【文章內(nèi)容簡介】 換 由靜電學(xué)可知，對于平行板電容器，有如下的關(guān)系式： C=εS/L ① 即電容的容量與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，與兩個極板的面積成正 比，與兩個極板之間的距離成反比。另外，當(dāng)一個電容器充有 Q量的電荷，那麼電容器兩個極板要形成一定的電壓，有如下關(guān)系式； C=Q/V ② 對于一個駐極體傳聲器，內(nèi)部存在一個由振膜，墊片和極板組成的電容器，因為膜片上充有電荷，并且是一個塑料膜，因此當(dāng)膜片受到聲壓強(qiáng)的作用，膜片要產(chǎn)生振動，從而改變了膜片與極板之間的距離，從而改變了電容器兩個極板之間的距離，產(chǎn)生了一個 Δd 的變化，因此由公式 ① 可知，必然要產(chǎn)生一個 ΔC的變化，由公式 ② 又知，由于 ΔC 的變化，充電電荷又是固定不變的，因此必然產(chǎn)生一個 ΔV 的變化。由于這個信號非常微弱，內(nèi)阻非常高，不能直接使用，因此還要進(jìn)行阻抗變換和放大。 FET 場效應(yīng)管是一個電壓控制元件，漏極的輸出電流受源極與柵極電壓的控制。由于電容器的兩個極是接到 FET的 S 極和 G極的，因此相當(dāng)于 FET的 S極與 G 極之間加了一個 Δv 的變化量， FET 的漏極電流I就產(chǎn)生一個 ΔID 的變化量，因此這個電流的變化量就在電阻 RL上產(chǎn)生一個 ΔVD 的變化量，這個電壓的變化量就可以通過電容 C0 輸出，這個電壓的變化量是由聲壓引起的，因此整個傳聲器就完成了一個聲電的轉(zhuǎn)換過程。 技術(shù)指標(biāo) 1．靈敏度： 用于表示傳聲器的聲 電轉(zhuǎn)換效率，即單位為聲壓下所能產(chǎn)生電壓大小的能力。 單位： V/Pa 或 aBV/Pa 0 aBV/Pa=1 V/Pa 2．頻率范圍：指傳聲器正常工作的頻帶寬度，通常帶寬的下限和上限頻率來表示。 3．信號噪聲比：傳聲器有電信號輸出時的信號電壓與傳聲器內(nèi)在噪聲電壓的比值，即： S/N. 4．源阻抗及推薦的負(fù)荷阻抗：指傳聲器的交流內(nèi)阻。 5．最大允許聲壓級：通常以傳聲器產(chǎn)生 %諧波畸變時的聲壓級最大容許聲壓級。 6．隔振能力：包括傳聲器與其支架間的隔振能力，以及傳聲器外殼內(nèi)芯件與殼體隔振能 力。 7．瞬態(tài)響應(yīng)：指傳聲器對脈沖型聲波的跟蹤能力。 MIC 參數(shù)的設(shè)定 包括工作電壓，負(fù)載電阻。另外還要對 MIC 的工作電流進(jìn)行限定， 本設(shè)計供電電壓為，可調(diào)負(fù)載電阻為 10KΩ ，因為 Vd=Vsd+Id*R， Id = (Vs Vsd)/ RL １２ 為了保證 MIC 中的 FET 工作在線性工作區(qū)，不進(jìn)入飽和區(qū)，應(yīng)使 Vsd≥ ，因此 Id≤( )/ 10K=，因此在這種情況下 ,選用的 FET的電流不能大于 380μA 。 MIC電路的測試 MIC 的判別 將指針式萬用表撥至 Rx1KΩ檔，將黑表筆任接一個電極紅表筆接另一個電極，測量一阻值；再交換兩表筆，又測得一阻值。比較兩次結(jié)果，阻值小的，黑表筆接觸的是源級（ S），紅表筆接觸的是漏極（ D）。 將指針式萬用表撥至 Rx100Ω檔，黑表筆接 MIC漏極，紅表筆接 MIC源級（即外殼），用嘴對著 MIC吹氣，觀察萬用表指針的變化。若萬用表指針不動，說明 MIC已壞。若萬用表指 針有擺動，則說明 MIC完好，擺動越大，靈敏度越高。 MIC 技術(shù)指標(biāo)的測試 1．