Uhlíkový mikrofon

Uhlíkový mikrofon, pravděpodobně 20. léta 20. století

Uhlíkový mikrofon je mikrofon , jehož elektroakustický převodník princip je založen na skutečnosti, že kolísání tlaku způsobené zvukem způsobují změny v elektrickém odporu z grafitových částic mezi jeho spojení. Uhlíkové mikrofony se dnes používají jen zřídka.

Dějiny

První mikrofon umožňující hlasovou telefonii vyvinuli nezávisle David Edward Hughes v Anglii a Emil Berliner a Thomas Alva Edison v USA . Ačkoli Edison jako první požádal o patent, Hughes před několika lety před mnoha svědky ukázal funkční prototyp, takže většina historiků vidí Hughese jako vynálezce uhlíkového mikrofonu. V roce 1923 vyvinuli Georg Neumann a Eugen Reisz v Berlíně M 109, známý jako mikrofon z mramorového bloku.

Mikrofon na uhlí

Princip uhlíkového mikrofonu; pomocné napětí je obvykle dodáváno telefonní sítí

Ke konverzi se používá tlakový závislý kontaktní odpor mezi uhlíkovými částicemi ( uhelný granulát, uhelná drť), které jsou stlačeny zvukově izolační plechovou membránou .

konstrukce

Zvukově propustné pouzdro je na jedné straně uzavřeno kovovou membránou . To tvoří jednu elektrodu . Je naplněn dřevěným uhlím z antracitu . Protielektroda je na druhé straně.

funkce

Mezi membránu a protielektrodu musí být přivedeno stejnosměrné napětí prostřednictvím pracovního odporu ( spotřebič ) . Tyto zvukové vlny se přenášejí přes membránu na uhlí. Princip je založen na „ volném kontaktu “ mezi zrny uhlí. Mikroskopické změny polohy částic způsobují modulaci stejnosměrného proudu protékajícího nimi . Svou roli zde hraje také tlakový závislý kontaktní odpor typický pro grafit.

U telefonů může být pracovní odpor přímo na sluchátku (elektromagnetický konvertor) - zesílení je nutné pouze pro delší přenosové vzdálenosti.

Různé požadavky na aplikaci lze do určité míry splnit použitím různých velikostí zrna .

závazek

Mikrofony z uhelné krupice se v telefonech používaly ve velkých počtech až do 70. let . Předpokládá se, že vynález uhlíkového mikrofonu výrazně urychlil vývoj telefonování. Srozumitelnost řeči byla tedy dostatečně dobrá. V šedesátých a sedmdesátých letech byly uhlíkové mikrofony v telekomunikační technologii nahrazeny akusticky lepšími dynamickými mikrofony, zejména piezo mikrofony, které v 80. letech zase ustoupily elektretovému kondenzátorovému mikrofonu , který integroval potřebnou zesilovací elektroniku. Stejně jako dříve se provozní napětí získává z připojovacího kabelu. To znamená, že uhlíkové mikrofony v telefonech lze obvykle nahradit 1: 1 elektronickými variantami.

Ve zvukové technice nebo hudebních nahrávkách se uhlíkové mikrofony nepoužívají kvůli nízké kvalitě reprodukce. V profesionálním zvukovém inženýrství byl uhlíkový mikrofon nahrazen kondenzátorovým mikrofonem již ve 20. a 30. letech . Dnes se dynamické mikrofony a kondenzátorové mikrofony používají v sofistikovanější zvukové technologii.

Uhlíkové mikrofony se také používaly jako hrtanové mikrofony a pro přímou modulaci vysílačů vybavených trubicemi .

V časných telefonních přenosových spojích byly uhlíkové mikrofony používány jako opakovače kvůli jejich zesilovacím vlastnostem . K mikrofonu byl mechanicky připojen jakýsi reproduktor. Kvalita přenosu byla špatná, ale technologie umožňovala dálkové hovory ještě před zavedením elektronky (kolem 20. let 20. století). Až do padesátých let se takové zesilovače používaly také ve sluchadlech , protože napájení bylo mnohem lehčí a jednodušší než u elektronek.

Designy

Místo dřevěného uhlí byly použity diskrétní grafitové části, které jsou zvukem posouvány k sobě - ​​v modelu nalevo od roku 1889 jsou použity malé grafitové válečky zavěšené na čepech a posunuté pružinami vzhledem k dřevěné membráně.

  • Uhlíkový mikrofon s dřevěnou membránou z roku 1889

  • Převodník uhlíkového mikrofonu vlevo (pohled zezadu): grafitové válečky visící na grafitových čepech se pohybují pružinami vzhledem k dřevěné membráně

  • Výkres z patentové specifikace

  • Typický uzavřený design, který se dříve používal v telefonech

vlastnosti

Pozitivní vlastnosti:

  • Vysoká úroveň elektrického výstupu, což znamená, že další zesílení obvykle není nutné; Lze přepínat přímo do série se sluchátkem
  • Posilující vlastnosti
  • Nízké výrobní náklady

Negativní vlastnosti:

  • Silný hluk způsobený oxidačními procesy na špičkách uhelných štěrků; věkově závislé
  • Faktor zkreslení často přes 5 procent
  • Špatně reprodukovatelné přenosové vlastnosti, poloha a vibrace závislé
  • Intenzivní údržba nebo omezená životnost
  • Parametry silně závislé na vlhkosti

literatura

  • Harry Dittrich, Günther Krumm: Elektro-Werkkunde Svazek 5 / Odborná praxe pro telekomunikační montéry a telekomunikační mechaniky. 4. vydání, Winklers Verlag, Darmstadt, 1971
  • Velká kniha technologie. Nakladatelství pro znalosti a vzdělávání, nakladatelská skupina Bertelsmann GmbH, Gütersloh, 1972
  • Helmut Röder, Heinz Ruckriegel, Heinz Häberle: Elektronika 3. část, komunikační elektronika , 5. vydání. Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1980, ISBN 3-8085-3225-4

webové odkazy

Commons : Uhlíkové mikrofony  - Sbírka obrázků, videí a zvukových souborů

Individuální důkazy

  1. ^ Bob Estreich: profesor David Hughes (angl.)
  2. ↑ Encyclopedia Britannica: David-Hughes (angl.)
  3. ↑ Mikrofon měsíce ČERVENEC 2018 - Reisz M 109_ První dobrý mikrofon. Citováno 26. listopadu 2020 .
  4. ↑ Thomas Görne, Mikrofony v teorii a praxi, 2. vydání 1996, strana 59
  5. ^ Galerie elektromechanických zesilovačů