591 |
Глава 5.. Электротвхнологии и электрооборудование. |
Широкое применение на транспорте получает промышленное
телевидение.
5:2.1.- Элeктpoaкycтичecкиe пpeoбpaзoвaтeли.
Конструкция и принцип дeйcтвия микрофонов
и телефонов
Угольный микрофон --- необратимый электpоакyстический прибор (рис. 5.16), состоит из латунного корпуса 1 с ячейкой 2, внутренняя часть которой покрыта изолирyющим лаком; на дне ячейки укреп- - лен изолированный от корпуса неподвижный электрод 3. Внутрь ячейки засыпан угольный порошок 4, а на внешних краях корпуса
•микрофона закреплена мембрана 5 с подвижным электродом б в виде пустотелой латунной чашечки. Микрофон включен последо вательно в цепь c батарёей GB и нагрузкой R. При отсутствии зву-
Рис. 5.16. Принцип устройства угольного микрофона
. ка микрофон обладает статическим сопротивлением. R^. j. (рис. 5.16), J. Если на мембрану 5 действуютвцепипротекаетпостоянныйток
звуковые волны (например, синусоидальной` формы), мембрaна и c -
нею электрод б совершат колебательное. движение. -Под дейcтвием этих колебаний угольный порошок то :сх имается, то разрыхляется
соответственно частоте и силе звуковых колебаний. При сжатии
порошка его .сопротивление умёньшается, a при разрыхлении — увеличивается.
Среднее значение сопротивления микрофона при звуковом возбуждении называется динамичеоким сопротивлением АД, сопрагив=
Электpотехника u электроника |
592 |
пение. микрофонной цепи (см. рис. 5.17) в динамическом состоянии
определяется суммой R H + АД =R.
Rм ,' ^
s
|
т |
Рис. 5.17. Графическое изображение процесса устано |
ения рабочего |
режима микрофона |
|
Величина (Rt„/R) = т характеризует относите |
ьное изменение |
сопротивления микрофонной цепи под воздейств |
ем звуковых ко- |
лебаний и называется коэффициентом модуляци |
этой цепи, где |
Rm ---- амплитуда переменной составляющей сопpо |
ивления микро- |
фона. |
|
Сопротивление микрофона ---- важнейшая хар |
еристика. Она |
зависит от. многих факторов: количества и качест |
a порошка., зна- |
чения питающего тока, времени действия микроф |
на, интенсивно- |
сти возбуждающих его звуковых колебаний, поло |
ения микрофо- |
на в пространстве. |
|
B настоящее время применяются микрофоны c р |
ным сопротив- |
лением: низкоомные (30--80 Ом) и высокоомные (100 -- 2Б0 Ом). Раз-
личное сопротивление угольных микрофонов дост [гается применением порошков c 4 различными размерами зерен: ч м крупнее зерна,
тем меньше сопротивление угольного порошка. Ни |
коомные микро- |
фоны имеют ток питания, около 80 мА, a высокоом |
ые- 25 мА. |
В современных телефонных аппаратах отечеств |
ного производ- |
ства применяются уго. ьные микрофоны типа МК- |
Б. КонСтруктив- |
но они выполняются в виде неразборных микpоф |
иных капсюлей. |
Электродинамические микрофоны относятся к |
yппе обратимых |
преобразователей. Они бывают двух разновидност й: катушечные и ленточные. В катушечных микрофонах в качестве подвижной сис-
темы применяется . катyшка, в ленточных лег |
металличёская |
лента. |
|
593 |
, Глава 5. Электротехнологии и электрооборудование |
Магнитная система катушечного микрофона (рис. 5.18, а) состоит из цилиндрическогo постоянного магнита 2 и магнитопровода е
центральным стержнем 1 и фланцами . 3..в зазоре между фланцами расположена подвижная 'катушка 4, 'жёто связанная c диафраг-
мой 5. Звуковые волны проходят через отверстие'. крышки б, и воз- ° . действуют на диафрагму, которая вместе с катушкой приходит в колебание, пересекал магнитные силовые линии. Индуцированная в катушке ЭДС подается в усилитель. Катушечные электродинамичес-
кие микрофоны обладают высокой чувствительностью, создают
б
Рис. 5.18. электродинамические микрофоны
малые нелинейные искажения и поэтому широко применяются в практике.
