1.3 Телефондардың электрлік сипаттамалары

Телефон электромагнитті тербелістерді дыбысты күйге түрлендіруші болып табылады.

Әсер ету принципі бойынша телефонды электромагнитті, электродинамикалық және де басқа типті болады.Телефон аппараттарының ішінде қарапайым магнитті жүйелі электромагнитті телефондар кең таралған.

3.1– сурет. Электромагнитті телефон	3.2 – сурет. Телефондардың параметрлерінің өзгерісі

Конструкциясы бойынша бұл телефондар кең жинамалы және капсюлалы болуы мүмкін, қазіргі аппараттарда тек капсюлалар қолданылады.

Телефондардың конструкциясы. Қарапайым магнитті жүйелі екіполюсті телефондарда (3.1. а-суретті қараңыз) тұрақты магниттен (1), полюсті жалғау (2) және жұмсақ магнитті материялды мембранадан тұратын магнит тізбегі бар. Электромагниттің орамдары (4) полюс жалғауларында орналасады және одан өтетін айнымалы ток полюс қондырғыларында әр атты полюстер құратындай қосылған. Нәтижесінде айнымалы магнит ағыны мембрананың тартылу күшін өзгертіп, оның тербелісін тудырады.

Жіктелген магнитті жүйелі телефондарда (3.1,б-сурет) тұрақты электромагниттер арқылы түзілетін магнит ағындары тең емес 2 ағынға бөлінеді. Олардың әрқайсысы мембранамен байланысқан якорь және полюсті қондырғылар арқылы тұйықталады. Нәтижесінде якорьдың 4 соңы мен оған бекітілген (тіркелген) мембрана 5 тербеледі.

Арзан және қарапайым магнитті жүйелі телефондар жиі қолданылады, ал жіктелгені магнитті тізбегі бар түрлендіргіштер көбінесе электромагнитті микрофондарда қолданылады.

Қарапайым магнитті жүйелі электромагнитті телефонның жұмыс істеу принципі. Өзекшедегі тұрақты магнит ағынының индукциясын В₀, ал телефон орамынан айнымалы сөйлесу тоғы өткен кезде түзілген магнит индукциясын В ~= Вm sinwt деп белгілейік (3.2 сурет, 1 қисық). Мембрананың тартылыс күші магнитті ағын арқылы пайда болған магнит индукциясының квадратына тура пропорционал.

Телефон орамында айнымалы тоқ болғанда, оның мембранасына әсер ету күші:

F₀=кВ²₀ ,

мұндағы к-пропорционалдық коэффициенті.

Телефон орамында айнымалы тоқ болғанда

F_~=(В₀ + В_~)² .

Бұл күштердің әртүрлілігі телефонның тербелетін мембранасының қозғалу күшін анықтайды:

∆F=F_~-F₀=2кВ₀В_~+КВ² . ( 3.1 )

Телефондағы тұрақты магниттің рөлін анықтайық. Тұрақты магнит болмағанда В₀=0.21 төменгідей болады:

∆F=кВ²_~ . ( 3.2 )

В ~= Вm sinwt болса, онда

∆F¹=кВ²_msin²wt=кВ²_m0,5(1-соs2wt)= 0,5кВ²_m-0,5кВ²_m соs2wt . ( 3.3 )

Диафрагма өзекшеге 0,5кВ²_m күшпен иіледі және осы жағдайдан тепе – теңдік тоқ бағытының әрбір өзгерісінде өзекшеге тартыла отырып, екі есе жиілікпен (3.2- сурет, 2- қисықты) тербеледі. Бұл жағдайда телефон мен микрофон мембранасының тербелістері арасында ешқандай сәйкестік болмайды, сондықтан берілетін дыбыстар өзгереді.

В₀ индукциялы тұрақты тоқтың болуы (3.1) формулаға сәйкес В~=Вm sinwt болғанда мембрананың тербелісін тудырушы күш:

∆F¹¹=2кВ₀Вm sinwt+0,5кВ²_m-0,5кВ²_m соs2wt . ( 3.4 )

Егер В₀≥В_m болса, 3.4 формуладағы екі есе жиілікті құраушыны елемеуге болады, онда:

∆F=0,5кВ²_m+2кВ₀Вm sinwt . (3.5 )

Телефон орамында мембрана орамында тепе-теңдік жағдайдан айнымалы тоқтың жиілігімен тербеледі (3.2-сурет, 3-қисық)

Егер В₀≥В_m болғанда, 3.4 формуладағы екі есе жиілікті құрастырушыны есепке алу керек. Тоқ орамын пайда болған екінші гармоника әсерінен телефон өзгеріс әкеледі.

Осылайша сөйлеу сигналдарын қабылдау кезінде мембрана тербелістерінің өзгермеуін қамтамассыз ету телефондағы тұрақты тоқтың негізгі міндеті. Сонымен қатар тұрақты тоқ мембрананың тартылыс күшін, телефонның сезімталдығын жоғарлатады. Тұрақты магнит болғанда мембранаға әсер етуші айнымалы күшті құрастырушы амплитуда 3.5 формулаға сәйкес:

∆F_m=2кВ₀Вm . (3.6)

Бұл құрастырушы тұрақты магниттің В₀ индукциясына пропорционал.

