Генрих Кардашев - Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

В отличие от обычных многополосных громкоговорителей, для воспроизведения всего звукового диапазона используется одна панель NXT, возбуждаемая при помощи одного-единственного преобразователя. При площади 0,6 кв. м нижняя граничная частота составляет 100 Гц, а верхняя — 18 кГц, отклонения частотной характеристики при этом сравнимы с обычными громкоговорителями.

При увеличении площади до 1,5 м2 низкочастотная граница уменьшается до 60 Гц. Панели NXT могут работать при размерах от 25 см2 до 100 м2. Самые маленькие могут быть использованы в системах мультимедиа совместно с ноутбуком (в том числе в сопряжении с «антибликовым» экраном), а самые большие — в кинотеатрах, служа одновременно экраном. В автомобильной акустике подобные устройства могут быть выполнены в виде полки под задним стеклом или фрагмента дверной обшивки, а в помещениях — имитировать его архитектурные фрагменты. При воспроизведении Hi-Fi к относительным недостаткам NXT можно отнести некоторое ограничение полосы низких частот, а также утрату точной локализации.

Существует большое количество самых разнообразных телефонов (наушников, головных телефонов), отличающихся как по принципу действия, так и по конструктивному оформлению. Наиболее распространены электромагнитные телефоны, которые берут свое начало от телефона Белла. Их принцип действия заключается в следующем. На постоянный магнитный поток системы, состоящей из постоянного магнита и магнитопровода (полюсных наконечников), накладывается переменный поток звуковой частоты, создаваемый надетыми на магнитопровод катушками, к которым подводится напряжение звуковой частоты. Перед полюсными наконечниками находится ферромагнитная диафрагма (мембрана). Под воздействием постоянного и переменного магнитных потоков, пронизывающих диафрагму, мембрана колеблется в такт с переменным магнитным потоком и излучает звук.

Для прослушивания радиопередач, звукового сопровождения телепередач и звукозаписи применяются стереофонические телефоны в основном электродинамического типа (рис. 20).

В корпусе находится малый электродинамический громкоговоритель с диффузором или полусферической диафрагмой. Пространство между ним и корпусом заполнено звукопоглощающим материалом (поролон). Перед громкоговорителем находится перфорированная решетка.

Специальные типы телефонов могут обеспечить также и квадрофонические эффекты восприятия звука.

Рис. 20. Головные телефоны:

а — внешний вид; б — УГО наушника

Несмотря на интенсивное развитие электроники как таковой, практически любое электронное устройство имеет в своем составе те или иные электромеханические компоненты. Это связано с рядом обстоятельств. Отдельные внутренние функции ряда систем проще выполняются подобными устройствами. Кроме того, человеку как оператору присуще управление системами посредством механических движений, и замещение «механики на электронику» из этих сфер происходит весьма медленно (например, введение «голосового управления»). Наконец там, где ряд входных или выходных функций устройств являются по своей природе механическими (датчики, привод и т. п.) — подобная электромеханика только совершенствуется, а не исчезает.

Коммутационные компоненты

К коммутационным относятся устройства, скачкообразно изменяющие значения своих параметров при определенном воздействии. Примером может служить обычный выключатель лампы бытового освещения, кнопки вызова лифта и т. п.

Различают устройства, в которых усилие оператора направлено перпендикулярно панели, на которой оно размещено (нажимные микропереключатели и кнопки), и параллельно панели (тумблеры, движковые и клавишные переключатели). Распространены также устройства, управляемые вращением. К ним относятся переключатели: поворотные, пакетные, галетные, щеточные, роторные и т. п.

В технических характеристиках учитывают: габариты и способ крепления: количество и тип контактов; усилие привода; диапазон коммутируемых токов и напряжений; допустимое число коммутаций.

В радиолюбительских конструкциях, да и профессиональной аппаратуре широко используются различные переключатели (рис. 21).

