книги из ГПНТБ / Мазель, С. И. Сооружения сельской телефонной связи и проводного вещания учебник

возникающих одновременно с основным колебанием и складыва­ ющихся с ним. Тембр звука — это то качество, которое позво-' ляет различать голоса различных людей, различные музыкаль­ ные инструменты и т. и.

принимающий электрические ко- Рис. 53. Простейшая схема теле- лебания и преобразующий их в

(рис. 53), то с помощью такого устройства будет возможно те­ лефонирование.

Источник электрической энергии (батарея Б) необходим для создания тока в цепи микрофона.

§ 21. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

СПОМОЩ ЬЮ МИКРОФОНА

Впрактике телефонирования для преобразования звуковых колебаний в колебания электрические наибольшее применение имеют угольные порошковые микрофоны.

угольного порошка 3, мембраны 1 и войлочного кольца 2. Не­ подвижный электрод и мембрана изготовляются из токопроводя­ щего материала. Между неподвижным электродом, угольным порошком и мембраной поддерживается постоянный контакт.

Угольный порошок изменяет свое сопротивление в зависи­ мости от изменения давления мембраны на него; чем больше контактное давление между зернами, т. е. чем они плотнее при­ жаты друг к другу, тем меньше сопротивление порошка, и, на­ оборот, чем меньше контактное давление, т. е. чем слабее уголь­ ные зерна прижаты друг к другу, тем больше сопротивление порошка.

118

Если между электродом 4 и мембраной 1 включить батарею Б, то по цепи потечет постоянный ток, величина которого будет зависеть от напряжения батареи и сопротивления угольного порошка.

Если перед мембраной начать говорить, то под действием звуковых волн она будет колебаться. Под действием уплотнен­ ных частиц воздуха мембрана прогнется внутрь микрофона и

Рис. 54. Схема (а) и устройство (б) микрофона М К -10

уплотнит угольный порошок. В результате этого сопротивление микрофона уменьшится, а ток в цепи микрофона увеличится.

Когда перед мембраной образуется разряжение частиц воз­ духа, она выгнется в обратную сторону. При этом сопротивление микрофона вследствие разрыхления порошка увеличится, а ве­ личина тока в цепи уменьшится. Так звуковые колебания пре­ образуются в колебания электрического тока.

Современные микрофоны изготовляют в виде закрытых капсюлей, легко заменяемых в случае повреждения (капсюли МК-10 и МК-16).

Устройство капсюля МК-10 показано на рис. 54, б. В его штампованном корпусе 3 укрепляется неподвижный латунный

119

электрод цилиндрической формы 2. В корпус засыпается уголь­ ный порошок 10. Неподвижный электрод изолирован от корпуса двумя шайбами 11 и изолирующей втулкой 1. Второй подвиж­ ный электрод 4 из тонкой латуни в виде пустотелой чашечки укрепляется на легкой металлической фигурной мембране 6. Края мембраны закреплены кольцом 8. Подвижный электрод погружается в угольный порошок. Между мембраной и уголь­ ным порошком находится эластичная пленка 9. Сверху мембра­ на завальцовывается крышкой 7 с отверстиями для прохожде­ ния звуковых волн. Над этой крышкой находится вторая крыш­ ка 5, которая задерживает испарения, выделяющиеся при раз­ говоре. Данные о наиболее распространенных микрофонных капсюлях приведены в табл. 21.

Микрофонные капсюли МК-16 имеют несколько улучшенную конструкцию по сравнению с капсюлями МК-Ю, что дает воз­ можность получить от них большую равномерность частотной характеристики.

§ 22. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В ЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ С ПОМОЩ ЬЮ ТЕЛЕФОНА

На рис. 55 показаны схема и устройство телефона. Телефон состоит из мембраны 3, изготовленной из мягкой отожженной стали, постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками и двух обмоток (катушек) 2 из медной изолированной проволоки.

Если по обмоткам катушек ток не проходит, мембрана под действием притяжения постоянного магнита несколько изогнута в его сторону (положение покоя). При прохождении по обмоткам переменного тока вокруг катушек возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного маг­ нита.

В такт с изменениями электрического тока в обмотках мем­ брана совершает колебания. Колебания магнитного потока пре­ образуются в механические колебания мембраны, которые яв­ ляются источником звуковых колебаний.