В ленточном электродинамическом'микрофоне вместо кaтyшки используется тонкая гбфрированная ленточка .7 (рис. 5.18, б), сво-
бодно подвешенная меду полюсами •постоянногo магнита 2. она одновременно ' служит мембраной микрофона. Так как индуктив=
ность ленточки меньше индуктивности катушки, то ' такой микро-
фон вносит очень малые искажения.
Микрофонный капсюль МК15 безобрывной, обладает улучшенными характеристиками, что достигнуто особенностью ею конструюции (рис. 5.19). В латунном корпусе 3 ycтaновлена на эпоксидной смоле 13 изоляционная втулка 12. в ней укреплен неподвижный
Электротехника ы электроника |
594 |
латунный палладированный электрод 2,. запол |
енный yгольным |
порошком 14. от электрода имеется выводной к |
нтакт 1: |
в верхней части ;корпуса установлено aлюмин |
евое (силумино- |
вое} фигурное кольцо 5, на верхний бортик кото |
ого уложена лег- |
кая мембрана 7 из латунной фольги. в центре ме |
браны закреплен |
подвижной полусферйческий латунный электрод |
4, покрытый сна- |
рyжи палладием. Электрод проходит через отве |
стaе капроновой |
прокладки 11, предохраняющeй угольный порош . к от высыпания. Над мембраной расположена целлофановая плас инка 9, защищающая от проникновения влаги. для передачи кол - баний воздуха из
верхней части .капсюля в нижнюю служат отверст |
я б и 14. Капсюль |
закрыт сверху завальцованной на корпусметалл |
еской защитной |
крышкой 8 c 12 отверстиями. Применение электр •дом в виде полу сфер . сделало сопротивление микрофона более ст бильным и независимым от пространственного положения: Частoтнaя характерис
тика М.К-1 б по сравнению с ранее выпускавшим |
я МК-1 о лучше, |
особенно в области верхних частот: . |
|
в современных телефонных аппаратах приме |
яют телефонный |
капсюль ТК-67 (рис. 5.2о), . кoторый состоит из пл |
стмассового кор- |
пуса 1 c контактным винтом 11 и завинчивающейс |
по резьбе 9 пла- |
стмассовой крышкой 2, имеющей три звуковых о |
верстия 7. Элек- |
тромагнитная система капсюли ТК-б7 состоит из постоянного
магнита 14 c полюсными надставками 4, на кото |
ьте насажены две |
катyшки . с каркасами б и обмотками 5. Поверх э. |
ектpомагнитной |
системы находится отделенная от нее защитной п |
окладкой 8нем- |
брана 3 из жепезокобальтового сплава, края кото |
ой лежат на бор- |
тиках пластмассового корпуса 1 и прижимаютс |
к нему краями |
крышки 2. |
|
^ |
• |
Глава 5. Электротехнологии и электрооборкудоваиие |
595 |
. |
|
|
|
4 5 |
61 |
|
^^^^^^^`^w^ ^^^ав<^ ^е ^ ^ ^:yгra ^v► ■ ^►^^^r►и^а^^^ев.^` \ |
|
^ |
|
•в'^в^-•y |
|
• |
|
йi^^___ |
^"в |
|
|
Ll^ ^ ^^т |
|
|
11 |
|
kУилА |
Рис. 5.20. Телефонный капсюль ТК-б7
Телефонный капсюль ТК 67 обладает повышенной мёханической прочностью, надежной влагозащищенностью и имеет .более равно-
мерную высокую чувствительность в полосе эффeктно воспро изводимь х частот 300-3200 Гц. Благодаря этому капсюль ТК-67 обес- •печивает естественное звучание голоса при воспроизвёдении принимаемой речи и находит широкое применение.
