高声压、宽频带电容传声器分析和设计

郭淑菊，郑浩鑫，李建民，王高，周欣欢



高声压、宽频带电容传声器分析和设计

郭淑菊1，郑浩鑫2，李建民3，王高3，周欣欢4

(1. 中北大学仪器与电子学院，山西太原 030051；2. 中北大学机械与动力工程学院，山西太原 030051； 3. 中北大学信息与通信工程学院，山西太原 030051；4. 江南工业集团有限公司，湖南长沙 411207)

为了满足声学测试提出的技术指标，即设计出频响范围更宽、动态范围更大的1/4 in电容传声器。采用电容传声器的集中参数模型，根据工作原理导出其输出电压变化与电容两板极间距离变化成正比的公式和灵敏度计算公式，而后又通过所导出的电容传声器传输函数分析了频响特性。通过对灵敏度和动态范围的计算以及对动态范围的估计，最终设计出开路灵敏度为1.9 mV/Pa、频响范围为2 Hz～79 kHz、最高声压级不低于160 dB的电容传声器，该性能满足该系列传声器频响范围5 Hz～70 kHz、最高声压(有效值)不低于160 dB的电容传声器的性能指标。上述结果表明设计方法可行，并提出了进一步改进此传声器性能的几点考虑。

电容传声器；传输函数；频响特性；高声压

0 引言

测量电容传声器广泛用于工业噪声、广播音响以及军工产品等的测试中[1]。虽然近年来国内电容传声器行业技术发展迅速，但是与国外先进水平比仍有很大差距[2]。目前国内已有数家公司能够生产外径为1/4 in、频率响应范围为20 Hz～20 kHz，动态范围为40～140 dB的稳定可靠产品。但这些电容传声器主要用于民用领域，在有关军品性能研究的声学测试中，发现这些电容传声器在动态范围、频率响应和传感器指向性等指标尚不能满足需要[3]。……