zhì)量大、勁度大、材料質(zhì)地脆等。高聚物傳聲

器的結(jié)構(gòu)簡單，頻響寬而平坦，是一種新型的傳聲器，但輸出阻抗太高。

電動傳聲器，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，從在磁場運(yùn)動的導(dǎo)體上取得電輸出的傳聲器。動圈傳聲器

和帶式傳聲器都屬電動傳聲器。

動圈傳聲器，一種運(yùn)動導(dǎo)體呈圓形線圈的電動傳聲器。動圈傳聲器結(jié)構(gòu)較簡單、穩(wěn)定可靠、

使用方便、輸出阻抗低、可接長電纜、固有噪聲小，廣泛用于語言廣播和擴(kuò)聲系統(tǒng)中。但靈敏度

較低，易產(chǎn)生磁感應(yīng)噪聲，頻響一般比電容傳聲器差。

雙路動圈傳聲器，-種單向性較好的動圈傳聲器，它由兩個聲學(xué)上互相獨(dú)立的高頻單元和低

頻單元組成。通過分頻網(wǎng)絡(luò)把兩個單元的輸出合在一起。這種傳聲器能在很寬的頻率范圍內(nèi)獲得

較好的單向性，音質(zhì)較好，但結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，目前只在高保真系統(tǒng)中使用。

帶式傳聲器，其振動系統(tǒng)是?種懸掛在磁場中的薄鋁帶或鍍金屬塑料帶，帶子受聲波作用而

振動，因而感生電動勢。用鋁帶做成的傳聲器乂稱鋁帶傳聲器。帶式傳聲器音質(zhì)較柔和，多用于

無線電廣播中，但容易損壞，不適于室外使用。

電磁傳聲器，靠磁路中磁阻變化而起換能作用的傳聲器。這種傳聲多用于語言通信系統(tǒng)，或

做成微小型，用于助聽器中。

壓強(qiáng)傳聲器，?種對聲壓產(chǎn)生響應(yīng)的傳聲器。和它相對的是壓差傳聲器。工作時聲波作用在

振膜的?面上，產(chǎn)生正比于聲壓的推動力，使振膜往復(fù)振動，通過電聲換能部分，產(chǎn)生正比于聲

壓的電輸出。各種類型的換能器都可以做成壓強(qiáng)傳聲器，這種傳聲器乂稱零價(jià)壓差傳聲器，它只

有個聲入口。若其尺寸比聲波波長小得多時，壓強(qiáng)傳聲器也就是全向傳聲器。

壓差傳聲器，一種對空間相鄰二點(diǎn)的壓差產(chǎn)生響應(yīng)的傳聲器。壓差傳聲器可分一階傳聲器,

二階傳聲器、三階傳聲器和高階傳聲器等。普通不加階次的壓差傳聲器，指的是一階壓差傳聲器。

壓差傳聲器的振膜兩面都受聲波作用，結(jié)果推動振膜的力就正比于兩面聲壓的差，因而換能器的

電輸出就正比于壓差。利用各種不同特點(diǎn)的壓差形式，可以做成指向性各不相同的傳聲器：零階

壓差傳聲器（壓強(qiáng)傳聲器）是全向的；一階壓差傳聲器是雙向的；附加相移壓差傳聲器可以是單

向的等等。壓差傳聲器的原理可用于制造抗噪聲傳聲器。

組合傳聲器，一種對聲信號的聲壓和壓差都發(fā)生響應(yīng)的傳聲器。系指壓強(qiáng)傳聲器和壓差傳聲

器組合式的傳聲器。

拋物面反射式傳聲器，由一個拋物反射鏡和放在拋物面焦點(diǎn)的傳聲器組成。它有很尖銳的指

向性，專門用來接收遠(yuǎn)方的聲波。由于體積較大，而且指向性與頻率密切相關(guān)，所以只用于一些

特殊場合。

線列傳聲器，一種超指向傳聲器。它有兩種基本形式，一種是陣列式，即把許多傳聲器單元

排在一條直線上，各單元的電輸出在電路中疊加；另一種形式中，只有一個換能器，但在換能器

前面（或后面）加了一根很長的進(jìn)聲管，管壁開了一系列進(jìn)聲孔，或一條進(jìn)聲槽。兩種形式都是

利用聲波的干涉原理，產(chǎn)生比較尖銳的單向性，可以接收遠(yuǎn)處的聲波。前者主要用于聲學(xué)測試，

后者主要用于電視廣播和電影錄音，以避免傳聲器對畫面的破壞。

全向傳聲器，又叫無向傳聲器。當(dāng)聲波波長大于傳聲器的尺寸時，其靈敏度基本上不隨聲波

的入射方向而變化。典型的指向性圖案為圓形。全向傳聲器主要用作測試傳聲器和簡音擴(kuò)聲系統(tǒng)

的中心傳聲器。

單向傳聲器，一種對正前方來的聲波特別靈敏的傳聲器。就單向性的程度而言，大體分為心

形傳聲器、超心形傳聲器和超指向傳聲器三種。心形傳聲器是目前使用較普遍的一種單向傳聲器，

它利用移相原理形成了“心臟形”的指向性；正前方靈敏度最大，兩側(cè)面稍小，背面影響比正面

小15?20分貝。超心形傳聲器利用移相原理，形成比“心形”更尖銳的單向性。以上兩種傳聲

器大多使用于電影錄音、舞臺和廳堂擴(kuò)聲中，它可以減少室內(nèi)反射聲和環(huán)境噪聲的影響，減小聲

反饋，從而提高清晰度和信噪比，也提高舞臺擴(kuò)聲系統(tǒng)傳聲增益。超指向傳聲器的尺寸較長（有

的長達(dá)1米），猶如長槍，俗稱槍式傳聲器。它利用干涉原理和壓差原理形成了比超心形傳聲器

更尖銳的指向性，只對傳聲器主軸方向上某一角度范圍內(nèi)的聲波有較高的靈敏度。這種傳聲器可

以在有環(huán)境噪聲干擾的情況卜,，離信號源較遠(yuǎn)處接收信號，適用于電視實(shí)況轉(zhuǎn)播和電影同期錄音。

無線傳聲器，由裝有微型傳聲器的小型發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分組成。傳聲器把聲音變成電信