Электромапппиый телефон — обратимый преобразователь с простой магнитной системой (рис. 5.21), состоит из постоянного магнита 1 с обмотками 3 и 5, намотанными на полюсные надставки 2 б в разные стороны, и тонкой мембраны 4 из ферромагнитногоматериала, расположенной на небольшом расстоянии над полюсны-
ми надставками. Мембрана в нерабочем состоянии под действием
постоянного магнита, создающего магнитный поток Ф 0, находится в притянутом состоянии — имеет прогиб. Когда по обмотке телефона проходит переменный разговорный ток, возникает перемен-
Рис. 5.21. Электромагнитный телефон
Электротеxника и электроника'
ный магнитный поток Ф. Взаимодействие магн и Ф0 приводит к изменению усилия, действующ она колеблется c частотой тока, проходящего по на, создавая звуковые волны.
Телефоны, подобно микрофонам, констрyкт
в виде телефонных капсюлей.
Г^омкоговорители по способу преобразования ромагнитные и электродинамические, а по систе диффузорные и рупорные. Их разновидности:' р
говорители' и звуковые колонки. 1
Диффузорный громкоговоритель (рис. 5.22, а) и стему, представляющую собой кольцевой постоя сплава альни й магнитопровода —сердечник 3,
фланцы 1, 4 из магнитомягкого материала. В зазо темы расположена катушка б с обмоткой S. Она п номy конусу (диффузору) 8— мембране громкогов ной на держателях' 7 и 9. При прохождении по ка тока звуковойv частоты вокруг ее ниткой возникaе
нитное. ноле. Вследствие взаимодействия его c
магнитной системы громкоговорителя катушка к ния передаются диффузору, создающему ' колеб
исключения радиального смещения катушки п применена центрирующая шайба б из эластичн торая не препятствует колебаниям катушки вдол
намические громкоговорители подключаются к
через согласующий трансформатор.
596:
тных потоков Ф го на мембрану, и бмоткам телефо-
вно выполняются
делятся на элект- е излучения -- на иальные гpомко-
ет магнитную си-
ный магнит 2 из
ередний ' и задний e магнитной сисиклеена к бумаж-
рителя, укрепленке переменного переменное магосновным полем
ёблется. Колеба-
ния воздуха. Для и ее колебаниях
o материала, ко-
оси. Электродиыходу усилителя
Рис. 5.22.'Устройство громкоговорителей и звуковых колонок
597 |
Глава 5. Элёктротехнологий и электрооборнудование |
Наибольшее распространение получили рупорные (рис. 5.22, б), радиальные гpомкоговорители и звуковые колонки (рис. 5.22, в). Последние представляют собой диффузорные унифицированные
гpомкоговоpители, головки которых расположены по окружности
или в колонке и применяются для озвучивания перронов вокзалов, открытых площадей и залов ожидания.
Рупорные гpомкоговоpители применяют для озвучивания сортировочных горок и парков, громкоговоряцХей оповестительной свя= зи депо и для других целей'
5.2.2.Включение разговорны приборов .
Кразговорным приборам телефонных аппаратов относятся мик-
рофон, телефон и телефонный трансформатор. Трансформатор со-
гласовывает сопротивление разговорные приборов c сопротивлением линии. Этим достигается лучшая отдача :полезной мощности в линейную цепь й увеличивается дальность телефонной связи. '
. Применение трансформатора даëт возможность выделить переменнyю составляющую разговорного тока, a также разделить цепи
микрофона и телефона, благодаря чему исключается влияние посто м
янного тока; питающего микрофон, на работу телефона.
В зависимости от способа питания микрофона различают две системы включения разговорных приборов: местной батареи МБ и центральной батареи ЦБ. .
