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1、 碳麦克风一、一、问题重述问题重述For many years, a design of microphone has involved the use of carbon granules. Varying pressure on the granules produced by incident sound waves produces an electrical output signal. Investigate the components of such a device and determine its characteristics.多年来，麦克风的设计都包括了应用碳微粒。碳
2、微粒对施加其上的声音压力能产生对应的电压信号输出。研究此类设备中的这一组成部分并确定其特性。二、二、摘要摘要碳粒式麦克风，有时称作纽扣式麦克风或碳粒式传声器，是一种能将声音转化为电子信号的传感器，由两片分开的金属薄片及其之间的碳粒组成。朝外的那块金属薄片作为传导震动片。当声音使薄片振动时，会使其改变对碳粒的压力，会进一步改变两薄片之间的电压 (挤压碳粒使其更加紧密，因此压力越大薄片间电压越小)。当在两金属薄片之间施加直流电压，变化的电压会带来电流的变化，这些变化可以通过电话系统传输，或在电子系统中将声音转化成电信号。三、三、麦克风的技术指标解读麦克风的技术指标解读1灵敏度灵敏度是表示麦克风声电
3、转换效率的重要指标。它表示在自由声场中，麦克风频率为 1KHz 恒定声压下与声源正向（即声入射角为零）时所测得的开路输出电压。单位为毫伏/帕。1Pa10bar1ubar 大致相当于人正常说话音量，在 1m 远处测得的声压。动圈式麦克风灵敏度约 1.54 毫伏/帕，而电容式麦克风灵敏度比动圈式高 10 倍左右，约 20 毫伏/帕。麦克风的灵敏度也有用分贝（db）表示，规定 1 伏、帕为0db。由于灵敏度都比 1 伏/帕小得多，所以表示的灵敏度都一 db。麦克风灵敏度高是件好事，它可以向调音台提供较高输入电平，可以提高信噪比，但太高其输出电压也高，容易产生过激失真。用于卡拉 OK 演唱时，麦克风与
4、嘴巴的距离很近，所以对灵敏度的要求并不高。如果用于乐队录音或舞台剧演出，则对灵敏度的要求较高。2频率响应它是反映麦克风电转换过程中对频率失真的一个重要指标。麦克风在恒定声压和规定入射角声波作用下，各频率声波信号的开路输出电压与规定频率麦克风开路输出电压之比，称为麦克风的频率响应，用分贝（db）表示。一般专业用麦克风频响曲线容差范围在 2db。频率响应是麦克风接受到不同频率声音时，输出信号会随著频率的变化而发生放大或衰减。最理想的频率响应曲线为一条水平线，代表输出信号能直实呈现原始声音的特性，但这种理想情况不容易实现。频率响应曲线图中，横轴为频率，单位为赫兹（Hz） ，大部份情况取对数来表示；纵
5、轴则为音强，单位为分贝（db） 。0 分贝代表麦克风的输出信号跟原始声音一致，没有被改变；大于 0 分贝代表输出信号被放大；小于 0 分贝则代表输出信号被衰减。麦克风使用场合不同，要求频响范围和不均匀度范围也不同。动圈麦克风往往不取平坦频响曲线，而在高频段（35KHz）稍有提升，这样可增加拾音明亮度和清晰度。一般在离声源很近距离使用时，会出现低频提升现象称为“近讲效应“，所以在 150Hz 以下低频段最好有明显衰减。电容式麦克风的频率响应曲线会比动圈式的来得平坦，还原更为真实。常见的麦克风频率响应曲线大多为高低频衰减，而中高频略为放大；低频衰减可以减少录音环境周遭低频噪音的干扰。3指向特性麦克
6、风灵敏度随声波入射方向的变化而变化的特性称为指向性。常用指向图来表示。用不同指向特性的麦克风拾音时，对直达声混响声的比例有很大影响。我们可以根据声源选择合适指向性的麦克风。常见指向性有全向型（无指向） 、心形、超心型、锐心型、8 字型（双向）等几种。a.无指向此特性对所有 360o 方向声波入射有同等灵敏度。要拾取环境声时，通常都会使用全指向性的麦克风，这样拾取到的声音会有强烈的空间感。b.心形此特性对正面 180o 方向声波入射有效，背面声音被抑制。如要拾取正前方的声源，心形指向性的麦克风较为理想。c.锐心型此特性正面 110o 入射角，抑制声反馈最好。d.超心型此特性正背面 90o 入射角