號，通過發(fā)射機(jī)調(diào)制高頻信號，從天線輻射出去，由接收機(jī)接收并還原成音頻信號。無線傳聲器

省去了電纜，小型發(fā)射機(jī)佩戴在演員胸前，可以白由地表演，音量不會發(fā)生變化，擴(kuò)聲效果好，

故在舞臺和電視廣播中得到廣泛使用。它的主要性能特點(diǎn)是：尺寸小，重量輕、發(fā)射頻率穩(wěn)定、

抗振能力強(qiáng)、操作方便。

立體聲傳聲器，一種專為立體聲錄音而設(shè)計(jì)的傳聲器。根據(jù)不同的立體聲制式，一般是由兩

個以上的單元組成。簡單的立體聲傳聲器是把兩個單向傳聲器以適當(dāng)?shù)慕嵌冉M裝在一起，供?般

立體聲錄音使用。專業(yè)錄音有MS制式的傳聲器。它是由一只單向傳聲器和?只雙向傳聲器組合

而成的，單向傳聲器向著正面，雙向傳聲器向著側(cè)面，其輸出端裝有矩陣變換器，調(diào)節(jié)兩個單元

的增益，改變立體聲的包括角。

二、傳聲器靈敏度

表征傳聲器在一定聲壓下能產(chǎn)生多大電輸出的一個物理量。根據(jù)所選單位的不同，傳聲器靈

敏度有不同的表示方法：

靈敏度M,1帕（Pa）聲壓所產(chǎn)生的開路電壓的伏特（V）數(shù)，即伏/帕。

靈隆度級IM口20kg■圣，式中Ifr科考靈也度，

IMr=lI伏/帕。

靈敏度GM,比較不同傳聲器的靈敏度時，為了消除內(nèi)阻和額定負(fù)載不同的影響，采用了靈

敏度GM。

GM-Ct0logH-44分貝

式中，E是開路電壓（毫伏）；P是聲壓（帕）；R是根據(jù)內(nèi)阻大小所規(guī)定的額定負(fù)載（如

傳聲器內(nèi)阻是19?75歐姆時，R值為38歐姆，傳聲器內(nèi)阻為80X103歐姆或大于此值時，R

值規(guī)定為100X1CP歐姆等）。靈敏度GM就是傳聲器接在額定負(fù)載R時，在0分貝（聲壓=0.2

XI。,帕）的聲壓級作用卜-，每1歐姆額定負(fù)載的功率靈敏度。

三、傳聲器的頻率響應(yīng)

將傳聲器置于指定條件卜.（如擴(kuò)散場、自由場、聲壓場），在恒聲壓和指定入射角的聲波作

用下，傳聲器各頻率的正弦信號輸出電動勢和某一指定參考頻率的輸出電動勢之比的分貝數(shù)，稱

為頻率響應(yīng)。

為了得到良好的音質(zhì)，要求傳聲器頻響曲線在寬頻率范圍內(nèi)盡量平坦。但為了音質(zhì)上的某些

特殊需要，往往有意地抬高或壓低某個頻段的響應(yīng)。

四、傳聲器的選用

五、傳聲器容易接收到的噪聲及防止辦法

第三節(jié)揚(yáng)聲器

一、揚(yáng)聲器

將電能轉(zhuǎn)化為聲能，并將它輻射到空氣中的一種電聲換能器件。電影、電視、廣播以及各種

需要揚(yáng)聲的場合都需要使用揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器的主要性能指標(biāo)有：靈敏度、頻率響應(yīng)、額定功率、

額定阻抗、指向性以及失真等。

揚(yáng)聲器頻率響應(yīng)，在恒定電壓作用下.，在參考軸上距參考點(diǎn)一定距離處，揚(yáng)聲器所輻射的聲

壓級隨頻率變化的特性。頻率響應(yīng)一般是記錄在以對數(shù)頻率刻度為橫坐標(biāo)的圖上，即頻率響應(yīng)曲

線。

揚(yáng)聲器額定阻抗，在揚(yáng)聲器上標(biāo)稱的阻抗值。在這個阻抗上，揚(yáng)聲器可以獲得最大的功率。

電動紙盒揚(yáng)聲器的額定阻抗規(guī)定為在阻抗曲線上由低頻到高頻第一個共振峰后的最小值。此時的

阻抗接近一個純電阻。

揚(yáng)聲器瞬態(tài)失真，由于揚(yáng)聲器的瞬態(tài)特性不好引起的?種失真。揚(yáng)聲器在實(shí)際使用時，重放

的節(jié)目，如語言和音樂等都是瞬態(tài)聲，即信號的振幅隨時間而快速地變化著，而揚(yáng)聲器的振動系

統(tǒng)具有慣性，常使其振動跟不上快速變化著的電信號，這樣造成的失真現(xiàn)象就是種瞬態(tài)失真。

?般而言，所謂揚(yáng)聲器的瞬態(tài)失真小，也就是說瞬態(tài)特性好。

二、揚(yáng)聲器的種類

電動揚(yáng)聲器，乂稱動圈揚(yáng)聲器，是應(yīng)用電動原理的電聲器件。根據(jù)佛來明左手法則，在輸入

電流與磁場內(nèi)磁束相交平面的垂直方向產(chǎn)生交變運(yùn)動，帶動紙盆振動，把聲能輻射到空氣中去。

紙盆揚(yáng)聲器，電動揚(yáng)聲器的典型結(jié)構(gòu)之一。它是由振動系統(tǒng)、磁路系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)三部分組

成的。振動系統(tǒng)包括錐形紙盆、音圈和定心支片等；磁路系統(tǒng)包括永磁磁體、導(dǎo)磁板和場心柱等;

輔助系統(tǒng)包括盆架、接線板、壓邊和防塵蓋等。

橡皮折環(huán)揚(yáng)聲器，是在紙盆揚(yáng)聲器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的折環(huán)是用橡皮制成的，目前也

有用其他材料的。采用這種材料的折環(huán)，振動系統(tǒng)具有高順性的特點(diǎn)，故又稱為高順性揚(yáng)聲器。

它的共振頻率較一般揚(yáng)聲器要低得多。因此常用作組合揚(yáng)聲器的低音單元，尤其用在封閉箱中，

可以使體積較小的箱子重放較低的頻率。這種揚(yáng)聲器失真較小，瞬態(tài)特性亦較好，但效率較低。

號筒式揚(yáng)聲器，通常是應(yīng)用電動原理制成的，它由振動系統(tǒng)（高音頭）和號筒兩部分構(gòu)成。

振動系統(tǒng)與電動紙盆揚(yáng)聲器相似，不同的是它的振膜為一球頂形膜片，而非紙盆。振膜的振動通

過號筒與空氣耦合而輻射聲波。這類揚(yáng)聲器效率高、音量大，因而俗稱高音喇叭。它適合于室外

及廣場使用。但頻率范圍較窄，單個使用音質(zhì)較差。組合揚(yáng)聲器也廣泛地使用號筒式揚(yáng)聲器作為

中、高音單元。

舌簧揚(yáng)聲器，應(yīng)用電磁原理做成的揚(yáng)聲器，屬于電磁揚(yáng)聲器的一種。主:要由永久磁鐵、線圈、

銜鐵（舌簧）構(gòu)成。銜鐵位于線圈內(nèi)，并與紙盆相連接。利用紙盆的吸引力和排斥力，以銜鐵作

媒介，帶動紙盆，把聲波輻射到空間去。這種揚(yáng)聲器阻抗高，靈敏度高，工藝簡便，但頻率范圍

較窄，通常使用于有線廣播網(wǎng)中。

靜電揚(yáng)聲器，又名電容揚(yáng)聲器，是應(yīng)用靜電場產(chǎn)生機(jī)械力的原理做成的揚(yáng)聲器。它是由一個

固定電極和一個可動電極形成的電容器構(gòu)成的，在兩個電極間需要加一固定直流電壓（即極化電

壓），使之產(chǎn)生一個固定靜電場。當(dāng)聲頻電壓加到兩電極上時，由于其間所產(chǎn)生的交變電場與固

定靜電場發(fā)生相互作用，則電極間有一個與聲頻電壓相應(yīng)的交變力，使可動電極隨之振動，與空

氣耦合而輻射聲波?？蓜与姌O一般是在塑料膜上噴鍍一層導(dǎo)電金屬制成?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了省去極

