Transduser

En lydgiver er en transduser som konverterer akustiske signaler som vekslende lydtrykk til elektriske signaler ( elektrisk spenning ) eller omvendt konverterer elektrisk spenning til akustiske signaler og dermed fungerer som en lydkilde . Eksempler på lydtransdusere er mikrofonen , sensoren og pickupen som lydmottaker, samt høyttaleren .

Henrettelser

Følgende prinsipper kan gjelde for elektroakustiske omformere:

elektromagnetisk : tiltrekning av jerndeler gjennom inhomogene magnetfelt (gamle telefonmottakere , enkle hodetelefoner , historiske høyttalere , plateopptak )
elektrodynamisk : induksjon i den bevegelige lederen, kraft på en strømførende leder i et magnetfelt (dynamisk mikrofon , båndmikrofon , elektrodynamisk høyttaler, opptak)
elektrostatisk : kraft på membranen, endring i spenning og kapasitans av membranen under bevegelse ( kondensatormikrofon , elektrostatisk høyttaler)
- Elektret : permanent elektrisk felt gjennom polarisering av materialet (elektretmikrofon)
Piezoelektrisk : endring i lengde når spenningen endres og omvendt ( signalsender , plateskanner, strukturbåren lydmottaker, ultralydtransduser )

Tidligere ble magnetostriktive transdusere brukt til å generere ultralyd under vann ( ekkolodd ).

Elektrodynamisk prinsipp

Elektrodynamiske lydtransdusere, for eksempel mikrofoner og høyttalere, består av et fast, permanent magnetisk felt og en elektrisk leder anordnet bevegelig i den, som i praksis enten er viklet inn i en talespole eller består av en lett metallfolie. Lederen er på sin side mekanisk koblet til en oscillerende membran .

Det følgende lineære forholdet eksisterer mellom Lorentz -kraften F som utøves på membranen av den elektriske lederen til en elektrodynamisk høyttaler eller hodetelefoner og eksitasjonsstrømmen i:

F_{\omega }=B\cdot l\cdot i.

{\ displaystyle F _ {\ omega} = B \ cdot l \ cdot i.}

F_ \ omega = B \ cdot l \ cdot i.

med

F _ω = kraft som utøves på membranen

B = magnetisk induksjon eller magnetisk fluks tetthet

l = lengden på den elektriske lederen

i = elektrisk strøm i lederen

Hvis det er strukturelt sikret at den bevegelige lederen forblir i den homogene delen av det permanente magnetfeltet selv under de største bevegelsene som skal utføres, kan lydtransdusere med spesielt lav forvrengning bygges i henhold til dette transduserprinsippet på grunn av den mekaniske vibrasjonsstørrelsen.

Signalspenningen ( kildespenning ) som sendes ut av en elektrodynamisk lydsensor uten belastning er proporsjonal med magnetisk fluxdensitet (induksjon), lederlengde og hastighet v til lederen vinkelrett på magnetfeltet:

u=B\cdot l\cdot v\,

{\ displaystyle u = B \ cdot l \ cdot v \,}

u = B \ cdot l \ cdot v \,

med

u = signalspenning

B = induksjon

l = lengden på den elektriske lederen

v = hastighet

De mest kjente praktiske versjonene av elektrodynamiske lydsensorer er mikrofonen i bevegelig spole og båndmikrofonen.

litteratur

Thomas Görne: Lydteknikk. 1. utgave, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9
Heinz Sahm: HIFI -høyttalere. 2. utgave, Franzis Verlag GmbH, München, 1982, ISBN 3-7723-6522-1
Michael Dickreiter, Volker Dittel, Wolfgang Hoeg, Martin Wöhr (red.), "Handbuch der Tonstudiotechnik", 8., reviderte og utvidede utgave, 2 bind, forlag: Walter de Gruyter, Berlin / Boston, 2014, ISBN 978-3-11 -028978-7 eller e- ISBN 978-3-11-031650-6 .