3. Приведите устройство и кратко опишите принцип действия электромагнитного телефона с простой электромагнитной системой.

Телефон преобразует речевой сигнал в звуковые колебания. По принципу действия электроакустические преобразователи делятся на электромагнитные, электродинамические, электростатические (конденсаторные) и пьезоэлектрические. Эти преобразователи могут работать и в качестве микрофонов, то есть это обратимые преобразователи.

Различают электромагнитные телефоны с простой и дифференциальной магнитной системой. Рассмотрим принцип действия электромагнитного телефона с простой магнитной системой.

Принцип действия электромагнитного телефона основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых постоянным магнитом и электромагнитом телефона. В результате изменяется сила, действующая на мембрану.

Приведем устройство капсюльного электромагнитного телефона. В состав электромагнитного телефона входят: 1 – мембрана; 2 – полюсные надставки; 3 – полукольцевые постоянные магниты; 4 – электрообмотка. Мембрана телефона изготовлена из магнитомягкого материала. Под воздействием постоянного магнита, создающего магнитный поток φ₌, мембрана находится в притянутом состоянии. Когда в обмотку телефона поступает переменный ток, образуется переменный магнитный поток φ_≈. Мембрана, находящаяся под воздействием суммарного магнитного потока, величина которого изменяется, совершает колебательные движения.

Рис. 7.11.Устройство электромагнитного телефона

Сила притяжения мембраны прямо пропорциональна квадрату магнитного потока

, (7.9)

где k – коэффициент пропорциональности.

Из этого выражения следует, что мембрана телефона совершает колебания с частотой ω (член 2φφ₌ksinωt) и с удвоенной частотой 2ω (член φ²kcos2ωt). Последний член вносит нелинейные искажения. В реальных телефонах φ₌/φ>1000, и вторым членом можно пренебречь по сравнению с первым. В современных телефонах электромагнитного типа величина нелинейных искажений составляет (2÷3)%.

4. Приведите устройство и кратко опишите принцип действия электромагнитного телефона с дифференциальной электромагнитной системой.

Рис. 7.12. Устройство телефона с дифференциальной электромагнитной системой

Этот телефон состоит из следующих элементов: 1 – постоянный магнит; 2 – полюсная надставка; 3 – якорь; 4 – мембрана; 5 – обмотка. На якорь телефона действует две силы:

(7.10)

.

Колебания мембраны определяются взаимодействием этих сил

. (7.11)

Таким образом, выражение для силы, колеблющей мембрану, не содержит слагаемого с двойной частотой. Поэтому телефоны с дифференциальной системой не вносят нелинейных искажений при передаче, а также имеют более высокую чувствительность, чем телефоны с простой электромагнитной системой.

Телефоны с дифференциальной электромагнитной системой сложнее и дороже телефонов с простой электромагнитной системой, поэтому они не применяются в телефонных аппаратах общего назначения.

Эксплуатационные параметры телефона.

1. Чувствительность телефона , [Па/В], где Р – звуковое давление, U_T – действующее значение переменного напряжения, приложенного к зажимам телефона.

2. Частотная характеристика чувствительности телефона S_T(f) (рис. 7.13).

Рис. 7.13. Частотная характеристика чувствительности телефона

3. Неравномерность частотной характеристики , [дБ]. Телефон ТК-67 имеет неравномерность ΔS_T=20 дБ, ДЭМК-7Т – ΔS_T=8 дБ.

4. Средняя чувствительность в заданном диапазоне частот

. (7.12)

У телефона ТК-67 S_Тср=15 Па/В, у ДЭМК-7Т – S_Тср=20 Па/В.

5. Приведенная чувствительность телефона – это чувствительность, которую имел бы телефон, если бы модуль его входного сопротивления был равен 600 Ом при той же потребляемой мощности,

, (7.13)

где Z_T – сопротивление телефона. Этот параметр используется для сравнения телефонов с учетом потребляемой мощности.