化電源而用薄膜駐極體做成的靜電揚(yáng)聲器。

壓電揚(yáng)聲器，利用某些材料的壓電效應(yīng)制成的揚(yáng)聲器。當(dāng)把聲頻電壓加到壓電片上時，壓電

片即會產(chǎn)生形變，形變的規(guī)律與聲頻電壓相對應(yīng)，壓電片上連接有振膜，即能向空氣輻射聲音。

壓電揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，消耗功率小，重量較輕，受溫度和濕度的影響較小，成本低，

可以制成專供重放高音的單元，用于組合揚(yáng)聲器中。但由于它的阻抗較高，尤為適用于有線廣播

網(wǎng)中。

離子揚(yáng)聲器，用聲頻調(diào)制的高頻信號，在?個特殊的裝困里使空氣電離，電離的強(qiáng)度隨聲頻

的信號而改變，使空氣發(fā)生相應(yīng)的膨脹和壓縮，使設(shè)在裝置中的喇叭喉部產(chǎn)生聲波，由喇叭耦合

輻射到空氣中去。這類揚(yáng)聲器高頻性能優(yōu)良，失真小，但低頻性能差，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要使用

高壓高頻源、調(diào)制器和屏蔽等裝置，故應(yīng)用受到限制。

封閉式揚(yáng)聲器箱，是一個封閉的箱子，箱的內(nèi)壁裝有吸聲材料，以削弱聲反射，防止駐波的

發(fā)生。由于箱子是封閉的，從紙盆背面輻射出來的聲波不會傳到箱外與紙盆前面的聲波相干擾,

從而改善了低頻。但因箱內(nèi)空氣的彈性作用，使揚(yáng)聲器振動系統(tǒng)的順性降低，提高了揚(yáng)聲器的共

振頻率，結(jié)果往往使低頻響應(yīng)變差。由于出現(xiàn)了高順性的揚(yáng)聲器，彌補(bǔ)了封閉箱的上述缺點(diǎn)，所

以用較小的體積可以獲得低頻響應(yīng)良好的效果。

倒相式揚(yáng)聲器箱，又稱低頻反音箱。在安裝低頻揚(yáng)聲器的面板上，開出一個聲孔，稱倒相孔。

如果合理地設(shè)計(jì)箱體和倒相孔的尺寸，就能使揚(yáng)聲器紙盆背面所輻射的低頻聲波的相位，通過倒

相孔后，與揚(yáng)聲器正面所輻射的低頻波相位相同，增強(qiáng)低頻的輻射％這種音箱放音質(zhì)量好，使用

相當(dāng)廣泛。

曲徑式揚(yáng)聲器箱，在箱內(nèi)設(shè)有曲折的聲通道。這樣，使揚(yáng)聲器紙盆背面輻射的聲波，經(jīng)過一

曲折的路徑再傳播到空間。當(dāng)選擇通道長度為揚(yáng)聲器共振頻率波長的1/4時，則從通道口輻射

出來的聲波與揚(yáng)聲器正面輻射的聲波相位相同，使低頻范圍展寬。此外，在曲折的通道中設(shè)有吸

音材料?，對高頻波衰減很大，相對地增強(qiáng)了低頻的輻射。但這種揚(yáng)聲器箱的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故沒

有得到廣泛應(yīng)用。

號筒式揚(yáng)聲器箱：其特點(diǎn)是在安裝低頻揚(yáng)聲器的面板上，有個錐形號筒，此號筒能使揚(yáng)聲

器在低頻范圍內(nèi)提高輸出靈敏度，改善低頻特性。號筒的截面積是按?定規(guī)律變化的。號筒口的

大小取決于所要求輻射的截止頻率，要求的截止頻率愈低，則號筒的開口面積需要愈大，這樣揚(yáng)

聲器箱的體積也要相應(yīng)加大。

組合揚(yáng)聲器，在需要高保真系統(tǒng)揚(yáng)聲器的地方，一般要求具有能重放20?20,000赫的頻

率范圍。用個揚(yáng)聲器實(shí)際上達(dá)不到上述要求。因而需要用兩個或幾個不同頻率范圍的揚(yáng)聲器單

元，通過分頻的方法，組合安裝在一個助聲箱內(nèi)。這種在一個揚(yáng)聲器箱內(nèi)裝有幾個揚(yáng)聲器單元和

分頻器，甚至還有音量衰減器的放聲系統(tǒng)，稱為組合揚(yáng)聲器。

三、聲柱

由一定數(shù)量同相使用的揚(yáng)聲器，以直線排列安裝在柱狀的外殼中所構(gòu)成的系統(tǒng)。

揚(yáng)聲器?股為平面的，也有裝成曲面的。各揚(yáng)聲器的軸線在聲柱內(nèi)可以相互成一角度或位于

同一平面上，利用這種排列所存在的聲波干涉現(xiàn)象，使指向性在XY平面較尖銳，在XZ平面較寬，

以將聲音發(fā)送得更遠(yuǎn)，得到對遠(yuǎn)近跑離都較均勻的聲場。另外，廳堂擴(kuò)音也可利用這種指向性，

以防止嘯叫，有利于提高擴(kuò)聲系統(tǒng)的增益。所以聲柱適合大廳、廣場等場合的擴(kuò)聲。

四、音量衰減器

在組合揚(yáng)聲器中，一般高中頻部分靈敏度較高，在放聲時需把它適當(dāng)降低，這種用來降低高

中頻部分音量的裝置叫音量衰減器。通常是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，根據(jù)不同的要求選擇不同的衰減量。

但在變換衰減量的同時，一般要求衰減器輸入端的阻抗保持不變，因此需用網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。衰減量

以分貝(dB)來表示。

五、聲透鏡

裝在揚(yáng)聲器口上的一種裝置，用以展寬揚(yáng)聲器的高頻指向器。工作原理與光學(xué)中的四透鏡相

似，聲波從揚(yáng)聲器發(fā)出后，中間部分直接輻射，邊緣部分則需繞過聲透鏡的彎曲薄板，使聲傳播

路程比中間部分增長，即相當(dāng)于傳播速度變慢，從而把聲波由平面波變?yōu)榍蛎娌ǎ垢哳l的指向

性得以展寬。

六、耳機(jī)

耳機(jī)是一種把電能轉(zhuǎn)換為聲能的電聲換能器件。它和揚(yáng)聲器不同之處是，揚(yáng)聲器向自由空間

輻射聲能，而耳機(jī)的作用則是在一個小的空穴內(nèi)造成聲壓。一般俗稱的耳機(jī)，是指與人耳聲耦合

的電聲換能器、頭環(huán)、頭墊、耳罩等部件組成的整體器件，專業(yè)上稱頭戴耳機(jī)。而專業(yè)術(shù)語上的

耳機(jī)，只指上述整體器件中的電聲換能器。

耳機(jī)靈敏度，通常表示輸入1毫瓦電功率時，仿真耳中所產(chǎn)生的聲壓級，

以分貝表示（吩貝=2X1爐帕/布?）?耳機(jī)的更軟度與液率有關(guān),

通常以某一頻率的值（選在頻率響應(yīng)較為平坦處如400赫或1000赫），或某一頻帶的平

均值來表示。

電動耳機(jī)，亦稱動圈耳機(jī)。它是由磁路部分（磁體、極靴）、振動部分（振膜、音圈）和外

殼等主要部分組成。當(dāng)音圈通以音頻電流時，根據(jù)電磁學(xué)中佛來明左手法則，在輸入電流和空隙

內(nèi)磁通相交平面的垂直方向會產(chǎn)生策動振膜振動的策動力，因此振膜發(fā)生聲波。電動耳機(jī)頻率響

應(yīng)較寬，音質(zhì)較好。主要用于廣播、電影錄音擴(kuò)聲監(jiān)聽或作標(biāo)準(zhǔn)受話器等。

壓電高聚合物耳機(jī)，采用具有壓電性能的高分子聚合物薄膜（如聚偏：氟乙烯薄膜等）做成

的耳機(jī)。由于此材料可以做成僅8微米厚的薄膜，因而耳機(jī)的頻率響應(yīng)寬，瞬態(tài)響應(yīng)和音質(zhì)好，

屬于高質(zhì)量耳機(jī)。

駐極體耳機(jī)，一種用駐極體材料做成的靜電耳機(jī)。有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是用塊狀駐極體材

