Как уже указывалось, преобразователями в телефонных аппаратах являются микрофон М и телефон Т или громкоговоритель. Преобразователи в основном содержат механическую колебательную систему, связанную с электрической цепью. При воздействии звуковых колебаний на колебательную систему изменяется сопротивление, емкость или другой параметр электрической цепи, что приводит к изменению значения тока. Если же преобразуются электрические колебания в звуковые, то изменяется ток в цепи, что вызывает механические колебания подвижной системы, которые в свою очередь возбуждают звуковые колебания.

По принципу работы преобразователи делят на электродинамические, электромагнитные, конденсаторные, пьезоэлектрические, транзисторные, угольные и др. Наибольшее распространение получили угольные микрофоны и электромагнитные телефоны.

Электроакустические преобразователи можно подразделить на обратимые и необратимые. Обратимые преобразователи способны преобразовывать звуковые колебания в электрические и электрические в звуковые (например, электромагнитный, электродинамический). Необратимые преобразователи выполняют только один вид преобразований (например, угольный микрофон).

Рассмотрим некоторые типы преобразователей, наиболее распространенные в технике транспортной связи.

Угольный микрофон — необратимый электроакустический преобразователь (рис. 14.2). Действие угольного микрофона основано на свойстве угольного порошка изменять свое сопротивление под воздействием звукового давления. Под действием звуковых волн мембрана / с закрепленным на ней подвижным электродом 2 приходит в колебательное движение и изменяет плотность угольного порошка 3. При уплотнении порошка сопротивление между подвижным 2 и неподвижным 4 электродами уменьшается, а при разрыхлении увеличивается. Все перечисленные элементы вмонтированы в металлический корпус 5. Микрофон включается в цепь последовательно с батареей Б. Изменение сопротивления угольного порошка приводит к появлению пульсирующего тока. Постоянная составляющая этого тока /о является током питания микрофона в состоянии покоя, а его переменная составляющая представляет собой разго ворный ток. Переменная составляющая создает на выходе (на обмотке / Тр) переменное падение напряжения, составляющая которой трансформируется в линию, поэтому угольный микрофон при действии на него звуковых волн является генератором переменного тока звуковой частоты. Так происходит преобразование звуковых колебаний в электрические, мощность которых значительно превышает мощность колебаний, воздействующих на мембрану микрофона. Следовательно, угольный микрофон не только преобразует звуковые колебания, но и является усилителем мощности в электрической цепи.

В современных телефонных аппаратах используют капсюльные угольные микрофоны МК-10, МК-16, МК-16Н. Конструктивно они выполнены в виде неразборных микрофонных капсюлей.

Микрофоны изготавливают с разным сопротивлением угольного порошка: НО — низкоомные (30-80 Ом); СО — среднеомные (не более 120 Ом); ВО — высокоомные (не более 200 Ом). При малых токах питания (до 25 мА) применяют ВО микрофоны; при токах питания от 25 до 60 мА — СО, а при гоке питания свыше 60 мА-НО. Ток питания микрофона ограничен значением тока спекания угольного порошка, при котором гранулы угольного порошка спекаются (/

_СП

ек= 80ч-100 мА) и микрофон приходит в негодность. На сопротивление микрофона влияет также положение его в пространстве. Наименьшее сопротивление (/?,„,„) микрофон имеет в вертикальном положении и максимальное (/?

_тах

) — в горизонтальном. Отношение этих сопротивлений называют коэффициентом обрывности микрофона а

_об

= При а

₀

г,^5 микрофон принято считать безобрывным. К безобрывным относят микрофоны МК-Ю, МК-16Н.

Электромагнитный микрофон — обратимый преобразователь с дифференциальной магнитной системой. Он состоит (рис. 14.3) из постоянного магнита 1, полюсной надставки 5, якоря 2, мембраны <?> жестко скрепленной с якорем, и обмоток катушек 4. Магнитный поток Фо постоянного магнита разветвляется через полюсную надставку, воздушные зазоры 81 и 6

₂

и якорь. Под воздействием звуковых волн колеблется мембрана 3 и якорь 2. При перемещении мембраны, а следовательно, и якоря вправо в верхней половине полюсной надставки магнитный поток возрастает, а в нижней — уменьшается и наоборот. Результирующий магнитный поток Ф~ в полюсной надставке изменяется в соответствии с колебаниями мембраны и наводит в ее обмотках переменную э. д. с., которая изменяется по закону звуковых колебаний. Такие микрофоны используют в качестве электромагнитных телефонов в аппаратах, работающих в условиях повышенных шумов. Они выполнены в виде капсюлей ДЭМК-7

Рис 14 2 Угольный микрофон

а — устройство 6 — ус ровное обозначение

и ДЭМК-7Т, ДЭМШ и ДЭМШ-1. Последние два типа микрофонов находят применение в аппаратуре громкоговорящей связи.

Распространенными являются электродинамические микрофоны типов МД-44, МД-53, МД-59, которые предназначены для передач из студии.

Электромагнитный телефон — обратимый преобразователь (рис. 14.4) — состоит из постоянного магнита 1 с обмотками катушек 3, намотанными на полюсные надставки 2 в разные стороны, и мембраны 4, расположенной на небольшом расстоянии над полюсными надставками. Мембрана в нерабочем состоянии под действием постоянного магнита, создающего магнитный поток Фо, находится в притянутом состоянии — имеет прогиб. При прохождении по обмоткам катушек переменного разговорного тока возникает переменный магнитный поток Ф~. Взаимодействие магнитных потоков Ф^ и Фо приводит к изменению усилия, действующего на мембрану, и она колеблется с частотой тока, проходящего по обмоткам телефона, создавая звуковые волны.

Условное обозначение телефона приведено на рис. 14.4, б.

Телефоны подобно микрофонам конструктивно выполняют в виде телефонных капсюлей ТА-4, ТК-67 и др.

На железнодорожном транспорте для озвучивания открытых площадей, перронов, вокзалов, сортировочных горок и парков, громкоговорящей оповестительной связи моторвагонных депо используют громкоговорители (рупорные, радиальные), в которых реализован изложенный выше принцип работы.