2.2.2 Телефон
Как электроакустические преобразователи телефоны подразделяются на электромагнитные, электродинамические и пьезоэлектрические. Более других распространены электромагнитные телефоны - с простой или дифференциальной магнитной цепью. Качество преобразования электрической энергии в звуковую у телефонов оценивается их чувствительностью αт - отношением звукового давления, развиваемого телефоном (Н/м2) к напряжению (В), подводимому к телефону. Значение αт - зависит от частоты электрических колебаний: более качественные телефоны имеют более равномерную характеристику (рисунок 14). В капсюльных телефонах ТК-50, ТК-67 и др. равномерность чувствительности обеспечивается корректирующими акустическими системами, вносящими затуха ние на резонансных частотах. Еще лучше чувствительность у телефонов с дифференциальной магнитной системой. Модуль полного сопротивления телефонного капсюля на частоте 1 кГц должен находиться в пределах 260±52 Ом.
Наиболее распространены в телефонных аппаратах телефонные капсюли типа ТА-4, ТК-67 и микрофонные тина МК-10 и МК-16.
Рисунок 14 - Частотные характеристики телефонов
Как и микрофоны, по устойчивости к климатическим воздействиям телефоны
делятся на нормальные (Н) и устойчивые (У) - с такими же, как у микрофонов, параметрами температуры и влажности.
Вызывной прибор для приема вызова
Вызывные приборы телефонных аппаратов служат для посылки на телефонную станцию сигналов вызова или набора номера от абонентов, а также приема вызывных сигналов со стороны телефонной станции.
Тип вызывных приборов, применяемых в телефонных аппаратах, определяется системой вызова, принятой для этих аппаратов. В телефонных аппаратах системы ЦБ сигнал вызова на станцию посылается при снятии абонентом микротелефона, вследствие чего контактами рычажного переключателя замыкается цепь постоянного тока питания микрофона телефонного аппарата и вызывного реле на станции. Кроме того, в телефонных аппаратах ЦБ АТС для автоматического набора номера вызываемого абонента применяется номеронабиратель. В качестве приемника вызова в телефонных аппаратах ЦБ используется поляризованный звонок переменного тока или преобразователь вызывного тока.
В телефонных аппаратах системы МБ общего пользования в качестве передатчика вызова применяют индуктор, а приемника вызова – поляризованный звонок переменного тока. В специальных телефонных аппаратах системы МБ, используемых в оперативно-технологической связи, в зависимости от их назначения датчика вызова может не быть или вместо него предусмотрена вызывная кнопка, а в качестве приемника вызова служит специальное устройство, которое включает звонок постоянного тока.
Индуктор представляет собой генератор переменного тока, приводимый в действие от руки. Применяются индукторы с неподвижным магнитом (ТАИ) и с подвижным магнитом (ИМ). В индукторе ТАИ (рисунок 15) якорь с обмоткой 2 вращается в поле постоянного магнита 1 с полюсными надставками 3; ось якоря связана с рукояткой для вращения зубчатыми шестеренками. В индукторе ИМ (рис. 4 б) применен 12 – полюсный магнит 2, который рукояткой вращают вокруг неподвижных обмоток 1. Эта конструкция делает ненужной зубчатую передачу. Параметры индукторов: сопротивление обмоток 500 Ом; при скорости вращения рукоятки 3 – 5 об/с вырабатывается переменный ток частотой 18 – 30 Гц напряжением 65 Вт; отдаваемая индуктором мощность в нагрузку сопротивлением 2000 Ом составляет 1,8 Вт.
Рисунок 15. Индукторы
Поляризованный звонок переменного тока состоит из двух- или однокатушечного (рисунок 16) электромагнита 1, постоянного магнита 2 с полюсными надставками 3, якоря 4, к которому прикреплен боек 5, и металлических чашек 6. При прохождении по обмотке электромагнита переменного тока происходит попеременное изменение магнитного потока в зазорах между концами якоря 4 и полюсными надставками 3. Вследствие этого якорь 4 притягивается то одним, то другим концом к полюсным надставкам, а боек ударяет по чашкам звонка. Уровень громкости звука, создаваемый звонком, зависит от силы притяжения якоря сердечником электромагнита и должен быть не менее 70 дБ на расстоянии 0,5 м от звонка при напряжении 50 В вызывного тока частотой 25 Гц. Чувствительность звонка определяется наименьшей кажущейся мощностью, необходимой для его нормальной работы и составляет примерно 75 мВт для тока частотой 25 Гц. Сопротивление звонков постоянному току примерно 2000 Ом.
