Из-за недостатков угольные микрофоны не используются в качестве студийных при организации связи совещаний поездной диспечерской связи и т.д..

Электроакустические преобразователи, их типы и эксплуатационные характеристики.

Телефон. Электромагнитный телефон (рис.1, а), состоит из постоянного магнита 1, полюсных надставок 2, на которых размещены обмотки 4 и мембрана 3 из ферромагнитного материала. Под действием постоянного магнита мембрана всегда находится в изогнутом состоянии. При прохождении переменного тока через обмотку создается переменный магнитный поток, взаимодействующий с магнитным потоком постоянного магнита и вызывающий колебания мембраны.

Обозначим магнитную индукцию постоянного магнита как B ₀, а магнитную индукцию, создаваемую синусоидальным переменным током.

При отсутствии тока в обмотках телефона на мембрану будет действовать сила

Где k – коэффициент пропорциональности.

Рисунок 1. Электромагнитный телефон

 

Головки громкоговорителей.
По системе излучения головки громкоговорителей разделяются на диффузорные электродинамические и рупорные. Наибольшее распространение получили диффузорные электродинамические головки громкоговорителей.

В диффузорных головках громкоговорителей (рис.2, а) в качестве излучающего органа применяется диффузор-диафрагма 3, имеющая форму неглубокого конуса с углом при вершине 100..120°. Подвижная система состоит из бумажного диффузора 3 и прикрепленной к нему легкой звуковой катушки 5. Магнитная цепь содержит кольцевой постоянный магнит 1, фланцы 4и7, а так же керн 6. Ток звуковой частоты подводится посредством гибкого держателя 2.

В рупорных головках громкоговорителей (рис.2, б) излучающий рупор 2 представляет собой расширяющуюся трубу, сечение которой изменяется по определенному математическому закону. Узкий конец рупора примыкает к диафрагме, связанной со звуковой катушкой 1. Рупорные головки громкоговорителей выпускаются мощностью до 100 Вт и предназначены для озвучения больших открытых площадей.

Рисунок 2. Громкоговорители

 

 

Угольный микрофон. Электрическая цепь угольного микрофона с нагрузкой R_H приведена на (рис.3, а). При отсутствии звука микрофон обладает статическим сопротивлением R_ст (рис.3, б). При воздействии на мембрану микрофона на синусоидально изменяющегося звукового давления сопротивление будет изменяться по тому же закону:

Где R _д – динамическое сопротивление микрофона при работе;

r_m – амплитуда переменной составляющей сопротивления микрофона;

В среднем динамическое сопротивление микрофона на 20 % больше статического, т.е r_m= 1,2 R_ст .

Рисунок 3. Схема электрической цепи угольного микрофона и измерение его сопротивления.

Применяются микрофоны с разными сопротивлением: низкоомные (30..80 Ом) и высокоомные (100..260 Ом).

Электродинамические микрофоны. По устройству подвижной системы электродинамические микрофоны разделяются на катушечные и ленточные. В катушечных микрофонах в качестве подвижной системы применяется катушка, в ленточных- легкая металлическая лента.

Магнитная система катушечного микрофона (рис.4, а) состоит из цилиндрического постоянного магнита 2 и магнитопровода, имеющего центральный стержень 1 и фланцы 4. В зазоре между фланцами расположены подвижная катушка 3, связанная с мембранной 5. Звуковые волны проходят через отверстия крышки 6 и воздействую на мембрану, вызывая ее колебания.

Электродвижущая сила, возникающая в катушке.

Где В₀- индукция магнитного поля постоянного магнита;

v-скорость колебания катушки, м/с.

Устройство ленточного микрофона показано на (рис.4, б). Между полюсными наконечниками постоянного магнита 2 подвешена тонкая алюминиевая гофрированная лента 1. Под действием звуковых волн лента, сужающая мембраной, колеблется, и в ней индуцируется ЭДС. Специальный наконечник 5 образует одну воздушную полость 6, а дуга магнита 2 ограничивает другую полость 3. Воздух в щелях 4 и 7 играет роль элементов массы, которые корректируют скорость колебаний ленты. Ленточные микрофоны имеют равномерную частотную характеристику и применяются главным образом в радиовещательных студиях.