Рис. 21. Переключатели:

а — микропереключатель; б — DIP-переключатель; в — тумблер; г — УГО многополюсного переключателя; д — компонент EWB

Например микропереключатели типа МП1-МП11 с тремя контактными группами («тройки»), позволяющие коммутировать токи от 0,2 до 500 мА при напряжении от 0,2 до 30 В (рис. 21, а). В последнее время появились компактные блоки DIP-переключателей (рис. 21, б). Еще одним популярным типом механических коммутирующих устройств является перекидной переключатель (рис. 21, в), называемый тумблером (от англ. tumbler). Наиболее распространены тумблеры с двумя парами коммутируемых контактов, используемые в аппаратуре обычно в качестве выключателей сетевого питания, и с четырьмя парами контактов.

Реле

Это устройства, в которых при изменении условий в одной электрической цепи замыкаются и (или) размыкаются контакты, которые управляют работой другого устройства в той же или другой электрической цепи. Существуют и бесконтактные (электронные) реле.

Слово «реле» происходит от франц. Relais, означающего в доэлектрическую эпоху, как это не странно, пункт смены почтовых лошадей. Электромагнитное реле с нормально-замкнутым контактом было изобретено американским физиком Дж. Генри в 1837 г.; позже он предложил для телеграфа Морзе использовать цепь дистанционной передачи из подобных релейных станций.

По принципу действия различают реле: электромагнитные, магнитоэлектрические, индукционные, электродинамические, электротепловые и др.

В электромагнитных реле механическая работа, необходимая для замыкания и размыкания контактов, совершается за счет изменения магнитной энергии в рабочем воздушном зазоре электромагнита.

Реле классифицируют по ряду признаков.

По роду управляющего тока: постоянного и переменного; по потребляемой мощности: высокочувствительные (до 10 мВт), чувствительные (до 0,1 Вт) и нормальные (более 0,1 Вт); по виду контактов: с точечными, линейными, плоскостными и ртутными контактами.

По быстродействию: сверхбыстродействующие (время срабатывания и отпускания до 5 мс), быстродействующие (5…50 мс), нормальные (50…150 мс), замедленные (0.15…1 с) и реле времени (> 1 с).

По массогабаритным характеристикам: малогабаритные, миниатюрные и сверхминиатюрные.

Магнитные системы реле могут содержать постоянные магниты — поляризованные реле, или быть нейтральными.

Подвижную часть реле, воздействующую на контакты, называют якорем. Якорь может перемещаться поступательно либо поворачиваться на некоторый угол (рис. 22).

В контактных группах реле различают два типа контактов: замыкающие, которые при отсутствии тока в обмотке реле находятся в разомкнутом состоянии (нормально разомкнутый контакт — HP), и размыкающие, находящиеся при отсутствии тока в обмотке в замкнутом состоянии (нормально замкнутый контакт — НЗ). Кроме этого реле может иметь и переключающие контакты.

Рис. 22. Электромагнитные реле:

а — внешний вид; б — устройство (1 — катушка; 2 — сердечник; 3 — ярмо; 4 — Н3; 5 — переключающий контакт; 6 — HP; 7 — толкатель); в — компонент EWB

Основными параметрами реле являются: род тока; величина тока или напряжения срабатывания и соответственно отпускания; тип контактных групп.

К особому типу реле относится магнитоуправляемый контакт или геркон (герметичный контакт). Геркон представляет собой вакуумированную запаянную трубку, в торцы которой, вдоль продольной оси, введены пружинные контактные лепестки из ферромагнитного материала. Величина зазора между пластинками резко зависит от внешнего магнитного поля. Когда сила притяжения между лепестками превышает силу упругости, то лепестки замыкаются, образуя электрический контакт. Геркон, помещенный в катушку, работает как обычное реле. Он может управляться и приближением, либо перемещением постоянного магнита или экрана (подобные устройства использовались в клавиатурах прежних компьютеров и применяются в охранной сигнализации).

Для коммутации силовых цепей (пуск асинхронных двигателей и т. п.) разработаны герметичные силовые контакты — герсиконы, имеющие в области замыкания тугоплавкие наплавки и работающие в среде специального защитного газа.