120

Телефонные капсюли в настоящее время выпускаются трех типов ТК-47, ТК-67 и ТА-4. Более совершенным является кап­

сюль ТК-67, в котором применена дифференциальная магнит­ ная система.

Рис. 56. М икротелефон

Для удобства пользования телефон и микрофон объединяют в один прибор — микротелефон. Общий вид микротелефона по­ казан на рис. 56. В верхней части помещается телефон, а в ниж­

121

§ 23. ТЕЛЕФОННЫЕ АППАРАТЫ СИСТЕМЫ МБ

Простейшая схема двусторонней телефонной связи приведена на рис. 58, а. Ток от батареи Б проходит последовательно теле­ фон Т1 и микрофон M l аппарата одной станции, провода линии, телефон Т2 и микрофон М2 другой станции.

Эта схема имеет следующие недостатки:

напряжение батарей, питающей микрофоны, при увеличе­ нии длины линии необходимо увеличивать, что делает связь по этой схеме неудобной, а аппаратуру громоздкой. Кроме того, увеличивать напряжение батареи можно лишь до определенных пределов;

по обмоткам телефонов проходит постоянный ток, что может привести при неправильном включении телефонов к размагни­ чиванию постоянных магнитов;

сопротивление микрофона может быть значительно меньше сопротивления линии, и изменения сопротивления микрофона составят лишь незначительную часть общего сопротивления це­ пей. Поэтому ток, проходящий через обмотки телефона, может меняться очень незначительно, и слышимость будет неудовлет­ ворительной.

TZ

Рис. 58. С хема двусторонней телеф онной связи:

а — простейшая, б — с применением трансформаторов

Для устранения этих недостатков применяют трансформа­ торы (индукционные, катушки). В схеме двусторонней телефон­ ной связи (рис. 58, б) постоянный ток от батарей не проходит по обмоткам телефона, и сопротивление линии не влияет на ве­ личину тока питания микрофонов. Применение трансформато­ ров увеличивает дальность телефонной связи.

122

В этой схеме электропитание микрофонов аппаратов осу­ ществляется от отдельных батарей, имеющихся в каждом ап­ парате. Такая система питания называется системой местной

батареи МБ, а сами телефонные аппараты называются телефон­ ными аппаратами МБ.

При рассмотрении принципа работы телефонного аппарата необходимо помнить, что чтение любой схемы телефонного ап­ парата состоит в прослеживании следующих основных цепей: вызова станции, питания микрофона, прохождения разговор­ ного тока, вызова абонента.

На рис. 59 приведена принципиальная схема телефонного аппарата МБ. Основными частями аппарата являются: микро­ фон М и телефон Т, объединенные в микротелефон; телефонный трансформатор Тр\ индуктор Инд; звонок переменного тока Зв.

Тр Л

Назначение и принцип действия микрофона, телефона и транс­ форматора были рассмотрены.

Рассмотрим назначение и действие остальных частей теле­ фонного аппарата.

Индуктор служит источником переменного тока при посылке сигнала вызова. Он представляет собой небольшой генератор тока, приводимый в действие вращением рукоятки (рис. 60).

При нормальной скорости вращения индуктор вырабатывает переменный ток частотой около 15 Гц и напряжением до 90 В.

В настоящее время применяют индукторы, у которых посто­ янные магниты имеют не подковообразную, а прямоугольную форму. Имеются также индукторы для настольных аппа­ ратов.

Так как во время телефонного разговора индуктор не нужен, его обмотка включается в линию только на время посылки вызова.

Звонок переменного тока (рис. 61) служит для приема сиг­ нала вызова. Звонок состоит из электромагнита с двумя сер­ дечниками 1 и 3, постоянного магнита С-Ю, якоря 2 с бойком и чашек 4. Если ток по обмоткам электромагнитов не проходит, оба конца якоря притягиваются сердечниками с одинаковой

123

силой. Если же по обмоткам проходит ток, сердечники получают добавочное намагничивание так, что на одном из них образу­ ется одна полярность, а на другом — противоположная. При перемене направления тока полярность изменится на обратную.

Если по обмоткам электромагнитов проходит переменный ток, якорь притягивается то к одному, то к другому сердечнику, а боек ударяет то по одной, то по другой чашке звонка.