料做極體；另一種是用薄膜駐極體材料做振膜。由于駐極體材料本身已帶有半永久性電荷，所以

不用另加極化電壓，附加設(shè)備大為簡化，使用較方便。

二聲道立體聲耳機(jī)，左右兩只耳機(jī)通入不同的音頻信號，利用雙耳效應(yīng)產(chǎn)生“立體感”，能

分辨聲源的大概位置。可用單聲道的耳機(jī)改裝。

第四節(jié)擴(kuò)音機(jī)

—■、擴(kuò)音機(jī)

把話筒‘、唱機(jī)、收音機(jī)或其他聲源輸出的微弱信號放大后，輸送到揚(yáng)聲器中，使之發(fā)出更大

的聲音的裝置。

擴(kuò)音機(jī)有電子管和晶體管兩種，按用途又可分為單用機(jī)、二用機(jī)及三用機(jī)。電子管擴(kuò)音機(jī)輸

出功率大，抗過載能力強(qiáng)，在學(xué)校有線廣播網(wǎng)中被廣泛采用。晶體管擴(kuò)音機(jī)體積小，攜帶方便，

很適合課堂教學(xué)。

定阻式擴(kuò)音機(jī)，有一確定輸出阻抗的擴(kuò)音機(jī)。當(dāng)負(fù)載阻抗等于輸出阻抗時，擴(kuò)音機(jī)就“匹配”,

輸出功率就是擴(kuò)音機(jī)的額定輸出功率。當(dāng)負(fù)載阻抗小于輸出阻抗時，這是由于輸出電流增大，擴(kuò)

音機(jī)在過負(fù)荷情況F工作，易引起擴(kuò)音機(jī)嚴(yán)重非線性失真或損壞擴(kuò)音機(jī)的末極功放管。因此，定

阻式擴(kuò)音機(jī)是不允許過負(fù)荷工作的。當(dāng)負(fù)載阻抗大于輸出阻抗時，擴(kuò)音機(jī)輸出電流小，輸出功率

減小，擴(kuò)音機(jī)在輕負(fù)荷下工作，但此時輸出電壓會升高，太高會擊壞擴(kuò)音機(jī)的有關(guān)元件或揚(yáng)聲器,

般允許負(fù)載阻抗比輸出阻抗大10%左右。定阻式擴(kuò)音機(jī)輸出變壓器的次級線，有很多抽頭，不

同抽頭的輸出接線柱上，標(biāo)出了這些阻抗的數(shù)值，?般有4歐、8歐、16歐、32歐、100歐、

125歐、150歐、200歐、25歐、500歐等。其中32歐以下通稱為低阻輸出，100歐以上通

稱高阻輸出。由于電動式揚(yáng)聲器的阻抗很低，在近距離配接時，用低阻輸出容易配接。但如果距

離較遠(yuǎn)，則由于導(dǎo)線阻抗隨距離的增大而增大，線路損耗也增大。為了減小線路損失，常采用高

阻輸出，這時輸出電壓隨著升高，在輸出功率一定時，輸出電流減小，因而減小了線路損耗。

定壓式擴(kuò)音機(jī)，輸出端以電壓為標(biāo)志的大功率擴(kuò)音機(jī)。定壓輸出和定阻輸出相比較，主要優(yōu)

點(diǎn)是：由于電路中加了較深的負(fù)反饋，它的輸出電壓很穩(wěn)定，在額定功率范圍內(nèi)，負(fù)載接得多一

點(diǎn)或少一點(diǎn)，對機(jī)器的輸出電壓影響很小。機(jī)器的電性也較穩(wěn)定。當(dāng)負(fù)載很輕的時候，不會有振

蕩之類的毛病。定壓輸出的擴(kuò)音機(jī)一般要求揚(yáng)聲器的額定電壓應(yīng)和擴(kuò)音機(jī)標(biāo)稱輸出電壓相符，揚(yáng)

聲器需要的功率不應(yīng)大于擴(kuò)音機(jī)的額定輸出功率。揚(yáng)聲器的額定電壓就是揚(yáng)聲器在得到它所標(biāo)稱

的功率時所需的電壓。即

u-辰在考虎“畫a〃時苜先蹣求出這個電壓，如果與擴(kuò)音機(jī)的城

出電壓相符，就可以直接接上去，如果相差很大，就要用輸送變壓器進(jìn)行匹配。

二、線間變壓器

有線廣播傳輸線路上起匹配作用的變壓器。常見的線間變壓器有如下幾項(xiàng)參數(shù)：

1.阻抗。線間變壓器的阻抗是指線圈的交流阻抗。它與線圈圈數(shù)有關(guān)，圈數(shù)越多，阻抗越

高。定阻式線間變壓器的初級圈圈數(shù)比次級圈圈數(shù)多，所以初級阻抗比次級阻抗要高：

2.額定功率。是線間變壓器工作時允許輸入的最大功率。如果超過允許的額定功率使用，

就會使鐵芯發(fā)熱，線包也因電流過大而發(fā)熱，以致引起短路等故障直至燒壞。

3.變壓比。常用“n”表示。它代表變壓器初、次級的圈數(shù)比或電壓

心師“普或申,分別代招麗器㈱如圖數(shù)，

Up3分別代表初級和次較電函用粗抗標(biāo)志的線間變壓器可以通過u,

鬲解成電壓值標(biāo)卷

三、揚(yáng)聲器的常用參數(shù)

1.阻抗。喇叭阻抗是指喇叭線圈在一定頻率時的交流阻抗值。由于阻抗和頻率有關(guān)，對不

同頻率的信號，喇叭的阻抗值不同。所以一般產(chǎn)品上標(biāo)明的阻抗值是在某一特定頻率時的數(shù)值。

?般舌簧喇叭在頻率為1000赫時，交流阻抗值為9000歐左右。配接時這個數(shù)值可以當(dāng)作不變

的參量。

2.標(biāo)稱功率。是指喇叭在承受這?功率值下連續(xù)工作而不致?lián)p壞的功率。如舌簧喇叭的標(biāo)

稱功率是0.1瓦，常用高音喇叭的標(biāo)稱功率有5瓦、10瓦、15瓦、25瓦等。應(yīng)注意的是，標(biāo)

稱功率是喇叭在正常工作時必須獲得的功率。

3.額定工作電壓。喇叭的額定工作電壓可根據(jù)其額定功率P和交流抗

限碎求出，upcr-Vre.

