1, 동적 철 전기 음향 변환기

동철 전기 음향 변환기는 전자기 전기 음향 변환기라고도 합니다. 그것은 전화의 발명과 함께 만들어졌으며, 주로 전화 통신에 사용되는 수화기이다.

동철 전기 음향 교환기는 주로 자기 회로에 고정되어 있는 코일과 진동하는 자석 부품으로 구성되어 있다. AC 가 코일을 통과할 때 교류 자기장을 생성하여 자기 회로의 철진막이나 전기자의 힘을 변화시켜 진동과 소리를 발생시킨다.

최초의 실용적인 동철전음교환기는 전화기 발명자인 A·G· 벨과 T 왓슨이 1876 년에 설계했다. 1930 년 미국인 W C Jones 와 영국인 J.S.P. Roberton 등이 균형 잡힌 개선 수신기를 개발했다. 그들은 자기 원리를 충분히 연구하고, 최신 자성 재료를 채택하여 구동 시스템을 완전히 업데이트함으로써, 성능이 크게 향상되었고, 주파수 응답이 200Hz‐3500Hz 에 달하여 벨의 설계를 대체했다.

참, 일찍이 1860 년에 젊은 독일 물리학자 라이스가 기묘한 장치를 발명했다. 그는 목제 맥주통을 귀 모양으로 자르고, 포트에 돼지 장막을 덮고, 자석과 전선을 추가하여 마이크를 만들어 소리를 전류의 파동으로 바꿀 수 있다. 수신기는 코일이 바이올린에 고정되어 있는 강철 바늘이다. 이 장치는 간단한 문장을 전달할 수 있다고 한다. 그는 이 장치를 전화라고 부른다. 또 다른 것은 벨과 왓슨이 동철 수신기를 발명한 지 불과 3 시간 만에 엘리자 그레이도 비슷한 특허 신청을 했다는 점이다. 하지만 이 세 시간의 차이로 사람들은 벨과 왓슨만 기억하고 그레이는 영원히 잊혀졌다.

1950 년, 링 전기자 음향 변환기는 자석 평면 디스크 진동막을 버리고, 링 전기자와 접착된 비자석 원추형 복사기를 사용하여 바닥 품질을 낮추기 시작했고, 출력 음압을 5 dB 높이고 주파수 범위는 약 500Hz 로 확대했습니다. 이 성공적인 설계는 동철 전기 음향 교환기의 성능을 극대화시켰다.

높은 임피던스 동철 이어폰은 방송을 듣는 최초의 도구이다. 그것의 감도는 매우 높아서 수십 마이크로와트의 전력으로 구동할 수 있다. 1950 년대 전후의 결정체 수신기가 사용한 품종은 2000ohm 과 4000ohm 의 임피던스로 주파수 응답은 200Hz‐3200Hz 였다. 이후 구동력이 높은 전자관과 트랜지스터 라디오를 연결하기 위해 300ohm ~ 800ohm 의 중간 임피던스 동철 귀마개와 8ohm ~16ohm 의 저임피던스 동철 귀마개를 생산했다.

동철 이어폰의 주파수는 매우 좁아서, 최고의 제품 주파수는 150Hz‐4000 Hz 까지만 도달할 수 있다. 그 임피던스는 인덕턴스, 철진막이나 전기자도 다시 고정되어 있기 때문이다. 전기 음향 기술이 발달하면서 점차 사라졌다. 동철 이어폰은 초기 통신, 라디오 방송, 심지어 측정 기술에서도 널리 사용되고 있다. 설계에 사용된 기본 분석 방법과 운동 방정식, 전기 기계 유추, 주파수 균형, 기계 시스템 댐핑 등의 원리는 향후 고성능 이어폰의 발전에 매우 중요한 역할을 합니다. 잊지 맙시다.

2. 액추에이터 전기 음향 변환기

전기 음향 변환기라고도 하는 회전식 전기 음향 변환기는 전기 도체가 일정한 자기장에서 변위될 수 있다는 원리를 이용하여 만들어졌다. 그림 3 은 전기권 전기 음향 변환기의 도식입니다.

동적 링 전기 음향 변환기는 동적 철 전기 음향 변환기와 달리, 동적 링 전기 음향 변환기의 진동 부분은 비 강자성 부분이며, 뼈대에 감긴 절연선으로 구성된 코일 (음권이라고 함) 에 의해 구동되며, 전자의 진동 부분은 자기 회로의 진동 부분 (강자성 진동막 또는 전기자) 이며 강자성 부분입니다. 이것이 바로' 동철식' 과' 동권식' 이라는 이름의 유래이다.

회전식 전기 음향 변환기의 구조적 변화는 성능의 질적 변화를 가져왔다. 첫째, 진동막은 무게가 가볍고 인성이 크고 강성이 좋은 중합체 박막을 사용하여 진동 시스템의 축 방향 복원을 매우 부드럽게 하여 큰 기계적 또는 자기 비선형 왜곡을 발생시키지 않고 진폭을 크게 증가시킬 수 있습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언 둘째, 임피던스 특성은 기본적으로' 저항' 이기 때문에 오디오 신호의 고주파수 끝과 저주파 끝 모두 무손실 재현에 더 취약합니다.

