驻极体电容传声器组成与工作原理

杭州爱华仪器驻极体电容传声器组成驻极体电容传声器主要由外壳、垫片、振膜组、背极板、绝缘体、阻尼材料、阻尼板、阻尼环、引出线及后进声孔组成。

驻极体电容传声器信号转换原理驻极体电容传声器可变电容由带孔背极板和振膜构成。

其中，带孔背极板经过极化工艺形成驻极体，构成恒定电荷源；振膜振动导致电容器极板间距发生变化，构成可变电容器。由于极板间极化电荷量不变，变化的电容最后引起极板之间产生变化的电压信号。该信号十分微弱，并且传声器可变电容器输出阻抗很大，必须通过低噪声结型场效应晶体管阻抗变换后才可以有效输出，驻极体电容传声器电压信号响应正比于振膜振动位移。

添加多物理场模型构建有限元多物理场仿真模型仿真过程中共使用3种物理场：膜单元线弹性材料固体力学分析，静电场分析，热粘性声学与频域稳态分析。

创建声学网格与动网格技术振膜单元为二维结构，采用三角形网格单元，空气材料腔体选择自由四面体网格，网格大小控制在波长1/10以下，确保结算准确性。为加速频域稳态下的计算，引用动网格技术，控制参数为声波频率，当声波频率较大时，自动调整增大网格单元尺寸，在保证求解精度的条件下，加速求解速度。

阻抗参数对指向性的影响分析阻尼材料位于音头末端进声孔与绝缘保持架进声孔之间。工程师通过选择合理透气率的阻尼材料和合适的阻尼层数调节音头指向性。

仿真过程中通过改变Zn取值，获取传声器的灵敏度指向性极坐标曲线，从而分析阻尼材料阻抗参数对于指向性的影响规律。此次仿真，研究了Zn取值0～100Pa·s·m-1范围内的极坐标曲线。法向阻抗为0Pa·s·m-1时，麦克风指向性近似“8”字形；法向阻抗逐渐增大时，“8”字形呈现出反向指向性逐渐缩小的趋势，指向性由“8”字形向心形演化；法相阻抗达到40Pa·s·m-1时，麦克风灵敏度在130°时接近零响应。