5-изолятор; G -источник напряжения; 3-стальная мембрана
R -нагрузка
Преобразование электрического сигнала в звуковые колебания осуществляется, как правило, с помощью телефона или электродинамического громкоговорителя [8].
Устройство телефона показано на рис. 1.2. Электрический сигнал поступает на обмотки электромагнита. Изменение тока сигнала приводит к образованию изменяющегося магнитного потока Ф~. На мембрану действует сила, определяемая магнитным потоком Ф~ и магнитным потоком постоянного магнита Ф=, вынуждая ее колебаться с частотой тока, протекающего по обмоткам электромагнита. Колебания мембраны вызывают колебания воздуха – звук.
Таким образом, при передаче – сообщение с помощью микрофона преобразуется в электрический сигнал, в котором содержится «отпечаток» сообщения в виде изменяющегося по величине тока или напряжения, а при приеме - электрический сигнал преобразуется с помощью телефона в сообщение.
Преобразование оптического сообщения
Оптическое сообщение содержится в величине светового потока, отраженного от объекта. Преобразование оптического сообщения в электрический сигнал осуществляется устройствами, принцип действия которых основан на внутреннем и внешнем фотоэффектах. Внутренний фотоэффект проявляется в изменении свойств некоторых веществ под влиянием света (например, электропроводность). Внешний фотоэффект заключается в испускании электронов телами под действием света.
Для преобразования неподвижного изображения, например изображения на бумаге, используется внешний фотоэффект, реализация которого осуществляется на основе фотоэлемента.
Рассмотрим принцип действия фотоэлемента (рис. 1.3) [8].
Рис. 1.3 Принцип действия фотоэлемента:
1-фотокатод; 2-световой поток; 3-анод; R -нагрузка; G-источник напряжения
На внутреннюю поверхность вакуумной колбы нанесен фотокатод, обладающий внешним фотоэффектом. Под влиянием светового потока (2) фотокатод испускает электроны, которые под действием электрического поля движутся к аноду. В цепи фотоэлемента возникает электрический ток – фототок. Сила фототока пропорциональна величине светового потока, но эта сила настолько мала, что требует усиления. Задача усиления фототока решается с помощью фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Фототок усиливается в ФЭУ в результате явления вторичной электронной эмиссии, которая заключается в испускании электронов поверхностью твердого тела при ее бомбардировке электронами. При этом количество испускаемых (вторичных) электронов намного больше бомбардирующих (первичных). С помощью ФЭУ удается усилить фототок почти в 100 раз.