Принцип действия микрофона заключается в следующем.
В спокойном состоянии мембраны, когда на неё не попадают звуки, сопротивление микрофона не меняется. В этом случае при замкнутой цепи через микрофон протекает постоянный ток для питания микрофона. Под действием звуковых волн мембрана начинает колебаться. Эти колебания вызывают изменения давления между зёрнами угольного порошка и контактного сопротивления между ними. В цепи микрофона появляется пульсирующий ток. Переменная составляющая такого тока меняется в соответствии с законом звукового давления, воздействующего на мембрану. Это позволяет рассматривать микрофон как генератор электрических колебаний звуковой частоты.
Сопротивление микрофона зависит от технологии изготовления порошка, величины и формы зёрен, от его пространственного положения и величины тока питания. Чем крупнее зёрна угольного порошка, тем меньше сопротивление микрофона. С увеличением тока питания микрофона сопротивление его уменьшается, это объясняется отрицательным температурным коэффициентом угля и явлением спекания зёрен порошка.
Основным недостатком у микрофона МК-10 является чувствительность от положения в пространстве. Улучшенными характеристиками обладает микрофонный капсюль типа МК-16. У него улучшена акустическая система, подвижный и неподвижный электроды выполнены в виде полусферы, что уменьшает зависимость сопротивления микрофона от его положения в пространстве. В табл. 4.1 приведены основные параметры микрофонов МК- 10 и МК- 16.
Таблица 4.1
| Тип микрофона | МК- 10 | МК- 16 |
| Диапазон частот, кГц | 0,3-3,50, | 3-4,0 |
| Чувствительность, В*м2/Н | 0,25-0,3 | 0,45-0,55 |
Микрофон характеризуется чувствительностью (коэффициентом передачи), определяемой отношением величины электродвижущей силы Ем, развиваемой микрофоном, к звуковому давлению Рм, действующему на мембрану [2]:
Постоянную чувствительность микрофон сохраняет только в определенной полосе частот. Для определения средней чувствительности микрофона в заданной частоте частот пользуются выражением
где k ( f ) - частотная характеристика микрофона, f2 - f1 - заданная полоса частот.
Качество телефона как преобразователя электрических колебаний в звуковые и обратно оценивается чувствительностью телефона kT – отношением звукового давления Р, развиваемого телефоном, к напряжению на зажимах телефона U:
.
Средняя чувствительность телефона зависит от частоты и определяется выражением
,
где k ( f ) – частотная характеристика телефона; f 2 - f 1 – заданная полоса частот.
Устройство телефонных аппаратов.
Вызывные приборы осуществляют вызов абонента станцией и станции абонентом, к ним относится индуктор, звонок переменного тока и номеронабиратель.
В аппаратах систем «местная батарея» (МБ) и «центральная батарея» (ЦБ) приёмником вызова служит звонок переменного тока. Вызов станции в аппаратах системы МБ осуществляются индуктором, в аппаратах системы ЦБ – замыканием цепи постоянного тока батареи станции. Приём вызова на телефонных станциях осуществляется вызывными клапанами, бланкерами (реле).
Номеронабиратель телефонных аппаратов системы ЦБ-АТС используется для управления приборами автоматической телефонной станции во время соединения. Вызов абонента со станции в системе МБ осуществляется индуктором, так и в системе ЦБ-АТС осуществляется с помощью генератора переменного тока частотой 15-25 Гц и напряжением 70-110 В.
Индуктор представляет собой генератор вызывного тока, который приводится в действие вручную. В аппаратах системы МБ применяются многополюсный индуктор типа ИМ-6, состоящий из неподвижной катушки с обмоткой (статора) и вращающего двенадцати полюсного магнита (ротора). Это позволило исключить из конструкции индуктора трущиеся токоотводящие контакты обмотки и зубчатую передачу, имеющиеся в составе индукторов других типов. Если ротор делает три оборота в секунду, то при шести парах полюсов в индукторе частота колебаний будет равна 18 Гц, напряжение на нагрузке 2500 Ом - 65 В, отдача мощности - 1,6 Вт.
Звонок является приёмником вызова в телефонных аппаратах. В аппаратах системы МБ и ЦБ-АТС применяется поляризованный звонок переменного тока (рис. 4.6), состоящих из 2-х электромагнитов 3, укрепленных на стальном основании, якоря 2 в виде коромысла с бойком 5, двух звонковых чашек 4 и постоянного магнита 1.
Рис. 4.6. Устройство звонка.
При отсутствии тока в обмотке электромагнитов оба плеча якоря притягиваются к сердечникам с одинаковой силой магнитным потоком постоянного магнита Ф0. Если ток проходит по обмотке, то магнитный поток в одном сердечнике возрастает, а в другом уменьшается. Плечо якоря, через которое проходит в данный момент суммарный магнитный поток, притягивается к сердечнику, и боёк ударяет по чашке звонка. При смене направления тока возрастает магнитный поток во втором сердечнике, а в первом уменьшается. Якорь притягивается ко второму сердечнику, и боёк ударяет по второй чашке. Так как при вызове через звонок проходит переменный поток Ф~, то якорь попеременно притягивается то к одному сердечнику, то к другому, а боёк поочерёдно ударяет по чашкам звонка.
На рис. 4.6 штриховыми линиями показан момент, когда магнитные потоки постоянного магнита Ф0 и электромагнита Ф~ складываются в правом сердечнике.
Номеронабиратель, устанавливаемый на телефонном аппарате, предназначен для передачи информации о номере вызываемого абонента на станции при установлении автоматического соединения. Номеронабиратель имеет заводной диск с десятью отверстиями. Абонент, получив сигнал ответа станции, поворачивает заводной диск до упора. При этом рабочая пружина номеронабирателя закручивается. При обратном движении диска происходят периодические замыкания и размыкания абонентского шлейфа (линий) импульсными контактами номеронабирателя. Число размыканий шлейфа соответствует значению набранной абонентом цифры. Равномерность обработанного движения механизма номеронабирателя обеспечивается центробежным регулятором, в результате импульсы имеют необходимую длительность и правильную форму.
В телефонных аппаратах системы МБ источник питания находится внутри телефонного аппарата или непосредственно вблизи от него (полевой телефонный аппарат ТА-57). В телефонных аппаратах системы ЦБ микрофон питается по проводам абонентской линии от общей центральной батареи, расположенной на телефонной станции (телефонный аппарат ТА-68). Телефонные аппараты системы ЦБ-АТС по способу питания микрофона подобны телефонным аппаратам системы ЦБ и отличаются только наличием номеронабирателя (дисковый или кнопочный).