Кроме описанных приборов, в телефонном аппарате имеется рычажный переключатель РП (см. рис. 59). Рычажный переклю­

линию Л1—Л 2 через контакты./—3. Звонок аппарата не звонит,

124

Затем снимают микротелефонную трубку с рычага РП. Кон­ такты 7—8 разомкнутся. Замкнутся контакты 4—6 РП и 5—7 РП. Контактами 4—6 РП замыкается цепь питания микро­ фона М, звонок от линии отключается, а в линию контактами 5—7 РП включается телефон и последовательно с ним II об­ мотка Тр.

При разговоре перед микрофоном М через первичную обмот­ ку трансформатора Тр проходит ток переменной величины, который индуктирует во вторичной обмотке переменный разго­ ворный ток, проходящий по следующей цепи: обмотка II Тр, телефон Т, провод Л2, аппарат другого абонента, провод Л1 кон­ такты 1—2 индуктора, контакты 5—7 рычажного переключа­ теля, обмотка II Тр. По окончании разговора абонент вешает микротелефонную трубку на рычаг, контакты 5—7 и 4—6 РП

Рис. 62. Схема телеф онного аппарата БА ГТА -М Б

размыкаются, замыкаются контакты 7—8 РП, и телефон готов к принятию вызова. Вызывной ток, посланный со станции, про­ ходит по цепи: провод Л1, контакты 1—2 Инд, контакты 7—8 РП, обмотки звонка Зв, провод Л2. Звонок звонит, сигнализируя о вызове.

Рассмотренная упрощенная схема телефонного аппарата об­ ладает существенным недостатком, который состоит в том, что во время двустороннего разговора абонент в телефоне слышит свою речь и местные шумы. Это явление называется местным эффектом. При наличии местного эффекта уменьшается даль­ ность передачи. Это объясняется тем, что передача и прием речи чередуются и, когда после прослушивания своей (громкой) ре­ чи слушается принимаемая речь с меньшим уровнем громкости, ухо, утомленное перегрузкой, слабее слышит принимаемый раз­ говор, так как чувствительность уха остается пониженной в те­ чение 3—5 с. Кроме того, шумы окружающего помещения, воз­ действуя на микротелефон, воспроизводятся в телефоне вместе с принимаемым разговором и этим снижают разборчивость пе­ редачи.

Влияние указанных недостатков может быть значительно уменьшено путем включения телефона по отношению к микро-

125

фону по мостовой или компенсационной схеме (противоместные схемы). В этом случае вторичная обмотка трансформатора как бы разделена на две части и состоит из двух полуобмоток. По­

Когда перед микрофоном будут говорить, то по обмотке / трансфоратора будет проходить пульсирующий ток, который индуктирует во вторичной обмотке трансформатора (в его полуобмотках II и III) переменный ток. Для того чтобы

126

ток из вторичной обмотки трансформатора не проходил через телефон, необходимо, чтобы разность потенциалов на концах обмотки катушки телефона была равна нулю. В данном случае это достигается тем, что телефон Т с одной стороны включен между двумя полуобмотками трансформатора, а с другой — в линию, на выходе безындуктивного сопротивления. В резуль­ тате этого образуется уравновешенный мост, с одной стороны которого включена полуобмотка /// трансформатора сопротив­ лением 250 Ом и омическое сопротивление 1180 Ом, а с другой стороны — полуобмотка II сопротивлением 33 Ом и линия, со­ противление которой равно примерно 1400 Ом. Вследствие не­ одинакового сопротивления линии добиться полного равенства плеч моста и токов 11 и г 2 не удается, но и при незначительной разнице этих плеч почти полностью исключается прослушивание

36

собственного разговора в телефон Т, так как в катушке теле­ фона действует весьма малый ток i = i\ — i2.

В современных аппаратах применяют три способа построе­ ния противоместных схем: трансформаторную дифференциаль­ ную (рис. 63, о), автотрансформаторную дифференциальную (рис. 63, б) и компенсационную (рис. 63, в).

На рис. 64 приведена принципиальная схема современного аппарата системы МБ типа АТ-218, где применена компенсаци­ онная схема снижения местного эффекта.

Для служебных целей применяют переносные аппараты. Од­ ним из них является телефонный аппарат ТАМ-56.

Переносный аппарат ТАМ-56 системы МБ предназначается для служебной связи линейного персонала, находящегося на ли­ нии с ближайшими контрольным или оконечным пунктом по низ­ кочастотным цепям. Аппарат смонтирован в пластмассовом кор­ пусе и имеет для переноски плечевой ремень. Микрофон МК.-Ю-

127