Виктор Борисов - Юный радиолюбитель [7-изд]

Усилитель 3Ч можно использовать для усиления речи, например для радиоузла. Первым звеном такого радиотехнического устройства будет микрофон, а конечным — громкоговорители.

Для громкого воспроизведения грамзаписи тебе помимо усилителя 3Ч потребуется еще звукосниматель — прибор, с помощью которого записанный на грампластинке звук преобразуется в электрические колебания звуковой частоты. Конечным звеном этого устройства также будет электродинамическая головка прямого излучения.

Познакомься с устройством и принципом работы этих приборов.

Ты уже знаешь, что микрофон является преобразователем звуковых колебаний воздуха в электрические колебания, которые могут быть усилены, а затем преобразованы снова в звук.

Самый простой и самый старейший микрофон — угольный. Внешний вид некоторых малогабаритных угольных микрофонов показан на рис. 150. Это так называемые микрофонные капсюли типов МК-10 и МК-59, особенно широко используемые в телефонии.

Рис. 150. Угольные микрофоны

Устройство угольного микрофона в упрощенном виде, принцип его действия и графики, иллюстрирующие его работу, изображены на рис. 151.

Рис. 151. Работа угольного микрофона

Такой микрофон представляет собой металлическую коробку с угольным порошком, которую прикрывает гибкая металлическая или угольная пластинка-мембрана. Мембрана изолирована от коробки. Ток между ними может проходить только через угольный порошок. Источником тока является батарея GB. Пока перед микрофоном не говорят, мембрана находится в спокойном состоянии (рис. 151, а ), в цепи микрофона, образованной батареей и угольным порошком, течет ток I мк . Значение его зависит главным образом от сопротивления угольного порошка и определяется плотностью прилегания его частиц. Но вот перед микрофоном начали говорить. Под действием звуковых волн мембрана стала колебаться, то прогибаясь внутрь коробки (рис. 151, б ), то выгибаясь наружу (рис. 151, в ). Колеблясь, мембрана то уплотняет частицы угольного порошка, отчего его сопротивление уменьшается, то расслабляет контакты между ними, отчего сопротивление микрофонной цепи увеличивается. А если изменяется сопротивление микрофонной цепи, то (по закону Ома) изменяется и ток в ней.

Пока перед микрофоном не говорили, ток в его цепи был постоянным. Как только начали говорить, ток стал пульсировать с частотой звуковых колебаний. Микрофон, следовательно, преобразовал звуковые колебания воздуха в электрические колебания звуковой частоты. Если в микрофонную цепь включить электромагнитный телефон, то электрические колебания будут преобразованы им в звуковые колебания.

Ток звуковой частоты в микрофонной цепи образуют две его составляющие — постоянная, соответствующая среднему значению тока в цепи, и переменная, соответствующая амплитудным значениям колебаний тока, созданных микрофоном. В телефонии и в радиотехнических устройствах по проводам передают обычно только переменную составляющую, а постоянную, выполнившую свою задачу, как правило, замыкают в очень короткой микрофонной цепи.

Такое разделение тока звуковой частоты на его составляющие можно осуществить, например, с помощью трансформатора, что и иллюстрирует рис. 152.

Рис. 152. Разделение тока цепи микрофона на его составляющие

Здесь микрофон В1, источник тока GB и обмотка I трансформатора Т образуют первичную микрофонную цепь, а обмотка II трансформатора и телефон В2 — вторичную. В первичной цепи течет ток, пульсирующий в такт со звуковыми колебаниями воздуха перед микрофоном. Колебания этого тока индуцируют в обмотке II трансформатора переменное напряжение звуковой частоты, которое заставляет телефон звучать.

Именно так, между прочим, и передается разговор по проводам в телефонии. Но напряжение с обмотки II трансформатора можно подать на вход усилителя 3Ч, чтобы усилить его, а затем преобразовать в звук. Так именно и делают при усилении речи. Если в твоем хозяйстве найдется угольный микрофон и какой-либо повышающий трансформатор, а головные телефоны у тебя, надеюсь, есть, ты сможешь все то, о чем я сейчас рассказывал, проверить на опыте.

Для усиления речи в аппаратуре звукозаписи используются главным образом электродинамические микрофоны, например микрофоны МД-42, МД-47, внешний вид которых показан на рис. 153.

Рис. 153. Внешний вид микрофонов МД-42, МД-47и устройство электродинамического микрофона

Микрофон электродинамической системы имеет сильный постоянный магнит 2 , напоминающий толстостенный стакан, с круглым сердечником керном 3 в середине. Такой магнит, если разрезать его вдоль, похож на букву Ш. К стороне, противоположной «дну» магнита, прикреплен фланец 5 — стальная накладка с круглым отверстием в середине. Между фланцем и керном магнита узкий воздушный кольцевой зазор, в котором создается сильное магнитное поле. В кольцевом магнитном ноле, не касаясь ни керна, ни фланца, находится звуковая катушка 4 из изолированного провода. Катушка скреплена с мембраной 6 , сделанной из алюминиевой фольги или пластмассы. Края мембраны гофрированы, благодаря чему она и скрепленная с ней звуковая катушка обладают подвижностью. Весь механизм микрофона находится в металлическом корпусе 1 . В крышке корпуса сделаны отверстия для прохода звуковых волн.

Принцип работы такого микрофона основан на свойствах электромагнитной индукции, о которой я рассказывал тебе раньше. Пока катушка микрофона неподвижна, в ней не индуцируются электрические колебания, хотя она и находится и самой гуще магнитных силовых линий. Но вот перед микрофоном зазвучала, например, струна. Сразу же в такт с областями пониженного и повышенного давления звуковых волн начинает колебаться мембрана. Колеблясь, она увлекает за собой катушку. При этом катушка пересекает магнитные силовые линии и в ней индуцируется переменное напряжение той же частоты, что и у звуковых колебаний. Чем выше тон звука, тем выше частота этого тока. Чем громче звук, тем больше амплитуда электрических колебаний звуковой частоты.

В микрофонной подставке находится трансформатор 7 , с помощью которого напряжение звуковой частоты, созданное электромагнитной системой микрофона, повышается и передается по проводам к усилителю 3Ч. Этот трансформатор называют согласующим: кроме повышения напряжения он еще согласует малое сопротивление катушки микрофона с относительно большим входным сопротивлением усилителя.