7、同等效果。一般用于立体声拾音等。4输出阻抗指麦克风交流内阻，用频率 1KHz，声压为 1Pa 时测得。一般而言，低于 600 欧姆为低阻抗；介于 600 至 10,00 欧姆为中阻抗；高于 10,00 欧姆为高阻抗。高阻抗麦克风灵敏度有所提高，但容易感应交流声等外来干扰，电缆不宜长。舞台演出等专业用基本上都采用低阻抗不易引起干扰，电缆也可较长。根据最大功率传输定理，当负载阻抗和麦克风阻抗批配时，负载的功率将达到最大值。不过在大部份阻抗不批配的情况下，麦克风依然能使用，也因此造成这项规格并未受到太大的重视。5动态范围是指麦克风输出最小有用信号和最大不失真信号之间电频差。动态范围小，会引起声音失真
8、，音质变坏，因此要求有足够大的动态范围。6.信噪比指在规定输入电压下的输出信号电压与输入电压切断时输出所残留之杂音电压之比，也可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率，通常以 S/N 表示，一般用分贝（dB）为单位。信噪比越高越好，信噪比越大，则表示混在信号里的杂波越少，还原质量就越高。7.最大输入声压级最大输入声压级是麦克风所能承受的达到 0.5 总谐波失真的最大声压级的度量，一般用分贝（dB）表示。无论什么型号的麦克风，其声一电变换非线性畸变都会随声音声压级的增加而加大，所以，每种麦克风都有一个“最高适用声压级”的限度。当麦克风所处的声压级超过这个限度时，麦克风输出的电
9、信号的非线性畸变会超过它能允许的程度，后面的电声设备就无法加以校正了。所以，使用的麦克风必须要满足其在拾音点的声压级的要求。专业麦克风的最大输入声压级一般定得较高，只要它和声源间的距离得当，就不会产生可闻的失真。麦克风的技术参数，对我们按不同用途或要求，使用麦克风起到很好的参考作用，但不是绝对的，尤其是麦克风的音色是不能用技术参数作标准的，音色更多取决于声音的谐波，而影响谐波的因素非常多，环境、演唱者、扩声录音器材是最主要的，甚至一个麦克风支架、一块窗帘、一颗小小的螺丝都会对音色有影响。四、四、理论分析理论分析利用声音震动话筒里边松散的碳粒，因为碳粒接触程度的变化，产生不同的电阻，因此流过碳粒
10、的电流因受到震动而改变，在另一端，由变化的电流转换为声音。五、维护五、维护 麦克风是多媒体教室非常重要的一个组成部分，虽然它使用简单，价格也相对便宜，但其作用举足轻重。麦克风是多媒体设备中使用频率最高的设备之一，如果使用不当，会大大降低其寿命，影响多媒体教室的正常使用。其维护保养要注意以下常识： 1、正确安装与拆卸连接线与麦克风。把 XLR 插头（俗称卡侬头）插入麦克风，旋转插头使上面的扣键与麦克风上的槽口对准，然后将插头推入麦克风，直至扣键定位；麦克风与连接线分开时，可握住插头，同时按住压扣键，然后将插头从麦克风拉出。切勿在没有对准或按下压扣键的情况下强行进行接入和分开的操作。 2、麦克风在
11、使用中出现“啸叫声” ，可能是由于手罩住了麦克风头部或麦克风太接近扩音器造成的，正确的解决方法是：首先降低音量，拉开同扩音器的距离，尽量避免麦克风与扩音器相对，然后再调节到合适的音量。 3、麦克风是一种高灵敏度的音响设备，必须注意轻放轻拿，避免从高处掉下。撞击可能会造成麦克风灵敏度降低甚至损坏。 4、不要对麦克风用力吹气或用手拍打其头部以试音，正确的试音方法是对准麦克风以正常口气说话。 5、对麦克风开关键的推拉要注意力度适中，推拉到位。如果在使用中发现有极大的噪音，可能是由于开关键未推拉到位或接触不好造成的，正确的做法是重新推拉开关。若是接触不好，应及早维修。 6、会议用麦克风或无线话筒长期不用，应该取出电池，待使用时再安装。在使用过程中如果出现声音断续的情况，可能是由于电池电力不足造成的，要及时更换新电池。 7、不用时，将麦克风存放在干燥清洁的场所，避免在温度、湿度过高的场所存放和使用，以免影响麦克风的灵敏度和音色。