또한, 회전식 전기 음향 변환기는 더 큰 구동 전력을 견딜 수 있고, 자기 틈새를 더 크게 할 수 있으며, 공차에 대한 요구가 낮고, 전체 구조가 간단하고 안정적이며, 대량 생산이 용이합니다. 이 모든 장점들은 이어폰 제조에 가장 선호되고 가장 많이 사용되는 품종으로 꼽힌다.

1937 년 독일 beyerdynamic 은 세계 최초의 동적 스테레오 헤드폰, 즉 전설적인 DT48 studio monitor 헤드폰을 출시했습니다. DT48 이 등장하자마자 유럽의 방송국과 스튜디오에서 뛰어난 품질로 널리 사용되었다.

앞으로 수십 년 동안, 회전식 전기 음향 변환기는 주로 자기 회로 재료와 구조, 진동막 재료와 구조, 전기 기계 아날로그 음향 설계의 세 가지 측면을 중심으로 연구하고 개선했습니다. 이어 이어폰 감지 기술도 크게 발달하여' 테스트 기준' 을 형성했다.

등자기 음향 변환기

등자기 전기 음향 교환기와 회전 전기 음향 교환기의 원리는 같지만 구조는 다르다. 등전위 전기 음향 변환기는 평면 진동 방식을 사용하며, 여러 세트의 음권선이 평면 진동막에 덮여 있으며 그에 상응하는 자기 회로가 있다. 진동막은 얇고 가벼워서 완전히 구동할 수 있기 때문에 주파수 대역폭, 고주파 및 과도 특성이 좋고 왜곡도가 낮지만 감도는 일반 회전기 전기 음향 교환기보다 낮습니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 진동명언)

국내외에서 이미 등자기 음향 변환기를 사용하는 이어폰이 생산되었다. 그들은 몇 가지 장점이 있지만, 자기 회로가 복잡하고 부피가 약간 크고 감도가 낮기 때문에 이미' 어제 노란 꽃' 이다.

압전 전기 음향 변환기

압전 전기 음향 변환기는 일부 천연 결정체의 압전효과를 이용하여 만든 변환기이다. 압전효과란 압전결정체가 변형될 때 두 상대 특수면 사이에 전동력이 나타난다는 것이다. 압전 효과는 가역적이기 때문에 AC 전압이 칩에 적용될 때 칩이 진동합니다. 우리는 전자를' 정방압 효과' 라고 부르고, 후자는' 역전압 효과' 라고 부른다. 가장 많이 사용되는 천연 결정체는 타르타르산 칼륨 나트륨 (로셸 염), 타이밍, 인산이수소 암모니아 (ADP), 황화리튬이다. 재료의 압전 성능도 인공방법으로 생성할 수 있다. 즉, 철전 다결정 재료에 정전기장 (예: 티타늄산, 티타늄산 납) 을 가할 수 있다.

압전 음향 변환기의 임피던스는 일반적으로 9000ohm 에서 3.5kohm 사이이며, 최대 허용 전력은 약 0. 1W 입니다. 감도를 높이고 구동 매체와의 커플링을 향상시키기 위해 일부 제품은 멀티레이어 칩 구조를 사용합니다.

압전식 전기 음향 교환기는 성능이 안정적이고 고온고습, 과압 성능, 구조가 간단하다는 등의 장점을 가지고 있다. 폴리에틸렌 박막과 같은 새로운 압전 재료의 연구도 선형성과 왜곡을 크게 개선했다. 그러나 임피던스가 높기 때문에 이어폰에서의 응용은 주류를 형성하지 못했다.

정전기 전기 음향 변환기

정전기 전기 음향 변환기는 용량 성 전기 음향 변환기라고도합니다. 정전기장의 반발력을 이용하여 진동막 발성을 촉진한다.

그림의 앞뒤판은 일반적으로 얇은 금속판으로 강성이 좋아 * * * 진동을 피한다. 소리를 전달하기 위해 판재에 둥근 구멍을 골고루 뚫는데, 원형 구멍의 면적은 일반적으로 판재 전체 면적의 약 30% 를 차지한다. 진동막은 중합체 박막으로 만들어졌으며, 필름의 한쪽 또는 양면은 진공 코팅 공정을 통해 알루미늄, 은, 금 또는 반도체 재료로 도금된 전도층입니다. 격막의 두께 범위는 65438 0.35 미크론에서 65438 0.00 미크론까지입니다. 격막과 앞뒤판 사이의 거리는 0.2mm 에서 0.75mm 사이이다 .. 작동할 때 100V 에서 580V 까지의 극화 전압을 진동막에 가하여 양전하나 음전하를 휴대하게 한다. 오디오 신호 전압이 전후판에 작용하면 판의 전기장과 진동막의 전기장이 작용하여 진동막을 진동시켜 소리를 낸다.

정전기 전기 음향 교환기의 장점은 진동막을 크고 가볍게 만들 수 있어 전체 표면을 자극할 수 있다는 것이다. 동시에 공기 부하의 방사 저항은 진동에 필요한 제동을 어느 정도 만족시켜 일시적인 특성이 우수하게 한다.

