情報センシング第7回講義

5問 • 2年前

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コンデンサ型マイクロホンについて簡潔に説明せよ。

コンデンサ型マイクロホンとは、ダイヤフラムと固定電極とで形成したコンデンサの電気容量の変化を利用して音圧を電気信号に変換する音響センサである。

ダイナミック型マイクロホンについて簡潔に説明せよ。

ダイナミック型マイクロホンとは、ダイヤフラムに接続された可動コイルが磁気中で振動した際の電磁誘導を利用して音圧を電気信号に変換する音響センサである。

コンデンサ型マイクロホンは(①)の変化を利用して音圧を電気信号に変換する(②)センサである。(③)と(④)とでコンデンサを形成し、直流電源でコンデンサを充電する。音圧の変化によって(③)が振動すると、(③)と(④)との(⑤)が変わることで(①)が変化する。この(①)の変化を電気信号に変換する。このタイプのマイクロホンは(⑥)方式コンデンサ型マイクロホンとよばれ、スタジオ録音用として広く用いられているが、一方で、数十V～数百Vの直流電圧が必要で回路も複雑になり、取り扱いが難しいという問題がある。(⑥)方式の欠点を克服するため、(⑦)に電荷を打ち込むことで半永久的電荷を保持した(⑧)を(④)に設けた、(⑧)方式コンデンサ型マイクロホンが登場した。(⑧)方式コンデンサ型マイクロホンは(⑥)が不要で回路も簡便になり、一般用として広く普及している。

電気容量, 音響, ダイヤフラム(振動膜), 固定電極, 間隔(距離), 直流バイアス, 高分子フィルム, エレクトレット

ダイナミック型マイクロホンは(①)を利用して音圧を電気信号に変換する音響センサである。(②)と、(③)に接続された(④)から構成され、(④)は(②)がつくる磁界を横切るように取り付けられている。音圧によって(③)が振動すると、そこに取り付けられた(④)が(②)がつくる磁界中で振動し、(④)に(⑤)が生じる。この(⑤)もしくは(⑤)によって流れる電流を計測することで、音圧を求めることができる。

電磁誘導, 磁石, ダイヤフラム, 可動コイル, 誘導起電力

空中超音波センサの超音波の発生源および受信源に利用される効果と、その材料について簡潔に説明せよ。

超音波の発生源には、圧電体に電界を加えると圧電体が電界の強さに比例してひずむ逆圧電効果が利用され、圧電体には応答の早い圧電セラミックが用いられる。超音波の受信源には、圧電体に力を加えてひずみを与えると、圧電体の表面にひずみに比例した分極が生じる圧電効果が利用され、圧電体には同様に応答の早い圧電セラミックが用いられる。

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