Файл: Мазель, С. И. Сооружения сельской телефонной связи и проводного вещания учебник.pdf

Глава IV

ОСНОВЫ ТЕЛЕФОНИИ,

ТЕЛЕФОННЫЕ АППАРАТЫ

ИТЕЛЕФОННЫЕ СТАНЦИИ

§19. ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ О ЗВУКЕ

Телефонная связь предназначена для передачи речи на рас­ стояние. Так как человеческая речь представляет собой звуко­ вые колебания, возникающие от движения голосовых связок, то ознакомимся сначала с основными явлениями возникновения и распространения звука.

Звук возникает в результате колебания какого-либо тела. Звонок звонит потому, что колеблется его чашка; гитара издает звук потому, что колеблются ее струны. Прикоснитесь к звуча­ щей струне пальцами — звук прекратится.

Всякое звучащее тело передает свои колебания прилегаю­ щим к нему частицам воздуха, как бы толкая их. Вследствие упругости воздуха частицы, пришедшие в колебание, передают эти колебания соседним слоям воздуха. Полученные таким об­ разом колебания носят название звуковых волн. Звуковые вол­ ны могут возникать не только в воздухе. Средой, проводящей звук, могут быть земля, вода, металлы, дерево и пр.

Если звуковые волны встретят на своем пути тело, способ­ ное колебаться, то они приведут его в колебание, т. е. заставят звучать. Достигнув уха человека, звуковые волны приводят в колебание барабанную перепонку, находящуюся внутри уха. Ко­ лебания барабанной перепонки вызывают раздражение слухо­ вого нерва, воспринимаемое как звук.

Звук характеризуется силой, высотой и тембром. Сила звука определяется величиной звукового давления, т. е. силой сжатия частиц воздуха при прохождении звуковых колебаний по срав­ нению со спокойным состоянием среды, и измеряется в ньюто­ нах на один квадратный метр (Н /м2).

Высота звука зависит от частоты колебаний звучащего тела: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Нормально че­

разборчивости достаточно воспроизвести полосу частот от 300 до 3400 Гц, на которую и конструируется телефонная аппара­ тура. Средней частотой разговорной речи, принимаемой во всех расчетах в телефонии, является частота 800 Гц.

Тембром звука называется характерная особенность звука, обусловленная наличием, кроме основной частоты, дополнитель­ ных колебаний различной частоты и различной интенсивности,

117

возникающих одновременно с основным колебанием и складыва­ ющихся с ним. Тембр звука — это то качество, которое позво-' ляет различать голоса различных людей, различные музыкаль­ ные инструменты и т. и.

принимающий электрические ко- Рис. 53. Простейшая схема теле- лебания и преобразующий их в

(рис. 53), то с помощью такого устройства будет возможно те­ лефонирование.

Источник электрической энергии (батарея Б) необходим для создания тока в цепи микрофона.

§ 21. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

СПОМОЩ ЬЮ МИКРОФОНА

Впрактике телефонирования для преобразования звуковых колебаний в колебания электрические наибольшее применение имеют угольные порошковые микрофоны.

угольного порошка 3, мембраны 1 и войлочного кольца 2. Не­ подвижный электрод и мембрана изготовляются из токопроводя­ щего материала. Между неподвижным электродом, угольным порошком и мембраной поддерживается постоянный контакт.

Угольный порошок изменяет свое сопротивление в зависи­ мости от изменения давления мембраны на него; чем больше контактное давление между зернами, т. е. чем они плотнее при­ жаты друг к другу, тем меньше сопротивление порошка, и, на­ оборот, чем меньше контактное давление, т. е. чем слабее уголь­ ные зерна прижаты друг к другу, тем больше сопротивление порошка.

118

Если между электродом 4 и мембраной 1 включить батарею Б, то по цепи потечет постоянный ток, величина которого будет зависеть от напряжения батареи и сопротивления угольного порошка.

Если перед мембраной начать говорить, то под действием звуковых волн она будет колебаться. Под действием уплотнен­ ных частиц воздуха мембрана прогнется внутрь микрофона и

Рис. 54. Схема (а) и устройство (б) микрофона М К -10

уплотнит угольный порошок. В результате этого сопротивление микрофона уменьшится, а ток в цепи микрофона увеличится.

Когда перед мембраной образуется разряжение частиц воз­ духа, она выгнется в обратную сторону. При этом сопротивление микрофона вследствие разрыхления порошка увеличится, а ве­ личина тока в цепи уменьшится. Так звуковые колебания пре­ образуются в колебания электрического тока.

Современные микрофоны изготовляют в виде закрытых капсюлей, легко заменяемых в случае повреждения (капсюли МК-10 и МК-16).

Устройство капсюля МК-10 показано на рис. 54, б. В его штампованном корпусе 3 укрепляется неподвижный латунный

119

электрод цилиндрической формы 2. В корпус засыпается уголь­ ный порошок 10. Неподвижный электрод изолирован от корпуса двумя шайбами 11 и изолирующей втулкой 1. Второй подвиж­ ный электрод 4 из тонкой латуни в виде пустотелой чашечки укрепляется на легкой металлической фигурной мембране 6. Края мембраны закреплены кольцом 8. Подвижный электрод погружается в угольный порошок. Между мембраной и уголь­ ным порошком находится эластичная пленка 9. Сверху мембра­ на завальцовывается крышкой 7 с отверстиями для прохожде­ ния звуковых волн. Над этой крышкой находится вторая крыш­ ка 5, которая задерживает испарения, выделяющиеся при раз­ говоре. Данные о наиболее распространенных микрофонных капсюлях приведены в табл. 21.

Микрофонные капсюли МК-16 имеют несколько улучшенную конструкцию по сравнению с капсюлями МК-Ю, что дает воз­ можность получить от них большую равномерность частотной характеристики.

§ 22. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В ЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ С ПОМОЩ ЬЮ ТЕЛЕФОНА

На рис. 55 показаны схема и устройство телефона. Телефон состоит из мембраны 3, изготовленной из мягкой отожженной стали, постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками и двух обмоток (катушек) 2 из медной изолированной проволоки.

Если по обмоткам катушек ток не проходит, мембрана под действием притяжения постоянного магнита несколько изогнута в его сторону (положение покоя). При прохождении по обмоткам переменного тока вокруг катушек возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного маг­ нита.

В такт с изменениями электрического тока в обмотках мем­ брана совершает колебания. Колебания магнитного потока пре­ образуются в механические колебания мембраны, которые яв­ ляются источником звуковых колебаний.

120

Телефонные капсюли в настоящее время выпускаются трех типов ТК-47, ТК-67 и ТА-4. Более совершенным является кап­

сюль ТК-67, в котором применена дифференциальная магнит­ ная система.

Рис. 56. М икротелефон

Для удобства пользования телефон и микрофон объединяют в один прибор — микротелефон. Общий вид микротелефона по­ казан на рис. 56. В верхней части помещается телефон, а в ниж­

121