История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
2017-11-18 | 475 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Как уже было отмечено выше, в качестве преобразователей в ТА применяют микрофон, включаемый на передающем конце телефонного тракта, и телефон или громкоговоритель – на приемном конце. Микрофон преобразует звуковую энергию, создаваемую голосом во время разговора, в электрическую энергию речевого сигнала, а телефон или громкоговоритель совершает обратное преобразование – речевой сигнал преобразуется в звуковые колебания. Громкоговорители предназначены для озвучения открытых пространств.
Качество работы преобразователей оценивают чувствительностью. Под чувствительностью микрофона S м понимают отношение действующего значения ЭДС на его зажимах Е м (в вольтах) к величине звукового давления Р (в паскалях). Чувствительностью телефона S т называют отношение величины звукового давления Р (в паскалях), развиваемого телефоном в камере искусственного уха, к величине действующего на его зажимах переменного напряжения U т, приложенного к его зажимам (в вольтах). Чувствительность микрофона и телефона определяется из выражений
S м = Е м/ Р м и S т = Р т/ U т.
Величина чувствительности преобразователей зависит от частоты. Эта зависимость S (f) называется частотной характеристикой чувствительности преобразователя. Эффективность работы преобразователя в рабочем диапазоне частот оценивается величиной его средней чувствительности:
(1.1)
Отклонение чувствительности преобразователя на разных частотах от его среднего значения приводит к частотным искажениям. Степень такого отклонения оценивается неравномерностью частотной характеристики чувствительности, определяемой в децибелах по формуле
(1.2)
где S max, S min – наибольшее и наименьшее значения чувствительности преобразователя в рабочем диапазоне частот .
|
Амплитудной характеристикой преобразователя называется зависимость сигнала на выходе (при постоянной частоте возбуждения) от сигнала на его входе. Линейный участок этой характеристики обычно ограничен величинами минимального и максимального значения сигналов на выходе преобразователя.
Преобразователи также характеризуются электроакустическим коэффициентом, под которым понимают отношение мощности сигнала на выходе к мощности его на входе.
По принципу работы преобразователи делятся на электродинамические, электромагнитные, пьезоэлектрические, конденсаторные, транзисторные, угольные, электретные и др. В телефонной связи наибольшее распространение получили угольные микрофоны и электромагнитные телефоны.
Угольный микрофон
Действие угольного микрофона основано на свойстве угольного порошка изменять свое сопротивление при изменении воздействующего на порошок давления. Под действием звуковых волн мембрана 4 (рис. 3а, б) с закрепленным на ней подвижным электродом 3 приходит в колебательное движение и изменяет плотность угольного порошка 2. При уплотнении порошка сопротивление между подвижным 3 и неподвижным 1 электродами уменьшается, а при разрыхлении — увеличивается. Изменение сопротивления угольного порошка приводит к появлению пульсирующего тока. Постоянная составляющая этого тока I 0 является током питания микрофона в состоянии покоя, а его переменная составляющая представляет собой разговорный ток. Если на угольный микрофон сопротивлением R м воздействовать, например, синусоидальным звуковым колебанием Р (ω) с частотой ω, то мгновенное значение тока i в цепи сопротивления RH (см. рис. 3б) можно определить из уравнения, которое после разложения в ряд (используется бином Ньютона) приводится к виду
где D R — амплитуда переменной составляющей сопротивления
микрофона; ; ; . Колебания тока с частотой со определяются выражением Iom sin ωt. Кроме основных колебаний, как следует из анализа последующих слагаемых уравнения (1.3), возбуждаются еще колебания тока с частотами 2 ω, 3 ω,... и монотонно убывающими амплитудами , ,..., обусловливающими гармонические искажения угольного микрофона. Однако при небольшой интенсивности воздействующих на микрофон звуковых колебаний коэффициент модуляции т обычно не превышает 0,2 (m ≤ 0,2) и паразитные колебания не воспринимаются на слух, так как амплитуды колебаний с частотами 2 ω, З ω,... располагаются значительно ниже порога слышимости. Поэтому мгновенное значение тока можно определить из уравнения
|
(1.4)
Рис. 3. Угольный микрофон:
а — принцип устройства и схема включения; б — эскиз микрофона МК.-16; в — условное обозначение;
1 — неподвижный электрод; 2 — угольный порошок; 3 — подвижный электрод; 4— мембрана; 5 — корпус; 6 — ограничитель засыпки; 7 — изоляционная втулка.