B схеме двусторонней телефонной передачи по системе МБ
(рис. 5.23) питание микрофонов ВМ1 и ВМ2. производится от местньпх батарей соответственно. GBM1 и СВМ2. Микрофон каждого ап-
пaрата, соединяясь последовательно с Qатареей GBM и обмоткой I трансформатора Т. образует местную цепь, a вторичная обмотка II
трансформатора с телефоном Вр - линейную цепь. Линейные цепи аппаратов ТА 1 и ТА2 соединены между собой линией электpической
TА 1 |
BF1 |
I |
^ |
ТА2 |
|
Линия !^ ВЕ2 |
' GВМ2
. Рис. 5.23. Включение разговорнъон приборов по системе МБ
Электротехника и электроника |
598 |
связи. Первичные обмотки I тpансформаторов Ti и T2 являются на-
гру. зкой, микрофонов ВМ1 и ВМ2. Сопрoтивлени обмоток небольшое, поэтому в аппаратах системы МБ применяют низкоомные микрофонные капсюли и местную батарею c напряж нием 3 'В.
При спокойном состоянии микрофона в пе вичной обмотке трансформатора протекает постоянный ток пита ия микрофона, во вторичной обмотке ЭДС не индyктируется. Под действием ' звуко-
вых колебаний на микрофон ВМ1 в первичной o мотке .его тpанс= |
форматора Ti будет проходить пульсиpyющий т |
к; индуктируя во |
вторичной обмотке II ЭДС, частота которой соо ветствует частоте |
звуковых колебаний, воздействующих на микро |
он. Эта ЭДС со- |
здаст в линейной цепи переменный ток разгово |
нои частоты ; ко- |
торый протекает по обмоткам обоих телефонов |
1 и ВР2, воспро- |
изводящих передаваемую речь. |
по cиcтeмв ЦБ |
• В схеме двусторонней телефонной передач |
(рис. 5.24) микрофоны ВМ1 и ВM2 с обмотками I трансформаторов |
Ti и Т2 входят в линейную цепь и полyчают пита |
не от общего иc- |
тoчника постоянного тока — центральной батареи GBЦ, установлен-
ной на центральной телефонной станции ЦТС.
ТА 1 В '1 lIlиния if ЦТС ; Линия 2 М2 ТА2
.._.... |
._^.. |
11 |
Т2 |
Рис. 5.24. Включение разговорных приборов по системе ЦБ |
'Центральная батарея СВЦ, подключена через |
poccenu Liu L 2 |
параллельно линии, соединяющей телефонные ап |
араты TA] и ТА2. |
Они обладают'малым сопротивлением для постоя |
ного тока, пита= |
ющего микрофоны, и оказывают большое сопрот |
вление перемен- |
ному разговорному току' Благодаря этому ' разгов |
рные токи, гене- |
рируемые микрофоном, не замыкаются через |
атарею GBЦ. На |
телефонных станциях ручного обслуживания це |
тpaльнaя батарея |
имеет напряжение 24 B, а на АТС .-- 60 В. |
|
При спокойном состоянии микрофона в .лине |
ной цепи проте- |
кает постоянный ток: ЭДС во вторичных обмотк |
трансформато- |
ров Ti и T2 не .индукируется. |
|
|
через первичную
599 Глава 5. Электротех.нолог.ии 'и электрооборудование
Во время разговора перед микрофоном ВМ1
обмотку трансформатора Ti аппарата ТА1 будет проходить пульсирующий ток, индуцируя во вторичных обмотках трансформаторов пёременную ЭДС разговорной частоты. Эта ЭдС создает ток в цепи
телефонов Вр1 и ВР2, воспроизводящих передаваемую речь. Нагруз-
кой. микрофонов в системе. ЦБ являются не только обмотки транс-
форматоров, но также и линия, cоединяющaя аппараты. Они обла-
дают значительным сопротивлением. Поэтому в системе ЦБ применяют вы сокоомные микрофонные капсюли.
