什么扬声器可兼作话筒?
常见的扬声器有动圈式、舌簧式、压电式等好几种。动圈式扬声器阻抗很小,不适合直接作为话筒,因为它作为话筒时候的效率太低。舍簧式扬声器阻抗较大,可以直接作为话筒。压电陶瓷扬声器更是通常也兼作话筒。附zt压电陶瓷片,也是一种发声元件,它利用压电效应工作,既可以作发声元件又可以作接收声音的元件。而且它很便宜,生日卡上的发声元件就是它。压电陶瓷片是在园形铜底板上涂覆了一层厚约1mm的压电陶瓷,再在陶瓷表面沉积一层涂银层,涂银层和铜底板就是它的两个电极。压电陶瓷有一个奇妙的特性-压电效应:如将它弯曲,它的表面就会出现异种电荷, 如反向弯曲,电荷的极性也会相反。奇妙的是如果在压电陶瓷片的两个电极上施加一定的电压,它就会发生弯曲,当电压方向改变时,弯曲的方向也随之改变。利用压电效应,有了一种声-电,电声转换的两用器件,可以当话筒用:对压电陶瓷片讲话,使它受到声波的振动而发生前后弯曲,当然人的眼睛分辨不出这种弯曲,在压电陶瓷片的两电极就会有音频电压输出。相反地,把一定的音频电压加在压电陶瓷片的两极,由于音频电压的极性和大小不断变化,压电陶瓷片就会产生相应的弯曲运动,推动空气形成声音,这时候,它又成了喇叭。压电陶瓷片作为一种电子元件,在新买来的时候,是不带引线的,需要自己焊接。一般采用多股软线,先剥头搪锡,焊接是要求速度快,焊点小,否则容易损坏压电陶瓷片娇嫩的镀银层。
压电陶瓷具有敏感的特性,可以将极其微弱的机械振动转换成电信号。它实际上是一种经过极化处理的、具有压电效应的铁电陶瓷。所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时,哪怕这种压力微小得像声波振动那样小,都会产生压缩或伸长等形状变化,引起介质表面带电,这是正压电效应。反之,施加激励电场,介质将产生机械变形,称逆压电效应。也就是说,压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。19世纪末法国人发现了“压电效应”。20世纪40年代第一个压电陶瓷材料——钛酸钡出现。60年代到70年代,压电陶瓷不断改进,应用广泛。
压电陶瓷材料通常做成长方体。当某一方向上的对应两面受到外力作用时,在压电陶瓷的这两面上就会出现电荷堆积,电量的大小与受力的大小成正比。此时压电陶瓷相当于一个以压电材料为介质的电容器。电容两端的开路电压U=Q/C,Q为极板上电荷量的大小,与所受外力成正比,一般电量Q很小,因此感应出的U也很小。电路检测检测出U的变化,就可以知道是否受到振动了。
平时,压电陶瓷片无电压信号输出,继电器不动作,报警器不发声,报警器处于警戒状态。
当外部产生机械振动声音,压电陶瓷片检测到振动声并将其变换成电压信号,此电压信号经放大后使继电器动作,继电器触点闭合,报警器电路接通,从而高声警报。
为了避免小的声音或震动导致报警器响,压电陶瓷片的输出会加门槛限制。