В телефонных аппаратах находят применение звонки разной конструкции (одно- и двухчашечные, одно- и двухобмоточные) с механическим регулятором громкости, которым можно изменять ход якоря звонка и регулировать его громкость.
Рисунок 16 - Поляризованные звонки
Звонок постоянного тока (рисунок 17) состоит из электромагнита с двумя сердечниками 4, якоря 3 с прикрепленными к нему бойком 5 и плоской пружиной 2 и металлических чашек 6, по которым ударяет боек во время работы. Пружина 2, соединенная с якорем 3 и соприкасающаяся с контактным винтом 1, образует прерыватель звонка.
При замыкании цепи постоянного тока через обмотки звонка якорь притягивается к правому сердечнику, и боек ударяет по левой чашке. Одновременно размыкается контакт между пружиной 2 и винтом 1, вследствие чего прерывается цепь тока и якорь приходит в исходное положение, ударяя при этом бойком по правой чашке. Затем снова создается цепь тока через обмотки электромагнита, якорь вновь притягивается и т.д. Для напряжения 4 – 6 В применяют звонки сопротивлением 40 Ом, для напряжения 24 В – сопротивлением 500 Ом и др.
Рисунок 17 - Звонок постоянного тока
Преобразователь вызова представляет собой устройство, включаемое в телефонный аппарат вместо звонка и служащее для преобразования вызывного тока частотой 25 Гц в ток тональной частоты. Преобразование частоты может осуществляться с использованием автоколебательного контура, в котором применяется пьезоэлектрический элемент (рисунок 18), или с применением генераторов тональной частоты, управляемых вызывным током.
Пьезоэлектрический излучатель представляет собой металлическую пластину 1, на которой размещен кристалл пьезоэлектрика (двуокись кремния). Внешняя поверхность кристалла контактирует с двумя пластинками 2 и 3. Напряжение положительного полупериода вызывного сигнала поступает на обкладки пластин 1 – 2 пьезоэлектрика, вследствие чего кристалл деформируется и пластина 1 создает звуковые колебания. Колебания кристалла генерируют напряжение на гранях кристалла (пластина 3). Через резистор R2 это напряжение прикладывается к эмиттерному переходу транзистора VТ и открывает его. Открытый транзистор VT шунтирует обкладки пластин 1 – 2 , что приводит к уменьшению напряжения, приложенного к ним и, как следствие, - к обратной деформации пьезоэлекрика. Обратная деформация пьезоэлектрика вызывает появление напряжения отрицательной полярности на обкладках пластин 1 – 3, что приводит к запиранию транзистора VT. Закрытый транзистор VT обладает большим сопротивлением, снимает шунт с обкладок пластин 1 – 2, на которые продолжает поступать положительное напряжение вызывного сигнала, что опять приводит к отпиранию транзиcтора VT, и процесс продолжается с частотой автоколебаний пьезоэлектрика. В отечественных аппаратах в качестве вызывного устройства подобного действия используют интегральную микросхему. Последняя под действием вызывного тока формирует двухчастотный сигнал, который воспроизводится пьезоэлектрическим излучателем в виде тонального сигнала (рисунок 19). На рисунке 19 дана схема вызывного двухчастотного устройства на микросхеме, нагруженной на динамическую головку BF. Схема приводится в действие поступающим из линии вызывным сигналом, который проходит через выпрямительный мост в виде постоянного тока подается на вход микросхемы. Контуры R1С1, R2С2 определяют тональные частоты, которые воспринимаются динамическим приемником ВF.
Рисунок 18. Преобразователи вызова