四、擴(kuò)音機(jī)與負(fù)載匹配條件

功率匹配，指全部負(fù)載吸收的總功率，應(yīng)等于擴(kuò)音機(jī)輸出總功率，或比總功率略小些，但不

應(yīng)小于擴(kuò)音機(jī)額定輸出功率的7%：也可稍大些，但最大不應(yīng)超過擴(kuò)音機(jī)額定輸出功率的11%；

阻抗匹配，指全部負(fù)載的總阻抗應(yīng)等于或稍大于擴(kuò)音機(jī)的輸出阻抗；

電壓匹配，指每個喇叭上分配到的功率應(yīng)等于或小于其額定電壓。

五、使用擴(kuò)音機(jī)的注意事項(xiàng)

電壓不穩(wěn)時打開擴(kuò)音機(jī)，有時因電壓突然升高而損壞機(jī)器，有時又因電壓突然降低而使聲音

效果很差，因此，在使用擴(kuò)音機(jī)時要特別留意。發(fā)現(xiàn)電壓過高或過低時就需調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器。

使用話筒時，避免靠近和用過大的聲音說話，因?yàn)樵捦材て浅１。駝犹笕菀讚p壞，且

聲音也不甚好聽。尤其是太接近話筒時.，哈出的水蒸氣直接噴入筒內(nèi)，易使薄片氧化損壞。保護(hù)

的方法是在話筒面上加包紗布，以防水蒸氣的侵入，不用時放置在固定的匣子里。

使用電唱機(jī)播送唱片節(jié)目時，宜保持唱片表面的平整清潔，持放要小心，以免摔破唱片。對

于電唱機(jī)的保護(hù)工作，要注意不用時蓋好匣蓋，防止灰塵落到機(jī)器上去，并要定期清洗和加油。

唱片不用時應(yīng)套在紙袋里平放，禁放在高溫高熱處。

使用話筒或拾音器時，不論插入或拉出插頭，應(yīng)當(dāng)用手指握住插頭的膠木殼，不可直接拉扯

導(dǎo)線，以免拉斷接頭，發(fā)生故障。不用時，最好把導(dǎo)線卷起來，以免因過分曲折，而使絕緣層破

裂發(fā)生漏電現(xiàn)象。

使用喇叭務(wù)必注意其是否掛牢、導(dǎo)線是否固定，可否避免聽眾踩線等等。

積分電路

這里介紹積分電路的一些常識。下面給出了積分電路的基本形式和波形圖。

OR

VCR=1OK

輸入oo輸出

TIT

C=O22uF

F=5OHz

oo

當(dāng)輸入信號電壓加在輸入端時，電容（C）上的電壓逐漸?二升。而其充電電流則隨著電

壓的上升而減小。電流通過電阻（R）、電容（C）的特性可有下面的公式表達(dá)：

i=（V/R）e'（t/CR）

?i-充電電流（A）：

?V--輸入信號電壓（V）；

?C--電阻值（歐姆）；

?e--自然對數(shù)常數(shù)（2.71828）：

t--信號電壓作用時間（秒）；

CR--R、C常數(shù)(R*C)

由此我們可以找輸出部分即電容上的電壓為V-i*R,結(jié)合上面的計(jì)算，我們可以得出輸

出電壓曲線計(jì)算公式為（其曲線見下圖）：

Vc=V[l-e'(t/CR)]

T

—>

微分電路

微分電路是電子線路中最常見的電路之一，弄清它的原理對我們看懂電路圖、理解

微分電路的作用很有幫助，這里我們將對微分電路做一個簡單介紹。圖1給出了一個標(biāo)

準(zhǔn)的微分電路形式。為表達(dá)方便，這里我們便輸入為頻率為50Hz的方波，經(jīng)過微分電

路后，輸出為變化很陡峭的曲線。圖2是用示波器顯示的輸入和輸出的波形。

C=0.22uF

輸入輸出

當(dāng)?shù)?個方波電壓加在微分電路的兩端（輸入端）時，電容C上的電壓開始因充電

而增加。而流過電容C的電流則隨著充電電壓的上升而下降。電流經(jīng)過微分也路（R、

C）的規(guī)律可用下面的公式來表達(dá)（可參考右圖）：

i=(V/R)e-(t/CR)

i-充電電流（A）:

V-輸入信號電壓（V）；

R-電路電阻值（歐姆）；

C-電路電容值（F）；

?e-自然對數(shù)常數(shù)(2.71828)；

?t-信號電壓作用時間(秒)；

?CR-R、C常數(shù)(R*C)

由此我們可以看出輸出部分即電阻上的電壓為i*R，結(jié)合上面的計(jì)算，我們可以得出

輸出電壓曲線計(jì)算公式為(其曲線見下圖)：

iR=V[e-(t/CR)]

T

t-

MOS場效應(yīng)管

MOS場效應(yīng)管即金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，英文縮寫為MOSFET

(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect-Transistor),屬于絕緣柵型。其主要

特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻（最高

可達(dá)IO*。）。它也分N溝道管和P溝道管，符號如圖1所示。通常是將襯底（基板）

與源極S接在一起。根據(jù)導(dǎo)電方式的不同，MOSFET又分增強(qiáng)型、耗盡型。所謂增強(qiáng)

型是指：當(dāng)VGS=0時管子是呈截止?fàn)顟B(tài)，加上正確的VGS后，多數(shù)載流子被吸引到柵

極，從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子，形成導(dǎo)電溝道。耗盡型則是指，當(dāng)VGS=0時即

形成溝道，加上正確的VGS時，能使多數(shù)載流子流出溝道，因而“耗盡”了載流子，使

管子轉(zhuǎn)向截止。

以N溝道為例，它是在P型硅襯底上制成兩個高摻雜濃度的源擴(kuò)散區(qū)N+和漏擴(kuò)散

區(qū)N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通，二者總保持等電位。圖1

（a）符號中的前頭方向是從外向電，表示從P型材料（襯底）指身N型溝道。當(dāng)漏接

電源正極，源極接電源負(fù)極并使VGS=0時，溝道電流（即漏極電流）ID=0,隨著VGS

逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在兩個擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子，形

成從漏極到源極的N型溝道，當(dāng)VGS大于管子的開啟電壓VTN（一般約為+2V）時，N

溝道管開始導(dǎo)通，形成漏極電流ID。

國產(chǎn)N溝道MOSFET的典型產(chǎn)品有3D01、3DO2、3DO4（以上均為單柵管），

4D01（雙柵管）。它們的管腳排列（底視圖）見圖2。

MOS場效應(yīng)管比較“嬌氣”。這是由于它的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非

常小，極易受外界電磁場或靜電的感應(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)

