Построение акустической схемы микрофона и ее электрического аналога. Вывод аналитического выражения для модуля смещения мембраны. Определение высоты воздушного объема мембраны под массивным электродом, принципы резонансных колебаний частот системы.
.3 Определение высоты воздушного объема h под массивным электродом, при которой мембрана будет неподвижна на частотеКонструкция капсюля конденсаторного микрофона представляет собой конденсатор, одним из электродов которого является тонкая натянутая мембрана 1, вторым - массивный электрод 2. Воздушный объем между электродами с целью повышения чувствительности микрофона и коррекции его частотной характеристики соединен с помощью отверстий 4 в массивном электроде с воздушным объемом 5. Обозначения на рисунке: - звуковое давление, действующее на мембрану; m1, C1, S1 - соответственно масса, гибкость и площадь поверхности мембраны; С2 - гибкость воздушного объема между электродами; m2, S2 - суммарные масса воздуха в отверстиях и площадь сечения отверстий; С3 - гибкость воздушного объема под массивным электродом; ? - толщина мембраны; ? - толщина воздушного слоя между электродами; d - толщина массивного электрода; h - высота воздушного объема под воздушным электродом; D - внутренний диаметр капсюля микрофона. Считать, что мембрана выполнена из дюралюминия и в колебаниях участвует лишь ее часть, площадь поверхности которой составляет часть от площади поверхности всей мембраны, а масса - часть от массы всей мембраны. Можно выделить 3 типа соединения элементов: а) соединение элементов, в котором скорость каждого элемента равна скорости всей системы, а сила, действующая на всю систему, равна сумме сил, приложенных к каждому элементу, - соединение в узел. б) соединение элементов, в котором скорость системы равна сумме скоростей отдельных элементов, а сила, приложенная ко всей системе, равна силе, приложенной к кажому из них, - соединение в цепочку. в) смешанное соединение элементов имеет такая механическая система, в которой встречаются как соединение в цепочку, так и соединение в узел.Представим элементы колебательной системы в виде механических двухполюсников и составим ее акустическую схему. Создав ma1 и ma2 вторые полюса прикреплением к стенке, перерисуем схему так, чтобы лучше было видно соединение элементов. Применив метод электромеханоакустических аналогий и правила составления схем-аналогов, преобразуем акустическую схему (рис. Перейдем от использования приведенных в задании механических параметров и переменных величин к использованию акустических параметров и переменных величин.Смещение мембраны определяется следующей формулой: , Перейдем от объемной скорости к линейной, поделив ее на поверхностную площадь мембраны. Аналогом линейной скорости является ток, поэтому перейдем к электрической схеме-аналогу системы и, используя законы Кирхгоффа, найдем аналитическое выражение для тока . Согласно рис.6 и законам Кирхгоффа, составим систему уравнений: , где (2) - уравнение, составленное на основе I закона Кирхгоффа, для узла I; (3) и (4) - уравнения, составленные на основе II закона Кирхгоффа, для контуров II и III соответственно. Определим высоту воздушного объема h под массивным электродом, при которой мембрана будет неподвижна при частоте fв. Резонанс в системе будет достигаться при равенстве знаменателя выражения модуля смещения мембраны нулю, т.е. для нахождения резонансных частот необходимо решить уравнение: Для расчета воспользуемся программой MATHCAD.
План
Содержание
1. Краткое изложение основных вопросов теории
2. Расчетная часть
2.1 Построение акустической схемы микрофона и ее электрического аналога
2.2 Вывод аналитического выражения для модуля смещения мембраны
Список литературы
акустический резонансный микрофон электрод
1. Лепендин Л.Ф. «Акустика». - М.: Высшая школа, 1978
2. Егоров Н.Н., Харитонов А.В. - Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Колебания и волны». - Л.: ЛЭТИ, 1984
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