정전기 전기 음향 변환기에는 1 극 (단방향 구동) 과 2 극 (양방향 구동) 의 두 가지 구조가 있습니다. 이 두 가지 구조는 푸시 풀 증폭기로 구동해야 합니다. 정전력은 작용거리의 제곱에 반비례하기 때문에 전자의 진동막 운동은 비선형적이다. 양극판 구조는 이 단점을 극복했다. 이는 후자가 전후판 사이에 위상차가 180 도인 구동 전압을 가하여 한쪽 끝의 진동막과 판의 추진력이 줄어들면 다른 쪽 끝의 중력이 커지고 다른 쪽 끝의 진동막과 판의 가장자리가 서로 상쇄되기 때문이다. 다이어프램의 비선형 변형의 또 다른 원인은 다이어프램 표면의 전하 분포의 불균일성이다. 진동막의 전압은 큰 저항을 통해 적용되지만 진동막이 구부러지고 편향되면 전하가 몇 번이고 다시 분산됩니다. 극화 전압과 진동막 사이에 연결된 저항 R 과 정전기 전기 음향 교환기의 용량 Co 가 형성한 시간 상수가 진동막의 기본 주파수 진동 주기보다 훨씬 클 때, 진동막 표면의 전하 분포가 고르지 않은 상황이 개선될 것이다.

이론적으로, 잘 설계된 정전기 전기 음향 변환기가 헤드폰에 사용되는데, 왜곡은 여전히 매우 낮게 조절할 수 있지만 어렵다. 현재 이 기술을 깊이 파악한 업체는 많지 않다. 이는 정전기 헤드폰 생산량이 크지 않은 이유 중 하나다. 대진막의 정전기 스피커는 위에서 말한 것처럼 훨씬 심각하기 때문에, 그 소리 재생 품질은 정전기 이어폰보다 훨씬 우수하지 않다.

정전기 전기 음향 교환기의 진동막은 사용 과정에서 점차 느슨해져서 감도를 떨어뜨린다. 조립 과정에서 일정한 사전 응력 (팽창력) 을 적용합니다. 정전기 전기 음향 변환기의 임피던스 특성은 커패시턴스입니다.

6. 일렉 트릿 전기 음향 변환기

주극체 전기 음향 교환기는 특수한 정전기 전기 음향 교환기이다. 현대 기술은 고온 고압에서 코로나 방전 또는 전자폭격을 통해 일부 유전체 (주극체 재료) 이 외부 전기장을 제거한 후 전하를 유지하도록 할 수 있다. 대조적으로, 우리가 잘 알고 있는 예는 일부 자석 재료 (영구 자석 재료) 가 자화된 후에도 자성을 유지할 수 있다는 것입니다. 이를 영구 자석이라고 합니다. 따라서 일렉 트릿은 종종 "영구 자석" 이라고 불립니다. 사실, "영구 자석" 또는 "영구 자석 전기" 는 좋지만 상대적으로 사용 시간 또는 외부 조건의 변화에 ​​따라 "자기 손실" 과 "전기 손실" 도 있습니다. 즉, 그들의 공연에도' 생명' 이 있다는 것이다. 우수한 주극체의 수명은 15 년 이상에 달할 수 있다.

일렉 트릿 전기 음향 변환기와 정전기 전기 음향 변환기와 마찬가지로, 일극 및 바이폴라 플레이트로 나뉘며, 헤드폰에 사용되는 대부분의 품종은 우수한 성능을 위해 바이폴라 플레이트 설계입니다. 게다가, 두 가지 전하 포획 방법이 있다. 하나는 전하를 다이어프램에 직접 "포착" 하는 것인데, 구조는 간단하고 비용은 낮다.

단점은 일렉 트릿 소재와 진동막을 결합하여 음향 요구 사항을 충족하기가 어렵고 일부 일반 헤드폰 또는 마이크에서만 사용된다는 것입니다. 또 다른 진동막은 주극체로부터 분리되어 전하가 등 전극에 "차단" 되어 있지만, 이 방법은 기술적 요구 사항이 높지만 성능은 음향 설계의 요구 사항을 충족시킬 수 있다.

주극체 전기 음향 교환기는 감도가 높고, 주파수가 평평하고, 일시적인 안정성이 우수하며, 외부 전자기장의 간섭을 잘 받지 않지만, 내부 저항이 높다. 일반적으로 이어폰에서 고주파 단위로 사용되며 승압 변압기가 필요합니다.

주극체의 연구가 우세하다. 그 핵심 기술은 주극체 기술이다. 주극체의 성능은 내부 극화와 외부 전자 주입에서 비롯된다. 내극화는 물질 균형 전하가 외전계의 작용으로 재분배되는 것이다. 외부 전자 주입은 캐리어 "추가" 를 유전체의 다양한 깊이의 트랩에 추가한 결과입니다. 주극체의 성능은 주로 후자에 달려 있으며, 그 기술은 여전히 연구의 핫스팟이다.