高的電壓（U=Q/C）,將管子損壞。因此了廠時各管腳都絞合在一起，或裝在金屬箔

內(nèi)，使G極與S極呈等電位，防止積累靜電荷。管子不用時，全部引線也應(yīng)短接。在測

量時應(yīng)格外小心，并采取相應(yīng)的防靜電感措施。下面介紹檢測方法。

1.準(zhǔn)備工作

測量之前，先把人體對地短路后，才能摸觸MOSFET的管腳。最好在手腕上接」

條導(dǎo)線與大地連通，使人體與大地保持等電位。再把管腳分開，然后拆掉導(dǎo)線。

2.判定電極

將萬用表撥于RxlOO檔，首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無窮大，ill；

明此腳就是柵極G。交換表筆重測量，S-D之間的電阻值應(yīng)為幾百歐至幾千歐，其中阻

值較小的那一次，黑表筆接的為D極，紅表筆接的是S極。日本生產(chǎn)的3SK系列產(chǎn)品，

S極與管殼接通，據(jù)此很容易確定S極。

3.檢查放大能力（跨導(dǎo)）

將G極懸空，黑表筆接D極，紅表筆接S極，然后用手指觸摸G極，表針應(yīng)有較

大的偏轉(zhuǎn)。雙柵MOS場效應(yīng)管有兩個柵極Gi、G2?為區(qū)分之，可用手分別觸摸Gi、

G2極，其中表針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)幅度較大的為G2極。

目前有的MOSFET管在G-S極間增加了保護(hù)二極管，平時就不需要把各管腳短

路了。

電荷與電場

構(gòu)成世間萬物的原子中都有電量相等的正電荷和負(fù)電荷，這是物體能夠成為導(dǎo)電體

的根本原因。

電荷一物體的帶電質(zhì)點(diǎn)稱為電荷。

由于某種原因，使物體失去電子的微粒被稱為負(fù)電荷；得到電子的微粒被稱為負(fù)電

荷。在電荷的周圍存在著電場，電荷的能量即存儲在電場中。

當(dāng)電荷相對觀察者處于靜止?fàn)顟B(tài)時，稱為靜電。

電荷之間存在著相互的作用力，由庫侖實(shí)驗(yàn)得出：空間兩個點(diǎn)電荷之間的作用力為

f=qiq2/4ner,

其中：f一空間兩電荷之間的作用力（N）；

q「-第一個點(diǎn)電荷的電量（C）；

q2--第二個點(diǎn)電荷的電量（C）；

￡一空間電介質(zhì)的介電常數(shù)（F/m）；

r--兩個點(diǎn)電荷之間的距離（m）。

這就是著名的庫侖定律。她是靜電計(jì)算的基本定律。庫侖力的大小以牛頓（N）為單

位衡量。

作用力的方向取決于兩個點(diǎn)電荷的電荷性質(zhì)，同性電荷為相互排斥力，異性電荷相互為

吸引力。

電場強(qiáng)度和電位

電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度即正電荷在該點(diǎn)所受到的作用力；電場中某點(diǎn)的電位是指在電

場中將單位正電荷從該點(diǎn)移至電位參考點(diǎn)時電場力所做的功。根據(jù)庫侖定律可得到點(diǎn)電

2

荷周圍電場強(qiáng)度和電位的表達(dá)式為：E=q2/4ner,<t>=q/4iter

其中：E--電場強(qiáng)度（V/m）；

年一點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)的電位（V）；

q--點(diǎn)電荷的電量（C）；

e一空間電介質(zhì)的介電常數(shù)（F/m）；

r--點(diǎn)電荷至周圍某點(diǎn)的距離（m）。

以上通過計(jì)算可以得到靜電場電場強(qiáng)度和電位的分布，找出場域內(nèi)最危險(xiǎn)的部分，以

便采取相應(yīng)的防靜電的措施，防患于未然。

電荷的能量存儲在其周圍的電場中。能量密度可按照以下公式計(jì)算：o=l/2eE2,

式中：3—電場能量密度（j/m3）；

e—空間電介質(zhì)介電常數(shù)（F/m）；

E--電場強(qiáng)度（V/m）。

在一般情況卜，能量的分布是不均勻的。

靜電能量：兩導(dǎo)體間發(fā)生放電時，儲存在靜電場中的能量全部釋放出來。全部靜電能

量為：W=1/2CU2,

其中：靜電能量（J）;

兩導(dǎo)體間的電容（F）；

兩導(dǎo)體間的電壓（U）。

電路的一些基本概念

?電流

電荷的定向移動叫做電流。電路中電流常用I表示。電流分直流和交流兩種。電流

的大小和方向不隨時間變化的叫做直流。電流的大小和方向隨時間變化的叫做交流。電

流的單位是安（A）,也常用毫安（mA）或者微安（uA）做單位。lA=1000mA,lmA=1000uAo

電流可以用電流表測量。測量的時候，把電流表串聯(lián)在電路中，要選擇電流表指針接

近滿偏轉(zhuǎn)的量程。這樣可以防止電流過大而損壞電流表。

?電壓

河水之所以能夠流動，是因?yàn)橛兴徊?；電荷之所以能夠流動，是因?yàn)橛须娢徊睢?/p>

電位差也就是電壓。電壓是形成電流的原因。在也路中，甩壓常用U表示。電壓的單位

是伏（V）,也常用毫伏（mV）或者微伏（uV）做單位。lV=1000mV,lmV=1000uV。

電壓可以用電壓表測量。測量的時候，把電壓表并聯(lián)在電路上，要選擇電壓表指針

接近滿偏轉(zhuǎn)的量程。如果電路上的電壓大小估計(jì)不出來，要先用大的量程，粗略測量后

再用合適的量程。這樣可以防止由于電壓過大而損壞電壓表。

電阻

電路中對電流通過有阻礙作用并且造成能量消耗的部分叫做電阻。電阻常用R表示。

電阻的單位是歐（C）,也常用千歐（kQ）或者兆歐（MC）做單位。

1kQ=1000Q,1MQ=1OOOOOOQ?導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的材料、橫截面積和長度決定。

電阻可以用萬用表歐姆擋測量。測量的時候，要選擇電表指針接近偏轉(zhuǎn)一半的歐姆檔。

如果電阻在電路中，要把電阻的一頭引腳斷開后再測量。

?歐姆定律

導(dǎo)體中的電流I和導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，和導(dǎo)體的電阻R成反比，即I=U/R。

這個規(guī)律叫做歐姆定律。如果知道電壓、也流、電阻三個量中的兩個，就可以根據(jù)歐姆

定律求出第三個量，即

I=U/R,R=U/LU=IxR

在交流電路中，歐姆定律同樣成立，但電阻R應(yīng)該改成阻抗Z,即I=U/Z

?電源

把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源。發(fā)電機(jī)能把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，干電池

能把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成「乜能。發(fā)電機(jī)、干電池等叫做電源。通過變壓器和整流器，把交流電

變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電廣設(shè)備叫做信號源。晶體三極管能把

前面送來的信號加以放大，又把放大了的信號傳送到后面的電路中去。晶體三極管對后

面的電路來說，也可以看做是信號源。整流電源、信號源有時也叫做電源。

?負(fù)載

把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能的裝置叫做負(fù)載。電動機(jī)能把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，電阻

