Принципы построения электромагнитного телефона

Наиболее распространенной является электромагнитная схема телефона (рис. 1.9а).

При этом телефон содержит электромагнит, состоящий из обмотки, сердечника и железной пластинки. Под влиянием тока, приходящего из линии, в телефоне вырабатывается электромагнитная энергия, которая приводит в действие металлическую пластину. Движение этой пластины порождает звук. Рассматриваемая конструкция имеет один недостаток. Он заключается в том, что порождаемое магнитное поле не зависит от полярности проходящего тока. На любое увеличение тока электромагнит отвечает увеличением магнитной силы, независимо от полярности, и на синусоидальный сигнал порождает однополярный поток (рис. 1.9б), который вызывает искажение речи. Поэтому вводится постоянное подмагничивание.

Рис. 1.9.  Принципы построения электромагнитного телефона. На рис. А и В сплошные линии показывают исходное состояние мембраны, а прерывистые – колебания мембраны. На рис. А колебания односторонние. На рис. В исходное положение мембраны из-за исходного подмагничивания вогнутое и колебания идут в две стороны

Дифференциальный принцип построения телефона

В телефоне, основанном на этом принципе, электромагнитная цепь совместно с механической частью мембраны построена таким образом, что передает различные полярности значений тока колебаниями мембраны в различные стороны от нейтрального положения (рис. 1.10).

Рис. 1.10.  Принцип работы телефона с дифференциальной рабочей цепью

Микрофон содержит дифференциальную систему, а обмотки создают два противоположных потока. Имеются также рычаги, один из которых воздействует на мембрану вверх и вниз до нейтрального положения, а другой — вниз и вверх до нейтрального положения. Таким образом, в зависимости от полярности тока мембрана принимает два различных положения. При этом искажения, которые возникают в обычной цепи без подмагничивания, устраняются за счет усложнения механической системы.

Некоторые примеры выполнения телефонов

Некоторые примеры реальных телефонов приведены на рис. 1.11.

Рис. 1.11.  Телефонные капсюли: а) ТА-4; б) ТК-67

1 — корпус, 2 — крышка, 3 — мембрана, 4 — полюсные надставки, 5 — электрообмотки, б — каркас катушки, 7 — отверстие, 8 — защитная прокладка, 9 — резьба, 10 — контактный винт, 11 — постоянный магнит.

Телефонный капсюль имеет пластмассовый корпус 1, в дно которого впрессован постоянный магнит 11с полюсными надставками 4. На свободные концы надставок надеты катушки электромагнита телефона. Обмотки катушек соединены последовательно, а их свободные концы припаяны к штифтам, которые впрессованы в корпус телефона. С нижней стороны в штифты ввернуты контактные винты, с помощью которых телефон подключается к схеме ТА. Сверху телефонный капсюль закрыт крышкой 2, которая навинчивается на корпус. В крышке имеются отверстия 7.

Для оценки качества телефона как преобразователя электрических колебаний в звуковые используют понятие чувствительности телефона. Чувствительностью телефона (Па/мВ) называют величину, которая определяется отношением звукового давления , развиваемого испытуемым телефоном в камере искусственного уха, к переменному напряжению , приложенному к его зажимам. Искусственным ухом называется измерительный прибор, акустические параметры которого соответствуют уху человека (прибор, который имитирует среднюю акустическую нагрузку на телефон, создаваемую ухом человека).

Частотная характеристика чувствительности телефона показывает зависимость чувствительности телефона от частоты при постоянном значении напряжения, приложенного к его зажимам. Частотная характеристика чувствительности неравномерна по сравнению с телефонами, имеющими специальные акустические перегородки.

Для выравнивания частотной характеристики чувствительности телефона в его механико-акустическую систему вводят пластмассовую перегородку, которая делит на две части объем под мембраной. Перегородка имеет форму диска с двумя отверстиями, затянутыми шелком, и двумя отверстиями для полюсных надставок, и кладется в специальный паз корпуса таким образом, чтобы полюсные надставки выступали над ней. Объем воздуха между мембраной и акустической перегородкой вместе с воздухом, колеблющимся в отверстиях перегородки, демпфирует (уменьшает) колебание мембраны на резонансной частоте и тем самым выравнивает частотную характеристику чувствительности телефона.

На рис. 1.12 приведены основные параметры телефонов ТА-4, ТК-67, ТК-67 [1.12].

Рис. 1.12.  Частотные характеристики чувствительности телефонов