В рассмотренных схемах телефонной передачи речь говорящего прослушивается в его телефоне. Это называется местным эффектом.
Он ухудшает качeство телефонной связи, так как свой разговор сль^- шен значительно громче разговора собеседника, что приводит к утомляемости органов слyxа. Поэтому в современцьУх телефонных аппаратах МБ и ЦБ разговорные приборы включаются по противоместным схемам мостовогo . и компенсационного типов. При таком
включении значительно подавляется местный эффект.
Противоместные схемы жостового типа применяются в аппаратах систем МБ и ЦБ. B схеме аппарата . МБ (рис. 5.25, a) телефон BF включен в диагoнaль моста e—г; плечами котоpогo являются обмотжи I, II трансформатора 1', линия; соединяющая с приборами другого аппарата Z^, и балансный контур Z. Цепь микрофона ВМ подклю-
чена к обмотке III тpансформатора: Это соответствует индyктивной
связи микрофона co второй диагональю моста .(точки в—д). Сопротивление балансного контура Z6 подбирается так, чтобы мост был
уравновешен (Zбк = Z). В таком случае при передаче речи разговор-
ный ток, индyцировaнный из обмотки '1Т е обмотки I и I1трансфор-
матора, зaмыкается в цепи линии и балансного контура, как показано сплошными стрелками . на схеме. Через телефон токи направлены .
` А2
Рис. 5.25. Противоместные схемы мостового типа
навстречу друг другу, следовательно, .свой .разгово |
не будет слышен. |
При приеме речи . почти весь входящий с лини |
г разговорный ток |
проходит чёрез обмотку I и телефон. Незначи |
ельная часть тока |
ответвляется через обмотку II и балансны Й кон |
|
В схеме аппарата ЦБ (рис. 5.25, б) микрофон включен в диагонaль моста, т. e. исходящий . разговорный ток р ветвляется в точке г и проходит по обмоткам I и IIтрансформатор^а в разных направ лениях (сплошные стрелки на схеме). Созданные токами магнитные
потоки в сердечнигке трансформатора Т взаимно |
:омпенсируют друг |
друга й в обмотке III ЭДС не индуцируется. Сле довательно, отсут- |
ствует ток через телефон, и свой разговор не пр |
слушивается. |
Входящий разговорный ток проходит через о |
мотку I и микро- |
фон ВМ, частично ответвляясь в обмотку II и бал НСНЫЙ контур Z6. |
Направление токов в I и II обмотках согласова |
ное (пунктирные |
стpелки на схеме). При этом индуцируется, ток |
обмотке HI воз- |
действуя на телефон, воспроизводящий передан |
ую речь. |
Противоместная схема компенсационного |
па приведена на |
рис. 5.2б. B состав схемы входит автотpансформа |
ор А.Т с тремя об- |
мотками I, II, III, в цепь которых включен телеф |
н ВР. Параллель-- |
но телефону и обмотке III подключено компенса |
ионное сопротив- |
ление R. При разговоре перед микрофоном |
енерируемый им |
разговорный ток проходит в линию через обмо ку I. Кроме того, |
часть тока ответвляется через сопротивление Rx, |
бмотку II и через |
телефон ВЕ в обмотку III (направление тока по |
азано сплошными |
стрелками). Токи, протекающие в обмотках I и |
противоположно |
направлены и не равны между собой. Они индуц |
рyют в обмотке III |
противоположные по фазе ЭДС. Результирующ |
переменная ЭДС |
в обмотке III создает ток в цепи телефона. Числ |
витков обмоток I |
и IIподбирается так, чтобы сумма разностей ЭД |
, индуцированной |
в обмотке III, и падения напряжения на телефo e ВЕбьиа равна и
противоположна по фазе падению напряжения а сопротивлении
Al
А
Рис. 5.2б. Противоместная схема компенсационного типа аппарата ЦБ