能把電能轉(zhuǎn)換成熱能，電燈泡能把電能轉(zhuǎn)換成熱能和光能，揚(yáng)聲器能把電能轉(zhuǎn)換成聲能。

電動機(jī)、電阻、電燈泡、揚(yáng)聲器等都叫做負(fù)載。晶體三極管對于前面的信號源來說，也

可以看作是負(fù)載。

?電路

電流流過的路叫做電路。最簡單的電路由電源、負(fù)載和導(dǎo)線、開關(guān)等元件組成。電路

處處連通叫做通路。只有通路，電路中才有電流通過。電路某一處斷開叫做斷路或者開

路。電路某一部分的兩端直接接通，使這部分的電壓變成零，叫做短路。

?電動勢

電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)的物理量。電動勢使電源兩端

產(chǎn)生電壓。在電路中，電動勢常用3表示。電動勢的單位和電壓的單位相同，也是伏。

電源的電動勢可以用電壓表測量。測量的時候，電源不要接到電路中去，用電壓表

測量電源兩端的電壓，所得的電壓值就可以看作等于電源的電動勢。如果電源接在電路

中，用電壓表測得的電源兩端的電壓就會小于電源的電動勢。這是因?yàn)殡娫从袃?nèi)電阻。

在閉合的電路中，電流通過內(nèi)電阻r有內(nèi)電壓降，通過外電阻R有外電壓降。電源的電

動勢3等于內(nèi)電壓Ur和外電壓UR之和，H[J8=Ur+UR.嚴(yán)格來說，即使電源不接入電路,

用電壓表測量電源兩端電壓，電壓表成了外電路，測得的電壓也小于電動勢。但是，由

于電壓表的內(nèi)電阻很大，電源的內(nèi)電阻很小，內(nèi)電壓可以忽略。因此，電壓表測得的電

源兩端的電壓是可以看作等于電源電動勢的。

干電池用舊了，用電壓用測量電池兩端的電壓，有時候依然比較高，但是接入電路后

卻不能使負(fù)載（收音機(jī)、錄音機(jī)等）正常工作。這種情況是因?yàn)殡姵氐膬?nèi)電阻變大了，

甚至比負(fù)載的電阻還大，但是依然比電壓表的內(nèi)電阻小。用電壓表測量電池兩端電壓的

時候，電池內(nèi)電阻分得的內(nèi)電壓還不大，所以電壓表測得的電壓依然比較高。但是電池

接入電路后，電池內(nèi)電阻分得的內(nèi)電壓增大，負(fù)載電阻分得的電壓就減小，因此不能使

負(fù)載正常工作。為了判斷舊電池能不能用，應(yīng)該在有負(fù)載的時候測量電池兩端的電壓。

有些性能較差的穩(wěn)壓電源，有負(fù)載和沒有負(fù)載兩種情況下測得的電源兩端的電壓相差較

大，也是因?yàn)殡娫吹膬?nèi)電阻較大造成的。

?周期

交流電完成一次完整的變化所需要的時間叫做周期，常用T表示。周期的單位是秒

（s）,也常用毫秒（ms）或微秒（us）做單位。1s=l000ms,ls=1000000us。

頻率

交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫做頻率，常用f表示。頻率的單位是赫(Hz),

也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)做單位。lkHz=1000Hz,lMHz=1000000Hz.交流電

頻率f是周期T的倒數(shù)，即

f=1/T

?電容

電容是衡量導(dǎo)體儲存電荷能力的物理量。在兩個相互絕緣的導(dǎo)體上，加上一定的電

壓，它們就會儲存一定的電量。其中一個導(dǎo)體儲存著正電荷，另一個導(dǎo)體儲存著大小相

等的負(fù)電荷。加上的電壓越大，儲存的電量就越多。儲存的電量和加上的電壓是成正比

的，它們的比值叫做電容。如果電壓用U表示，電量用Q表示，電容用C表示，那么

C=Q/U

電容的單位是法(F),也常用微法(uF)或者微微法(pF)做單位。1F=10%F,lF=10l2pF?

電容可以用電容測試儀測量，也可以用萬用電表歐姆擋粗略估測。歐姆表紅、黑兩

表筆分別碰接電容的兩腳，歐姆表內(nèi)的電池就會給電容充電，指針偏轉(zhuǎn)，充電完了，指

針回零。調(diào)換紅、黑兩表筆，電容放電后又會反向充電。電容越大，指針偏轉(zhuǎn)也越大。

對比被測電容和已知電容的偏轉(zhuǎn)情況，就可以粗略估計(jì)被測電容的量值。在一般的電子

電路中，除了調(diào)諧回路等需要容量較準(zhǔn)確的電容以外，用得最多的隔直、旁路電容、濾

波電容等，都不需要容量準(zhǔn)確的電容。因此，用歐姆擋粗略估測電容量值是有實(shí)際意義

的。但是，普通萬用電表歐姆擋只能估測量值較大的電容，量值較小的電容就要用中值

電阻很大的晶體管萬用電表歐姆擋來估測，小于幾十個微微法的電容就只好用電容測試

儀測量了。

?容抗

交流電是能夠通過電容的，但是電容對交流電仍然有阻礙作用。電容對交流電的阻

礙作用叫做容抗。電容量大，交流電容易通過電容，說明電容量大，電容的阻礙作用小;

交流電的頻率高，交流電也容易通過電容，說明頻率高，電容的阻礙作用也小。實(shí)驗(yàn)證

明，容抗和電容成反比，和頻率也成反比。如果容抗用Xc表示，電容用C表示，頻率

用f表示，那么

Xc=l/(27tfC)

容抗的單位是歐姆。知道了交流電的頻率f和電容C,就可以用上式把容抗計(jì)算出

來。

?電感

電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。給一個線圈通入電流，線圈周圍就會

產(chǎn)生磁場，線圈就有磁通量通過。通入線圈的電源越大，磁場就越強(qiáng)，通過線圈的磁通

量就越大。實(shí)驗(yàn)證明，通過線圈的磁通量和通入的電流是成正比的，它們的比值叫做自

感系數(shù)，也叫做電感。如果通過線圈的磁通量用Q表示，電流用I表示，電感用L表示,

那么

L=<p/1

電感的單位是亨(H),也常用毫亨(mH)或微亨(uH)做單位。lH=1000mH.

!H=1000000uH?

?感抗

交流電也可以通過線圈，但是線圈的電感對交流電有阻礙作用，這個阻礙叫做感抗。

電感量大，交流電難以通過線圈，說明電感量大，電感的阻礙作用大；交流電的頻率高,

交流電也難以通過線圈，說明頻率高，電感的阻礙作用也大。實(shí)驗(yàn)證明，感抗和電感成

正比，和頻率也成正比。如果感抗用XL表示，電感用L表示，頻率用f表示，那么

XL=271fL

感抗的單位是歐。知道了交流電的頻率f和線圈的電感L,就可以用上式把感抗計(jì)算出

來。

?阻抗

具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z

表示。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成，但不是三者簡單相加。如果三者是串聯(lián)的，

