Эдс микрофона.

Электрическая схема в которой работает микрофон под воздействием синусоидального изменения звукового давления имеет вид:

где Р – давление создаваемое на микрофоне,

- динамическое,

- амплитуда переменной составляющей сопротивления микрофона.

где i – ток в цепи микрофона,

m – Коэффициент модуляции зависящий от чувствительности микрофона и интенсивности звука.

При малом значении m (≈0,2) можно записать ЭДС, развиваемое микрофоном:

где - ток питания микрофона.

Таким образом, пропорционально величине и амплитуде переменной составляющей ( ).

Па

Па

На участке от до возрастает пропорционально величине звукового давления (Р).

Если Р < (порог чувствительности микрофона), то меняется мало, т.к. незначительно изменяется .

Если Р > , то практически не растёт, так как наступает предел упругости угольного порошка.

Некоторые параметры микрофона.

1. Чувствительность микрофона, – отношение действующего значения ЭДС микрофона развиваемый микрофоном к звуковому давлению действующий на мембрану и измеренный в точке, где помещён угольный микрофон.

, или

2. Зависимость от частоты при постоянной величине звукового давления называется частотной характеристикой (ЧХ) чувствительности микрофона

при Р=const

ЧХ имеет неравномерный характер, обусловленный резонансными свойствами отдельных элементов микрофона. Максимальная чувствительность возникает вследствие резонанса, звуковых колебаний собственных частот колебания мембраны.

3. Для оценки качества микрофона используют коэффициент неравномерности ЧХ.

, [дБ]

и - максимум, и минимум чувствительности микрофона в заданном диапазоне частот

Тип микрофона	, В/Па	Диапазон частот
МК – 3 (электретный)	0,004 ÷ 0,02	0,05 ÷ 15
МК – 10 (угольный)	0,25 ÷ 0,3	0,3 ÷ 3,5
МК – 16 (угольный)	0,45 ÷ 0,55	0,3 ÷ 4,0

Телефон. Телефонный капсюль (тк).

Телефон преобразует электрические колебания в звуковые. Наибольшее распространение в телефонных аппаратах нашли телефоны следующих типов:

1. Электромагнитные телефоны с магнитной системой (простая магнитная система или дифференциальная магнитная система).

2. Электродинамические телефоны.

1 тип. Электромагнитный телефон.

Принцип действия основан на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых постоянным магнитом и электромагнитом телефона.

1 – мембрана

2 – постоянный магнит

3 – полюсные надставки

4 – обмотка телефона

Мембрана и полюсные надставки изготовлены из мягкого магнитного материала (пермаллой), постоянный магнит из твёрдого магнитного материала (альни). Принцип действия такого телефона основан на взаимодействии магнитных потоков: в зависимости от направления тока в обмотке переменный магнитный поток либо увеличивает начальную силу притяжения мембраны, либо уменьшает. Изменяющаяся сила вызывает колебания мембраны с амплитудой , что вызывает излучение звуковых волн.

Для синусоидального тока, протекающего по обмотке телефона, сила, действующая на мембрану определяется выражением:

где – коэффициент пропорциональности,

S – Плотность эквивалентного сечения магнитного потока между мембраной и концом полюсных надставок.

– магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом.

– амплитуда переменного магнитного потока, создаваемого переменным потоком, протекающим по обмотке.

На мембрану действуют три силы:

- постоянная сила, независящая от времени и создающая постоянный прогиб мембраны.

- сила, воздействующая на мембрану с частотой переменного тока протекающего по виткам обмотки.

- сила, воздействующая на мембрану с удвоенной частотой переменного тока, что приводит к нелинейным искажениям.

Если постоянный магнитный поток равен нулю ( =0), т.е. нет постоянного магнита, мембрана будет совершать колебательные движения с частотой 2ω. Для снижения вредного влияния необходимо выполнение условия: >> , соответственно Ф₌>> Ф_~ примерно в 100раз.

Принцип действия электромагнитного телефона с дифференциальной магнитной системой аналогичен принципу действия телефону с простой магнитной системой. Однако конструкция телефона с дифференциальной системой позволила избавиться от силы F₃ (постоянный магнит соединён с якорем к которому крепится мембрана и магнитные)

Принцип действия: Электромагнитные телефоны с дифференциальной магнитной системой аналогичны принципу действия телефона с простой магнитной системой. Однако конструкция телефона дифференциальной магнитной системой позволила избавиться от силы F₃ (постоянный магнит соединён с якорем к которому крепится мембрана, и магнитные потоки воздействую не на саму мембрану, а приводит колебания якорь)

2 тип. Электродинамический телефон.

Это акустический преобразователь, который имеет возможность работать как телефон и как микрофон.

1 - мембрана

2 - постоянный магнит

3 – легкая катушка с обмоткой

4 – корпус

Постоянный магнит крепится к корпусу телефона, а лёгкая катушка с обмоткой к мембране, т.е. при колебаниях мембраны или при воздействии переменного магнитного потока на катушку она может двигаться относительно постоянного магнита. Если данный электродинамический преобразователь используется как телефон, то при протекании по обмотке переменного тока звуковой частоты возникает переменный магнитный поток, заставляющий катушку двигаться относительно магнита. Эти движения передаются мембране, которая возбуждает звуковые волны.

Электродинамические телефоны такого типа имеют низкое сопротивление постоянному току, следовательно, могут создавать звук очень высокого качества, следовательно, нашли широкое применение в современных телефонных аппаратах.