下圖所示為 MIC測試電路： 圖 33 MIC測量電路 電流的測試： 由測試儀上直接讀出電流的測試結(jié)果（ uA）。 （ 1）靈敏度測試：首先用標(biāo)準(zhǔn) MIC 校準(zhǔn)測試儀的聲壓級，然后把待測 MIC 放到已校準(zhǔn)的聲腔 口上，用測試表筆測試 MIC的兩個極，即可從測試儀上直接讀出靈敏度。 （ 2）最大聲壓級的測試：在消聲室內(nèi)，用測試儀測試，逐漸加大聲壓級，并觀察失真值，當(dāng)失真值等于 3%時， 這時候的聲壓級就是最大聲壓級。 （ 3）輸出阻抗的測試：將聲壓級加大傳聲器上，測量其開路輸出電壓，然后保持聲壓不變，在傳聲器的輸出端并聯(lián)一個電阻箱，調(diào)整其阻值，使輸出電壓為開路電壓的一半，此時電阻箱的阻值即為傳聲器 １３ 的輸出電阻值。 （ 4） S/N 的測試：首先測試其靈敏度，然后在相同的條件下在消聲室內(nèi)測試其噪聲，計算 S/N=靈敏度電平 /噪聲電平。 第四章 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管的基本原理和簡介 發(fā)光二極管 LED（ LightEmittingDiode）是能將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的結(jié)型 電致發(fā)光半導(dǎo)體器件?；旧?,發(fā)光二極管只是一個微小的電燈泡。但不像常見的白熾燈泡，發(fā)光二極管沒有燈絲，而且又不會特別熱。它單單是由半導(dǎo)體材料里的電子移動而使它發(fā)光。 二極管是半導(dǎo)體設(shè)備中的一種最常見的器件 ,大多數(shù)半導(dǎo)體最是由攙雜半導(dǎo)體材料制成 (原子和其它物質(zhì) )發(fā)光二極管導(dǎo)體材料通常都是鋁砷化稼 ,在純鋁砷化稼中 ,所有的原子都完美的與它們的鄰居結(jié)合 ,沒有留下自由電子連接電流。在攙雜物質(zhì)中，額外的原子改變電平衡，不是增加自由電子就是創(chuàng)造電子可以通過的空穴。這兩樣額外的條件都使得材料更具傳導(dǎo)性。帶額外電子的半導(dǎo)體叫 做 N型半導(dǎo)體，由于它帶有額外負(fù)電粒子，所以在 N型半導(dǎo)體材料中，自由電子是從負(fù)電區(qū)域向正電區(qū)域流動。帶額外“電子空穴”的半導(dǎo)體叫做 P型半導(dǎo)體，由于帶有正電粒子。電子可以從另一個電子空穴跳向另一個電子空穴，從從負(fù)電區(qū)域向正電區(qū)域流動。 因此，電子空穴本身就顯示出是從正電區(qū)域流向負(fù)電區(qū)域。二極管是由 N型半導(dǎo)體物質(zhì)與 P型半導(dǎo)體物質(zhì)結(jié)合，每端都帶電子。這樣排列使電流只能從一個方向流動。當(dāng)沒有電壓通過二極管時，電子就沿著過渡層之間的匯合處從 N型半導(dǎo)體流向 P型半導(dǎo)體，從而形成一個損耗區(qū)。在損耗區(qū)中，半導(dǎo)體物質(zhì)會回復(fù)到它原 來的絕緣狀態(tài) 所有的這些“電子空穴”都會被填滿，所有就沒有自由電子或電子真空區(qū)和電流不能流動。 １４ 為了除掉損耗區(qū)就必須使 N型向 P型移動和空穴應(yīng)反向移動。為了達(dá)到目的，連接二極管 N型一方到電流的負(fù)極和 P型就連接到電流的正極。這時在 N型物質(zhì)的自由電子會被負(fù)極電子排斥和吸引到正極電子。在 P型物質(zhì)中的 電子空穴就移向另一方向。當(dāng)電壓在電子之間足夠高的時候，在損耗區(qū)的電子將會在它的電子空穴中和再次開始自由移動。損耗區(qū)消失，電流流通過二極管。 如果嘗試使電流向其它方向流動， P型端就邊接到電流負(fù)極和 N型連接到正極，這 時 電流將不會流動。