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传声器开路灵敏度及其计算方法

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:传声器的开路灵敏度是指传声器振膜上感受到1Pa声压时,在其负载阻抗上产生的输出电压值。开路灵敏度指标适用于高阻负载计算;如果传声器输出信号需做50~100m低阻抗长距离传输,此时的传声器灵敏度数据必须为功率输出电平。例如:如果给出的灵敏度数据为功率输出电平=-40dBmW,匹配负载阻抗=200Ω,那么如何换算成开路灵敏度呢?

传声器开路灵敏度及其计算方法

传声器的开路灵敏度(Open Sensitivity)是指传声器振膜上感受到1Pa声压时,在其负载阻抗上产生的输出电压值。所谓“开路”是指传声器的负载阻抗远大于传声器的输出内阻抗,此时传声器负载上获得的输出电压近似于传声器的输出电动势E,用dBm表示。通常以1V/Pa为基准值(即0dB),一般传声器的灵敏度都在mV数量级,或-80~-30dB/Pa之间。输出阻抗越高,输出电压也越高。电容传声器或驻极体传声器由于内部设有一个低噪声放大器,因此输出电压比动圈传声器会高一些。

例如:一个传声器的开路灵敏度为0.007V(7mV)/1Pa,其意义是把该传声器置于1Pa或声压级SPL为94dB(1 Pa=94dB声压级)的声场中,产生的开路电动势为0.007V或7mV。

开路灵敏度指标适用于高阻负载计算;如果传声器输出信号需做50~100m低阻抗(200Ω)长距离传输,此时的传声器灵敏度数据必须为功率输出电平(单位为dBmW)。因此,有些制造公司给出的传声器灵敏度是传输给匹配负载的功率电平。

例如:如果给出的灵敏度数据为功率输出电平=-40dBmW,匹配负载阻抗=200Ω,那么如何换算成开路灵敏度呢?

首先要注意-40dBmW是传声器置于1Pa(声压级为94dB)声场中产生的输出功率。-40dBmW=10-4mW=10-7W=0.1×10-6W。在200Ω匹配负载两端产生的输出电压为

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由于匹配负载上获得的电压U为传声器输出电动势E的一半,因此传声器无负载的开路输出电动势E应为匹配负载两端电压U的2倍,即为0.009V(9mV)。

图6-12a是计算在1 Pa(94dB)声场中,有负载或无负载传声器的输出功率电平与传声器阻抗的函数关系的一种有用的计算图表。可简单地在传声器的输出功率和负载阻抗之间画一根直线,然后在左边交叉处的刻度上可读出传声器在负载阻抗上获得的相应输出电压dBmV。这些电压的分贝值可直接在图6-12b中换算成为V或mV电压数值。(www.xing528.com)

现今,传声器配接的负载设备大多为高阻抗输入设备(调音台或低噪声放大器的输入阻抗为10kΩ),对传声器基本上没有负载电流要求,因此传声器可以说是在开路输出情况下工作的。图6-13是声压Pa(帕)与各种声源声压级dB之间的关系。

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图6-12 传声器输出功率和输出电压的计算图

a)传声器的输出功率与负载阻抗和电动势的关系 b)传声器的输出电压(V或mV)与dBV的换算关系

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图6-13 声压Pa(帕)与各种声源声压级dB之间的关系

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