3.2 Классификация и структура та. Микрофон.

Микрофон (М) преобразует звуковые колебания в электрические и по принципу преобразования различают:

- угольные микрофоны

- электрические микрофоны (конденсаторные, электрические)

- электродинамические

- электромагнитные

- пьезоэлектрические

В 95% кнопочных ТА используются электретные микрофоны:

1. Э – электрод

2. Изолирующее кольцо

3. М – мембрана

УС – усилитель

Мембрана изготовлена из электропроводного материала и отделена от электрода изолирующим кольцом, поэтому вместе они, представляют собой конденсатор. Постоянное напряжение в электретном микрофоне обеспечивается зарядом электрета, тонким слоем нанесённого на мембрану и сохраняющим этот заряд свыше 30 лет.

Под воздействием звуковых колебаний жёстко натянутая мембрана совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. При этом ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, следовательно, в электрической цепи появляется переменный ток той же частоты, а на нагрузочном сопротивлении Rн возникает переменное напряжение, являющееся выходным сигналом микрофона. Так как электрические микрофоны, к которым относится электретный микрофон, обладают высоким выходным сопротивлением. То для его уменьшения в корпус микрофона встраивают истоковый повторитель на полевом n – канальном транзисторе с p – n переходом. Это позволяет снизить выходное сопротивление до 3 4 кОм и уменьшить потери сигнала при подключении к выходу микрофона усилителя.

Угольный микрофон.

Необратимый активный преобразователь звуковых колебаний в электрические. Принцип действия, которого основан на свойстве угольного порошка, изменять своё сопротивление электрического тока в зависимости от величины воздействия на него звукового давления.

1 – мембрана

2 – подвижный электрод

3 – неподвижный электрод

4 – зёрна угольного порошка

5 – корпус

При изменении звукового давления передаваемого угольному микрофону, мембрана совершает колебательные движения, сжимая зёрна угольного порошка с помощью закреплённого к ней подвижного электрода (R уменьшается, I увеличивается). Или при уменьшении величины звукового давления происходит разрыхление угольного порошка, так как подвижный электрод отходит от неподвижного (R увеличивается, I уменьшается). Таким образом, в цепи микрофона протекает постоянный по направлению и переменный по величине ток, переменная составляющая которого наводит переменную ЭДС звуковой частоты во вторичной обмотке трансформатора. Наличие этой переменной ЭДС звуковой частоты приводит к появлению тока в цепи нагрузочного сопротивления Rн.

Угольный микрофон осуществляет преобразования звуковых колебаний в электрические колебания, одновременно усиливая мощность получаемых сигналов примерно в 1000 раз. Это основное достоинство угольного микрофона наряду с простотой конструкции, а соответственно с дешевизной.

Главные недостатки:

1. Гигроскопичность, влажные зёрна угольного порошка слипаются, уменьшается число токопроводимых материалов, т.е. Rн увеличивается.

2. Нестабильность сопротивления и чувствительности микрофона, зависимость этих параметров от положения микрофона в пространстве.

3. Большие не линейные и амплитудно-частотные искажения, а также шумы, вносимые в телефонный тракт.

Рис.2. Рис.1.

Rд – динамическое сопротивление микрофона (сопротивление которым обладает микрофон при воздействии звукового давления.

Rс – статическое сопротивление микрофона (при отсутствии звукового давления).

Рис. 2.

1. Угольный порошок имеет температурный коэффициент.

2. С ростом тока питания появляется температура угольного порошка, что приводит к увеличению числа контактных мостиков с пониженным сопротивлением.

Рис. 1.

Во всех положениях кроме вертикального, зёрна угольного порошка размещаются неравномерно, скапливаясь у одного из электродов, что приводит к уменьшению числа контактов или токопроводимых мостиков, а соответственно к увеличению Rм. Зависимость Rм от положения в пространстве оценивается коэффициентом обрывности:

Пример:

(МК - 10)

(МК - 16)