 

 

Рисунок 4. Электродинамические микрофоны.

Электретный микрофон обладает высоким выходным сопротивлением. Для его уменьшения в корпус микрофона встраивают истоковый повторитель на полосовом n-канальном транзисторе с p-n переходом. В результате выходное сопротивление микрофона снижается до величины 3..4 кОм, что обеспечивает снижение потерь мощности сигнала при подключении в телефонном аппарате (ТА) микрофона ко входу микрофонного усилителя.

 

1.3 Схемы телефонной передачи, местный эффект и способы его устранения.

 

Схемы телефонной передачи

Простейшая схема.

Рассмотрим схему, приведена на рисунке состоящий из угольного микрофона ВМ и электромагнитного телефона BF,соединенных последовательно. Эти устройства включены в двухпроводную линию (воздушную или кабельную). В последовательную цепь включена батарея GB,состоящая из сухих элементов или аккумуляторов. Батарея необходима для питания микрофонов и располагается в одном из пунктов, например в пункте А. Когда никто не говорит, что проходит постоянный ток: плюс батареиGB,микрофон ВМ, телефон BF,зажим1,линия Л1,зажим3, телефон BF, микрофон ВМ, зажим4,линия Л2,зажим2,минус батареиGB. Будем в дальнейшем придерживаться правила: начинать описание цепи от одного полюса источника тока и заканчивать на другом полюсе. При описании цепей постоянного тока принято начинать с плюса(+GB)и заканчивать на минусе(-GB) источника тока.

Теперь рассмотрим процесс передачи речи от пункта А к пункту Б.Если абонент в пункте А начал говорить перед микрофоном, то звуковые волны. попадая на мембрану, изменяют сопротивление микрофона.

Соответственно изменяется ток в последовательной цепи. Как мы установили, ток в цепи пульсирующий, имеющий две составляющие: постоянную и переменную. Источником переменной составляющей является микрофон ВМ. Создается цепь разговорного тока: микрофон ВМ, телефон BF,зажим1,линия Л1,зажим 2,батарея GB,микрофон ВМ.

Так как ток переменный, то при описании цепи можно начинать с любого вывода ВМ и обходить цепь по часовой или против часовой стрелки. Переменный ток при прохождении через электромагнитный телефон вызывает колебания его мембраны. Следовательно, абонент в пункте Б слышит речь абонента, находящегося в пункте А.

Описанная схема телефонной передачи предельно проста, содержит минимальное число приборов, но практически применяется только связистами при поверке жил кабеля или проводов на обрыв и сообщений между собой для отыскания нужной жилы кабеля в пучке (так называемая “ прозвонка”) и т.д.

Для организации телефонной связи между абонентами эта схема не применяется из-за ряда присущих ей серьезных недостатков:

• необходимости подбора напряжения источника питания микрофонов в зависимости от длины линии, которая определяет сопротивление цепи;

• Похождения через катушки электромагнитных телефонов постоянного тока, создающего дополнительный магнитный поток, в результате чего усиливается или ослабляется магнитный поток постоянного магнита и качество передачи существенно снижается;

• Наблюдаемого при передаче явления “местного эффекта” т.е. прослушивания в телефоне собственной речи;

• Неэффективной работе микрофона как генератора переменного тока звуковых частот.

Дело в том, что при телефонной передаче всегда стремятся получить на нагрузке максимальную мощность сигнала, а в данной схеме этого добиться невозможно. Из электротехник известно, что наибольшую мощность генератор может отдать при условии, что его внутреннее сопротивление будет равно сопротивлению внешней цепи с нагрузкой. В рассмотренной схеме это условие не соблюдается.