Дегенмен В₀ В_m көбейтіндісінді (3.6 формуланы қараңыз) минималды, мембрананың тартылыс күші _∆ F_m максималды болатын Во-опт жағдайға дейін ғана жоғарлауы мүмкін. Бұл шарт магнитті жүйедегі магниттелудің жұмыс нүктесі қисық магниттенудің түзу сызықты бөлігінде қанығу моментіне дейін таңдалғанда сақталады. Магнитті жүйе қаныққан жағдайда телефон орамынан өтуші тоқ мембранада ағын және оның өзгерісін тудырмайды, сондықтан да мембрана тербелмейді.

Магниттену нүктесін дұрыс таңдау үшін телефон орамын қанығу дәрежесі жоғары қатты магнитті материялдан (альни) жасалған тұрақты магнитті полюстеріне емес, магнит өткізгіштігі жоғарғы магнитті материалдан (пермала) жасалған полюсті жалғауларда (қондырғыларда) орналастыру керек.

Полюсті жалғаулардың (қондырғылардың) көлденең қимасының ауданын таңдау арқылы магнитті индукцияның қажетті мәнін алуға болады. Қарапайым магнитті тізбекті ТК-67 және ТА-4 телефондары пайдаланылады.

Телефондардың сипаттамасы. Телефонның сезімталдығы S_Т жиілік беру диапазонында дыбыс тербелістерін электрлі күйге түрлендіруші ретіндегі қасиетін сипаттайтын шама. Бұл шама «жасанды құлақ» камерасында телефон арқылы дамитын дыбыс қысымының Р_Т кернеуге U_T (оның қысылуына арналған) қатынасы S_T = Р_Т/U_T арқылы анықталады және Па/В өлшенеді. «Жасанды құлақ» акустикалық параметрлерінің барлығы адам құлағына сәйкес келетін өлшеуіш құрал.

Телефондардың сезімталдығының жиілік сипаттамасы (3.3-сурет) олардың құрылысына тәуелді. Резонансты сипаттамасы анық байқалатын те­лефондар (капсюль Т-47) резонансты деп аталады. Олардың орташа жиілігі шамалы ғана, сонда да жиілік өзгерісі жоғары.

Бірқалыпсыздық сипаттамасы 700-1000 Гц жиіліктегі телефон мембранасының ауа салмағының резонансымен сипатталады. Жиілік берілетін диапазондағы бірқалыпты-лықты жақсарту үшін телефондарда акустикалық резонатр мен жұмсақ қорғаныш төсемдерін қарастырады (ТА-4, ТК-67, ДМЭК-7Т). Мұнда телефондар кең жолақты деп аталады.

Телефонның жиілік сипаттамасының бірқалыпсыздығы төмендегі формуламен анықталады:

ал орташа сезімталдық S_ор

3.3 – сурет. Телефон сезімталдығының жиілік сипаттамалары

Бұл сипаттамалар телефонның сапасын бағалайтын негіз болып табылады.

300-3400Гц жиіліктегі бірдей телефондардың S_T мен S_ор мәндері төменде келтірілген

Телефондардың типі	ТК-47	ТК-67	ТА-4	ДЭМК-7Т
Sор Па/В	17	15	6	22
∆ST, ДБ	35	20	14	8

Телефонның маңызды сипаттамаларының бірі-оның кедергісі Z_Т. Ол акустикалық салмақта (күш, жүк) қалыпты жағдайда жұмыс істегенде анықталады.

Капсюльді телефондар кедергіге байланысты төмен және жоғары омды болып бөлінеді. Біріншісі тұрақты тоққа R_Т=130 Ом кедергіге айнымалы жиілікке 1000Гц – /Z_T / =260 Ом кедергіге, ал екіншісі R_Т= 2200 Ом және / Z_T /=10000 Ом кедергіге ие. Төменгі омды телефондар жалпы қолданатын телефон аппараттарының барлығында, ал жоғары омды-арнайы телефон аппараттарында қолданылады. Жиілік сипаттаматының қажетті формасы диафрагмамен қоршау (қалқа) арасындағы ауа камерасының көлемін таңдау, қоршауда (қалқада) тесіктің болуы және олар тартылған матаның тығыздығы арқылы жүзеге асады.

Тапсырма:

-матрицалық ферридты қосқыштың басқару сұлбасында кірістін шығыспен қосылуын көрсетіңіз және байланыс болғаннан кейін ферридты қалпына келтіріңіз. Берілген мәндер 3.1 және 3.2- кестеде.

3.1- кесте.

Берілген мәндер

Сон алдындағы нөмір студенттік билеттін	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Шығыс	1	7	5	6	2	4	3	8	1	3

3.2- кесте.

Сонғы нөмір студенттік билеттін	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Кіріс	4	1	2	5	3	6	7	3	8	4

Тиiстi курстi оқып білгеннен кейiн, есептi орындауға кiрiседi

Берілген есепке материалдар [1, 69-70 беттерде] берілген.

Байланысты ұйымдастыру кезінде сұлбаның жұмысының реті берілген әдебиетте жазылған. Жұмыс iстеген ферридтiң сөндiруiне тоқтатушы реленi 0 және байланысты ұйымдастыру кезінде қатысқан бір кқлденең қосылған релені қолданылады. Көрcетiлген релелердiң жұмыс істеу нәтижесінде iстеген релелердiң контактілі және көлденең қосылған ферридтердiң бiр орамы арқылы тоқ тізбегі пайда болады.

Бақылау сұрақтары:

1. Телефонның сезімталдық сипаттамасы неден тәуелсіз болады?

2. Телефонның негізгі жиілік сипаттамасы қалай анықталады?

3. Телефон қандай түрлендіргіштерге жатады?

4. Телефон аппараттардың классификациясын келтіріңіз?

5. Телефондағы тұрақты магниттің қызметі қандай?