C = ε 0ε r s / d
平行平板电容器的电容与导体板的面积成正比,与两极板的距离成 反比。 当变形较小时,镍膜仍然可以近似看作平面极板,输入输出关 系近似线性;当变形越来越大时(声压级越来越高) ,两极板之间距 离变小,而且变得不均匀,镍膜的面积因变形而变大,使得电容 C 呈 非线性变化。 4.1.3 频率响应平坦度 传声器和阻抗匹配器对传感器的频率响应平坦度都有影响。 当二者 的频率响应平坦度都很小时,传感器的频率响应平坦度才会小。上 述 HY205、HY207 和 HY245 型传声器都有较好的频率响应特性,在 20Hz～8kHz 范围内标称平坦度不大于±2dB。,阻抗匹配器是影响 传感器频率响应平坦度的主要因素。
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提高驻极体噪声传感器动态测量范围和性能指标的技术措施下面 从敏感元件、阻抗匹配和结构优化三方面来提高传感器的性能 4.1.4 敏感元件 在选用敏感元件时,选用 HY245 型(1 /4 英寸)驻极体传声器,其优 点是动态测量范围宽、幅值线性度和自由场频率响应平坦度好。 4.1.5 阻抗匹配
图 4-1 阻抗匹配 将传声器的电容器两个电极(图 1 中略)接在专用场效应管的栅源 极之间,电容两端电压即为栅源极偏置电压 UGS。 UGS 变化时,引 当 起场效应管的源漏极之间 ID 的电流变化,从而实现阻抗变换和电 压放大。它是将场效应管接成源极输出电路,只需两根引出线。
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4.2 测量电路设计 4.2.1 放大电路
VCC 12V VCC
7 1 5
U1
6
4
3
2
3 C1 1uF 0
R1 796k|?
【柯哀王道】左右两边的世界-作者：忧冷繁星
741 VEE VEE -12V 2 1
4
10pF R2 7.96M|?
C2
图 4-2 前置放大电路 根据理想运放具有虚短虚断的特点，可得到电路的传递函数为 R2 1 + jwR2C2 A = 1+ 1 R1 + jwC1 = 1+ = 1+ jwC1 R2 (1 + jwR2C2 )(1 + jwR1C1 ) jwC1 R2 1 ? w R2C2 R1C1 + jw( R2C2 + R1C1 )
2
(1)
从式(1)可以看出，当 w → 0 或 w → ∞ 时电路的传递函数 A → 1 。
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4.2.2 中频段通带增益的估算 在 语 音 的 信 号 频 段 ， 选 择 合 适 的 R2 , C2 值 ， 使 R2C2 ≈ 0 ， 则
1 + jwR2C2 ≈ 1 ， 1 + jwR1C1 ≈ jwR1C1 代入 若 （1） 传递函数中可得 A = 1 + R2 R2 ≈ 。 R1 R1 R2 R1
取 R2 = 100 R1 则 A = 1 +
4.2.3 上限截止频率的估算 当信号频率较高时，即 w 较大时 R2 ? R1 则（1）式可变为
A = 1+ jwC1 R2 R 1 ≈ 2 1 ? w R2C2 R1C1 + jw( R2C2 + R1C1 ) R1 1 + jwR2C2 2
从上式可以看出， w = 1/ ( R2C2 ) ，即 f = 1 / (2π R2C2 ) 是电路对应的上限 截止频率。 4.2.4 下限截止频率的估算 当信号频率较低时，即 w 较小时 R2 ? R1 则（1）式可变为
jwC1 R2 jwC1 R2 ≈ ≈ 1 ? w R2C2 R1C1 + jw( R2C2 + R1C1 ) 1 + jwR1C1 1 ? 2
A = 1+
R2 R1 j wC1 R1
从上式可以看出， w = 1 / ( R1C1 ) 即 f = 1 / (2π R1C1 ) 是电路对应的下限截 止频率。 4.2.5 前置放大电路的仿真结果
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2.5V
2.0V
1.5V
1.0V 10Hz 30Hz V(U1A:OUT)
100Hz
300Hz
1.0KHz Frequency
3.0KHz
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