Акустическим преобразователем, преобразуемым звуковую энергию в электрическую является микрофон.
По принципу преобразования звуковой энергии микрофоны могут быть:
-электродинамические;
-пьезоэлектрические;
-конденсаторные;
-полупроводниковые.
Но в телефонных аппаратах общего пользования наиболее широкое применение пока (будущее за полупроводниковыми) получили угольные.
Работа угольного микрофона основана на изменении сопротивления угольного порошка под воздействием звуковых колебаний.
Основные части:
-мембрана;
-подвижный электрод;
-неподвижный электрод;
-угольный порошок;
-корпус.
Пока на мембрану не воздействуют звуковые колебания, она находится в спокойном состоянии и по цепи (первичной) протекает постоянный ток. Y0-ток питания микрофона.При воздействии на мембрану звукового давления (речевой сигнал),мембрана начинает колебаться совместно с подвижным элементом.При увеличении давления на мембране ,она прогибается в сторону угольного порошка,сжимает его, следовательно, сопротивление угольного порошка уменьшается и ток в цепи микрофона увеличивается.При уменьшении давления на мембрану происходит разрыхление угольного порошка,следовательно увеличивается сопротивление угольного порошка и уменьшается ток в цепи микрофона.
Таким образом,вследствие колебаний мембраны микрофона в первичной обмотке трансформатора будет протекать изменяющийся во времени и постоянный по направлению ток, который называется пульсирующий. Переменная составляющая этого тока во вторичной обмотке трансформатора наводит переменную ЭДС звуковой частоты,наличие которой приводит к появлению тока в цепи нагрузочного сопротивления ZН.
Сопротивление микрофона:различают статическое и динамическое.
При увеличении YПИТ,RС и Rg уменьшаются, т.к
1.температурный коэффициент угля имеет отрицательное значение и сопротивление уменьшается.
2.При увеличении YПИТ, tº увеличивается,а следовательно увеличивается нагрев, зерна спекаются и сопротивление уменьшается. При очень большом нагреве происходит выгорание угля контакта и сопротивление увеличивается до бесконечности.
Статическое сопротивление RC-сопротивление микрофона при отсутствии звукового воздействия на микрофон.
Динамическое сопротивление RД-сопротивление микрофона при воздействии звуковых колебаний на микрофон.При этом происходит нарушение контактов между угольными зернами(пересыпание зерен,трущийся контакт),следовательно RД > RС при одинаковой величине тока.
Сопротивление зависит от положения его в пространстве: min при вертикальном - это 90º max - при горизонтальном(0º, 180º). Это объясняется равномерностью заполнения пространства между подвижным электродом и неподвижным электродом угольным порошком при 90º.
Частотная характеристика чувствительности микрофона:
Чувствительность микрофона определяется отношением ЭДС,развиваемой микрофоном,к звуковому давлению в той точке поля,в которой помещен микрофон.
S=E/P (В/Па)
Зависимость чувствительности микрофона называтся частотной характеристикой чувствительности микрофона.
Неравномерность частотной характеристики показывает, что микрофон вносит искажения при преобразовании звуковых колебаний в электрические,причем,эти искажения в большей степени сказываются на резонансных частотах.
Желательно для улучшения качества передаваемой речи подобрать телефон и микрофон с такими характеристиками, где провалы одних приходятся на те частоты, где у других всплески. В сумме происходит выравнивание характеристики чувствительности акустических преобразователей и увеличивается средняя суммарная чувствительность.