| Телефонная трубка |
Телефонная трубка является очень простым устройством даже в современных полностью электронных многофункциональных аппаратах. Эта часть телефонного аппарата выполняет две важные функции. Она преобразует звуковые колебания, вызванные человеческим голосом, в электрический сигнал, передаваемый по телефонным линиям, и преобразует принимаемые электрические сигнала обратно в звуковые колебания, которые можно слышать. Конечно, любой человек, знакомый с электроникой, знает, что первая задача может быть выполнена микрофоном, динамик или телефон (телефонный капсюль) служит для решения второй задачи.
Телефонная трубка, показанная на рис. 3.9, содержит микрофон, находящийся в нижней части трубки, приближаемой ко рту, и телефон, расположенный в верхней, приближаемой к уху части. Больше в ней ничего нет, и только эти элементы определяют ее физические размеры. Кроме того, она должна конструироваться таким образом, что когда средний взрослый человек держит микрофонную часть трубки у рта, телефонная часть была бы у его уха.
По направлению передачи звуковых сигналов, используемых в телефонных системах, микрофон обычно называют передатчиком — поскольку речевой сигнал передается в систему. Телефон называется приемником — сигнал принимается из телефонной линии и воспроизводится им. В обиходе вся телефонная трубка часто называется "приемником". Это довольно неточно и, возможно, непонятно, но этот термин является популярным и широко используется.
Устройство угольного микрофона, который используется почти исключительно в качестве телефонного передатчика, показано на рис. 3.10. Достоинства микрофона этого типа состоят в том, что он недорог и очень долговечен. К тому же угольный микрофон дает довольно сильный электрический сигнал, пригодный для использования в телефонных сетях.
Главный недостаток угольного микрофона состоит в его довольно ограниченном частотном диапазоне. Но, как говорилось ранее, поскольку в телефонных системах частотный диапазон все равно приходится специально ограничивать, это не создает дополнительных проблем.
Главный компонент угольного микрофона (рис. 3.10) — небольшой капсюль, наполненный большим количеством мелких гранул угля. Уголь является слабым электрическим проводником с относительно высоким сопротивлением. Именно поэтому некоторые резисторы изготавливаются из угля.
Передняя и задняя стенки капсюля — это металлические пластины, которые электрически изолированы одна от другой, за исключением участка с относительно высоким сопротивлением, заполненного угольным порошком. Одна стенка капсюля жестко удерживается в специальном гнезде микротелефонной трубки. Противоположная стенка присоединяется к подвижной диафрагме. Когда вы говорите в микрофон, звуковые колебания вашего голоса заставляют диафрагму вибрировать. Когда она двигается назад, по направлению к центру микрофонного капсюля, заключенные в нем угольные гранулы плотно прижимаются друг к другу. Когда диафрагма двигается в противоположном направлении (от центра капсюля), гранулы разрежаются. Относительная плотность угольных частиц определяет общее сопротивление между передней и задней стенками микрофонного капсюля, поэтому при колебаниях диафрагмы изменяется его сопротивление. Микрофонный капсюль электрически подключен к источнику постоянного напряжения — в нашем случае это постоянное напряжение питания, подаваемое телефонной станцией. Теперь вступает в действие закон Ома:
I=U/R
Поскольку напряжение U постоянно, а сопротивление R изменяется в соответствии с звуковым давлением (колебаниями диафрагмы), ток I будет электрическим аналогом звукового сигнала.
Телефон (приемник), расположенный в верхней части микротелефонной трубки, работает противоположным образом. Он преобразует электрические сигналы, получаемые из телефонной линии, в акустические, т.е. в слышимый звук. В этом случае звуки, которые вы слышите, воспроизводят речь вашего собеседника на другом конце телефонной линии.
Обычный телефон (телефонный капсюль) — электромагнитное устройство. Он состоит (рис. 3.11) из гибкой диафрагмы, постоянного магнита и звуковой катушки. Катушка намотана на каркасе, прикрепленном к центру диафрагмы. Постоянный магнит неподвижен и создает магнитное поле, в котором и располагается звуковая катушка. При протекании через катушку электрического тока в соответствии с законами электромагнитной индукции на нее начинает действовать сила, величина и направление которой пропорциональны величине и направлению тока. В соответствии с этим подвижная диафрагма смещается в ту или иную сторону от своего среднего положения, порождая звуковые колебания, соответствующие подводимому к звуковой катушке электрическому сигналу, т.е. воспроизводя голос человека на другом конце телефонной линии.
|
|
Как работают современные телефоны
