Преобразователь

Звуковой преобразователь представляет собой преобразователь , который преобразует акустические сигналы как переменные звуковое давление в электрические сигналы ( электрическое напряжение ) или, наоборот, преобразует электрическое напряжение в акустические сигналы , и таким образом служит в качестве источника звука . Примерами преобразователей звука являются микрофон , датчик и звукосниматель в качестве приемника звука и громкоговоритель .

Казни

К электроакустическим преобразователям применимы следующие принципы:

• электромагнитные : притяжение металлических частей неоднородными магнитными полями (старые телефонные трубки, простые наушники , исторические громкоговорители , звукосниматели )
• электродинамический : индукция в движущемся проводнике, сила на проводнике с током в магнитном поле (динамический микрофон , ленточный микрофон , электродинамический громкоговоритель, звукосниматель)
• электростатический : сила на мембране, изменение напряжения и емкости мембраны во время движения ( конденсаторный микрофон , электростатический громкоговоритель)
  • Электрет : постоянное электрическое поле за счет поляризации материала (электретный микрофон)
• Пьезоэлектрический : изменение длины при изменении напряжения и наоборот ( генератор сигналов , сканер записи, приемник корпусного звука, ультразвуковой преобразователь)

В прошлом магнитострикционные преобразователи использовались для генерации ультразвука под водой ( эхолот ) .

Электродинамический принцип

Электродинамические преобразователи звука, например микрофоны и громкоговорители, состоят из фиксированного постоянного магнитного поля и подвижно расположенного в нем электрического проводника , который на практике либо свернут в звуковую катушку, либо состоит из легкой металлической фольги. В свою очередь, проводник механически связан с вибрирующей мембраной .

Между силой Лоренца F, действующей на мембрану электрическим проводником электродинамического громкоговорителя или наушников, и током возбуждения i существует следующая линейная зависимость:

${\ displaystyle F _ {\ omega} = B \ cdot l \ cdot i.}$

С

F _ω = сила, действующая на мембрану

B = магнитная индукция или плотность магнитного потока

l = длина электрического проводника

i = электрический ток в проводнике

Если вы конструктивно гарантируете, что подвижный проводник остается в однородной части постоянного магнитного поля даже во время самых больших движений, которые должны быть выполнены , преобразователи звука, которые работают с особенно низкими искажениями, могут быть построены в соответствии с этим принципом преобразователя из-за величины механической вибрации. .

Напряжение сигнала (напряжение источника ), излучаемое электродинамическим звуковым датчиком без нагрузки , пропорционально плотности магнитного потока (индукции), длине проводника и скорости  v проводника, перпендикулярного магнитному полю:

${\ Displaystyle и = В \ cdot l \ cdot v \,}$

С

u = напряжение сигнала

B = индукция

l = длина электрического проводника

v = скорость

Наиболее известными практическими вариантами электродинамических датчиков звука являются микрофон с подвижной катушкой и ленточный микрофон.

литература

• Томас Гёрне: Звуковая инженерия. 1-е издание, Карл Хансер Верлаг, Лейпциг, 2006 г., ISBN 3-446-40198-9
• Хайнц Сам: Громкоговорители HIFI. 2-е издание, Franzis Verlag GmbH, Мюнхен, 1982, ISBN 3-7723-6522-1
• Майкл Дикрайтер, Фолькер Диттель, Вольфганг Хог, Мартин Вёр (редакторы), «Handbuch der Tonstudiotechnik», 8-е, исправленное и расширенное издание, 2 тома, издатель: Вальтер де Грюйтер, Берлин / Бостон, 2014, ISBN 978-3-11 -028978-7 или электронный ISBN 978-3-11-031650-6 .