В последнем выражении числитель имеет размерность напряжений: первое слагаемое — напряжение батареи, а второе слагаемое представляет собой ЭДС микрофона ем, которую генерирует микрофон при его возбуждении. Эта ЭДС пропорциональна току питания I о и амплитуде переменной составляющей сопротивления D R микрофона. Величина D R зависит от величины сопротивления микрофона Rm: у высокоомных микрофонов она больше, у низкоомных - меньше.
Мощность, отдаваемую микрофоном как генератором согласованной нагрузке (Rн = Rм) определим по формуле
(1.5)
где ЕЭфф=Ем , а W 0 - мощность, потребляемая микрофоном от батареи. Учитывая, что величина W 0 определяется нормированным значением тока питания микрофона I 0 и что превышение ее ведет к значительному увеличению собственных шумов микрофона, а повышение коэффициента модуляции свыше 0,2 не желательно, так как это ведет к значительным гармоническим искажениям, электрическая мощность Wэ, отдаваемая угольным микрофоном в согласованную нагрузку, ограничена и составляет примерно 1 мВт. Поскольку средняя мощность звуковых колебаний, воздействующих на мембрану микрофона при разговоре, составляет W 3B ≈ 1 мкВт, то нетрудно убедиться, что угольный микрофон является усилителем мощности и его электроакустический коэффициент составляет = Wэ/W3B = = 1000.
|
Частотная характеристика чувствительности микрофона имеет неравномерный характер. Повышение чувствительности в области верхних частот разговорного спектра обусловлено резонансными явлениями, возникающими при совпадении частоты звуковых колебаний с частотой собственных колебаний мембраны микрофона. Неравномерный характер частотной характеристики обусловливает амплитудно-частотные искажения, которые воспринимаются на слух как искажения тембра голоса. Для борьбы с этими искажениями используют резонансные свойства акустических объемов. Изменяя размеры и формы воздушных объемов, заключенных между корпусом микрофона и его частями, а также вводя новые резонансные объемы с помощью акустических перегородок, повышают чувствительность микрофона в области частот разговорного спектра.
Для повышения качества телефонной передачи иногда применяют микрофоны других типов (обычно электромагнитные, реже магнитоэлектрические). Однако средняя чувствительность лучших таких преобразователей не превышает 0,001 В/Па, и при их использовании требуется последующее усиление [1].
Электромагнитный телефон
Электромагнитный телефон с простой магнитной системой (рис. 5) состоит из постоянного магнита 1, полюсных надставок 2, обмотки 3, мембраны 4, якоря 5 и стержня 6.
Рис. 4. Электромагнитный телефон с простой магнитной системой
Мембрана телефона изготовляется из магнитомягкого материала. Под воздействием постоянного магнита, создающего магнитный поток Ф , мембрана находится в притянутом состоянии и имеет первоначальный прогиб δ. Когда в обмотку телефона поступает переменный ток, образуется переменный магнитный поток Ф~. Магнитные потоки Ф и Ф~ замыкаются через полюсные надставки, мембрану, воздушный зазор между мембраной и полюсными надставками и постоянный магнит. Мембрана, находящаяся под воздействием суммарного магнитного потока, величина которого изменяется, совершает колебательные движения. Если, например, по обмотке телефона пропустить переменный синусоидальный ток с частотой ω, то на мембрану будет действовать сила F, обусловленная суммой магнитных потоков Ф +Ф~: , (1.6)
|
где k – коэффициент пропорциональности. Из этого выражения следует, что колебания мембраны телефона определяются воздействием двух сил. Первая сила вызывает полезные колебания с частотой ω. Вторая сила F2= также изменяется во времени, но вызывает колебания с удвоенной частотой 2 ω, т. е. вносит частотные искажения. Из сравнения амплитуд этих сил и следует, что если выполнить соотношение Ф >>Ф~ (в реальных телефонах Ф /Ф~>>1000), второй силой по сравнению с первой можно пренебречь и считать, что мембрана будет колебаться с частотой тока, проходящего по обмотке телефона.
Частотная характеристика телефона из-за резонансных свойств его мембраны имеет неравномерный характер. С целью уменьшения этой неравномерности в конструкцию телефонов вводят дополнительные резонансные объемы, образуемые с помощью акустических перегородок. Располагая частоты этих резонансов в спектре наименьшей чувствительности и вводя элементы акустического трения в области частот, соответствующих резонансу его мембраны, обеспечивают выравнивание частотной характеристики телефона.
|
|
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!