又知道交流電的頻率f、電阻R、電感L和電容C,那么串聯(lián)電路的阻抗

N=------------m

4儂*1C)Y

阻抗的單位是歐姆。

對于個具體電路，阻抗不是不變的，而是隨著頻率變化而變化。在電阻、電感和電

容串聯(lián)電路中，電路的阻抗?般來說比電阻大。也就是阻抗減小到最小值。在電感和電

容并聯(lián)電路中，諧振的時候阻抗增加到最大值，這和串聯(lián)電路相反。

相位

相位是反映交流電任何時刻的狀態(tài)的物理量。交流電的大小和方向是隨時間變化

的。比如正弦交流也流，它的公式是i=Isin27t比i是交流電流的瞬時值，I是交流電流的

最大值，f是交流史的頻率，t是時間。隨著時間的推移，交流電流可以從零變到最大值,

從最大值變到零，又從零變到負(fù)的最大值，從負(fù)的最大值變到零，如附圖甲所示。在三

角函數(shù)中2兀在相當(dāng)于角度，它反映了交流電任何時刻所處的狀態(tài)，是在增大還是在減小,

是正的還是負(fù)的等等。因此把2兀色叫做相位，或者叫做相。

曾=生您

B*&

如果t等于零的時候，i并不等于零，公式應(yīng)該改成i=Isin(27ift+w),如圖3乙所示。那

么27tft+w叫做相位，w叫做初相位，或者叫做初相。

相位差

兩個頻率相同的交流電相位的差叫做相位差，或者叫做相差。這兩個頻率相同的交

流電，可以是兩個交流電流，可以是兩個交流電壓，可以是兩個交流電動勢，也可以是

這三種量中的任何兩個。

例如研究加在電路上的交流電壓和通過這個電路的交流電流的相位差。如果電路是純

電阻，那么交流電壓和電流電流的相位差等于零。也就是說交流電壓等于零的時候，交

流電流也等于零，交流電壓變到最大值的時候，交流電流也變到最大值。這種情況叫做

同相位，或者叫做同相。如果電路含有電感和電容，交流電壓和交流電流的相位差?般

是不等于零的，也就是說一般是不同相的，或者電壓超前于電流，或者電流超前于電壓。

加在晶體管放大器基極上的交流電壓和從集電極輸出的交流電壓，這兩者的相位差正

好等于180%這種情況叫做反相位，或者叫做反相。

電路的組成及其基本物理量

電路就是電流所流經(jīng)的路徑。

一個完整的電路由電源、負(fù)載、控制和保護(hù)裝置及聯(lián)接導(dǎo)線等四部分組成。如附圖

所示。電路中的負(fù)載是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量的裝置。負(fù)載性質(zhì)可分為電阻元件、

電感元件和電容元件三種。

開關(guān)熔斷器

電虹一飛帝

豐Em負(fù)載

導(dǎo)線?

電路的基本物理量

?電流（電流強(qiáng)度）-當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)在外力（電磁場）作用下定向運(yùn)動時，即形

成電流。單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電量叫電流強(qiáng)度，簡稱電流。

表示為：I=q/t（A）o

通過單位面積的電流大小，稱為電流密度，即：J=I/s（A/mm2）?習(xí)慣上把正電荷移動的

方向?yàn)殡娏鞯恼蚍较颉?/p>

式中：q--電量（C）；t—時間（t）；s--導(dǎo)線橫截面積（mn？）。

?電動勢一電源內(nèi)存在的“電源力”將單位正電荷從負(fù)極移到正極所做的功，

稱為電源電動勢。

表示為：E=Ws/q（J/C）.

電動勢的方向由負(fù)極指向正極。式中：Ws—電源力做的功（J）,q—電量（C）,1J/C=1V

電位（電荷在均勻電場中的電位）-在電路中，單位正電荷從a點(diǎn)移動到參

考點(diǎn)（零電位）時，電場力所作的功，在a點(diǎn)所具有的電位能，叫電位。

表示為：<P=Wao/q（V）,式中Wao—電場力作的功（J）。

?電位（電位差）-在電路中，將單位正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)時，電場力所作

的功Wab,稱為a點(diǎn)移到b點(diǎn)的電壓，亦叫a、b兩點(diǎn)的電位差。

表示為：Uab=O>a<>b=Wab/q（V）因此E=Uab/l（V/M）電壓的實(shí)際方向規(guī)定是

由高也位點(diǎn)指向低電位點(diǎn)。式中：Wab--電場力作的功（J）；E—電場強(qiáng)度（V/m）；1—

正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)的距離（m）。

保險(xiǎn)絲的基本知識

在很多電子設(shè)備中，都離不開保險(xiǎn)絲（FUSE）。自從十九世紀(jì)九十年代愛迪生發(fā)明

了把細(xì)導(dǎo)線封閉在臺燈座里的第一個插塞式保險(xiǎn)絲之后，保險(xiǎn)絲的種類越來越多，應(yīng)用

越來越廣。這里介紹一些保險(xiǎn)絲參數(shù)、選擇及應(yīng)用常識。

保險(xiǎn)絲的各項(xiàng)額定值及其性能指標(biāo)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件及驗(yàn)收規(guī)范測定的。國際上有

多家權(quán)威的測試和鑒定機(jī)構(gòu)，如美國的保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)公司的UL認(rèn)證，加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的

CSA認(rèn)證、日本國際與貿(mào)易工業(yè)部的MTTI認(rèn)證和國際電氣技術(shù)委員會的ICE認(rèn)證。

保險(xiǎn)絲的選擇涉及卜,列因素:

1.正常工作電流。

2.施加在保險(xiǎn)絲上的外加電壓。

3.要求保險(xiǎn)絲斷開的不正常電流。

4.允許不正常電流存在的最短和最長時間。

5.保險(xiǎn)絲的環(huán)境溫度。

6.脈沖、沖擊電流、浪涌電流、啟動電流和電路瞬變值。

7.是否有超出保險(xiǎn)絲規(guī)范的特殊要求。

8.安裝結(jié)構(gòu)的尺寸限制。

9.要求的認(rèn)證機(jī)構(gòu)。

10.保險(xiǎn)絲座件：保險(xiǎn)絲夾、安裝盒、面板安裝等。

下面把保險(xiǎn)絲選型中常見的參數(shù)和術(shù)語作?些說明。

正常工作電流：在25℃條件下運(yùn)行，保險(xiǎn)絲的電流額定值通常要減少25%以避免有

害熔斷。大多數(shù)傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲其采用的材料具有較低的熔化溫度。因此，該種保險(xiǎn)絲對

環(huán)境溫度的變化比較敏感。例如個電流額定值為10A的保險(xiǎn)絲通常不能在25℃環(huán)境溫

度下大于7.5A的電流運(yùn)行。

電壓額定值：保險(xiǎn)絲的電壓額定值必須等于或大于有效的電路電壓。一般標(biāo)準(zhǔn)電壓

額定值系列為32V、125V、250V、600V.

電阻：保險(xiǎn)絲的電阻在整個電路中并不十分重要。但對于安培數(shù)小于1的保險(xiǎn)絲的

電阻會有幾個歐姆，所以在低電壓電路中采用保險(xiǎn)絲時應(yīng)考慮這個問題。大部分的保險(xiǎn)

絲是用正溫度系數(shù)材料制成，所以也有冷電阻和熱電阻之分。

環(huán)境溫度：保險(xiǎn)絲的電流承載能力，其實(shí)驗(yàn)是在環(huán)境溫度為25,C情況下進(jìn)行的，這

種實(shí)驗(yàn)受環(huán)境溫度變化的影響。環(huán)境溫度越高，保險(xiǎn)絲的工作溫度就越高，其保險(xiǎn)絲的

電流承載能力就越低，壽命也就越短。相反，在較低的溫度下允許會延長保險(xiǎn)絲的壽命。

熔斷額定容量：也稱為致斷容量。熔斷額定容量是保險(xiǎn)絲在額定電壓下能夠確實(shí)熔

斷的最大許可電流。短路時，保險(xiǎn)絲中會多次通過比正常工作電流大的瞬間過載電流。

安全運(yùn)行時要求保險(xiǎn)絲保持完整的狀態(tài)（無爆裂或斷裂）。

保險(xiǎn)絲性能：保險(xiǎn)絲的性能是指保險(xiǎn)絲對各種電流負(fù)荷做出反應(yīng)的迅速程度。保險(xiǎn)

絲按性能常分為正常響應(yīng)、延時斷開、快動作和電流限制四種類型。

有害斷路：常常是由于對所設(shè)計(jì)的電路分析不完整造成的。在前面所列出的保險(xiǎn)絲

選擇所涉及的所有因素中，必須特別注意正常工作電流、環(huán)境溫度和過載量。