N 型物質(zhì)的負(fù)極電子被吸引到正極電子。 P 型物質(zhì)的正極電子空穴被吸引 到負(fù)極電子。因為電子空穴和電子都向錯誤的方向移動所以就沒有電流流通過匯合處，損耗區(qū)增加。 １５ 發(fā)光二極管內(nèi)部是具有發(fā)光特性的 PN結(jié)。當(dāng) PN結(jié)導(dǎo)通時，依靠少數(shù)載流子的注入以及隨后的復(fù)合而輻射發(fā)光。普通發(fā)光二極管的外形、符號及伏安特性如圖 1 所示。 LED正向伏安特性曲線比較陡，在正向?qū)ㄖ?前幾乎有電流。當(dāng)電壓超過開啟電壓時，電流就急劇上升。因此， LED屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，其發(fā)光亮度 L（單位 cd/m2，讀作坎德拉每平方米）與正向電流 IF近似成正雙，有公式 L =K IFm 式中， K為比例系數(shù)，在小電流范圍內(nèi)（ IF=1～ 10mA）， m=～ 。當(dāng) IF10mA時， m=1，式（ ）簡化成 L =K IF 即亮度與正向電流成正比。以磷砷化鎵黃色 LED為例，相對發(fā)光強(qiáng)度與正向電流的關(guān)系如圖 2所示。LED 的正向電壓則與正向電流以及管芯的半導(dǎo)體材 料有關(guān)。使用時應(yīng)根據(jù)所要求的顯示亮度來選取合適的IF 值（一般選 10mA 左右，對于高亮度 LED可選 1～ 2mA），既保證亮度適中，也不會損壞 LED。若電流過大，會燒毀 LED的 PN結(jié)。此外， LED的使用壽命將縮短。 由于發(fā)光二極管的功耗低、體積小，色彩鮮艷、響應(yīng)速度快、壽命長，所以常用作收錄機(jī)、收音機(jī)和電子儀器的電平指示器、調(diào)諧指示器、電源指示器等。發(fā)光二極管在正向?qū)〞r有一定穩(wěn)壓作用，還可作直流穩(wěn)壓器中的穩(wěn)壓二極管，提供基準(zhǔn)電壓，兼作電源指示燈。目前市場上還有一種帶反射腔及固定裝置的發(fā)光二要管（例如 BT104B BT102F），很容易固定在儀器面板上。 發(fā)光二極管的使用注意事項 （ 1）管子極性不得接反，一般講引線較長的為正極，引線較短的是負(fù)極。 （ 2）使用中各項參數(shù)不得超過規(guī)定極限值。正向電流 IF不允許超過極限工作電流 IFM值，并且隨著 １６ 環(huán)境溫度的升高，必須作降額使用。長期使用溫度不宜超過 75℃ 。 （ 3）焊接時間應(yīng)盡量短，焊點不能在管腳根部。焊接時應(yīng)使用鑷子夾住管腳根部散熱，宜用中性助焊劑（松香）或選用松香焊錫絲。 （ 4）嚴(yán)禁用有機(jī)溶液浸泡或清洗。 （ 5） LED的驅(qū)動電 路必須加限流電阻，一般可取一百歐至幾百歐，視電源電壓而定。 （ 6）在發(fā)光亮度基本不變的情況下，采用脈沖電壓驅(qū)動可以節(jié)省耗電。對于 LED 點陣顯示器，采用掃描顯示方式能大大降低整機(jī)功耗。 發(fā)光二極管的主要特點 （ 1）在低電壓（ ～ ）、小電流 (5～ 30mA)的條件下工作，即可獲得足夠高的亮度。 發(fā)光響應(yīng)速度快（ 107～ 109 s），高頻特性好，能顯示脈沖信息。 （ 2）單色性好，常見顏色有紅、綠、黃、橙等。 （ 3）體積小。發(fā)光面形狀分圓形、長 方形、異形（三角形等）。其中圓形管子的外徑有 φ1 、 φ2 、φ3 、 φ4 、 φ5 、 φ8 、 φ10 、 φ12 、 φ15 、 φ20 （ mm）等規(guī)格，直徑 1mm的屬于超微型 LED。 （ 4）防震動及抗沖擊穿性能好，功耗低