Въгленови микрофони и как се правят

Въгленовите микрофони спадат към контактните преобразуватели. Този вид микрофони се делят на такива с надлъжен и с напречен ток. Първите са с много голяма чувствителност (50—100 мв/мкб), но лоша честотна характери­стика (неравномерност над 30 дб при обхват 60—8000 хц). Затова те се използват предимно за предаване на говор в телефонната техника. Вторите имат сравнително малка чувствителност (2—5 мв/мкб), но по- добра честотна характеристика (неравномерност 20 дб при 40—10000 хц). Употребяват се предимно в ролата на преносими микрофони (напр. репортерски).

Устройството на обикновените въгленови микрофони (с надлъ­жен ток) е показано на фиг. 1. Между проводимата еластична мем­брана 1, закрепена на пръстена 2, и електрода 4 е насипан въгленов прах (зрънца) 3. Филцовият пръстен 5 задържа праха и служи като демпфер (затихвател) за собствените трептения на микрофона. Източ­никът Б захранва микрофона с напрежение 2—8 в при ток 10—50 ма.

Микрофоните с напречен ток се наричат още мраморни микрофони, понеже основата им се изработва предимно от плътен мра­мор. Устройството им е дадено на фиг. 2. Върху дебела изолационна основа 2 са монтирани въгленовите електроди 1, въгленовият прах 3, изолационната мембрана 4 и уплътнението 5. Токът протича през елек­тродите и въгленовия прах, чието съпротивление се изменя от треп­тенията на мембраната. Така се избягва непостоянният електрически кон­такт между подвижна мембрана и въгленов прах, което при микрофони с проводими мембрани предизвиква силни шумове и изкривявания. Но така чувствителността на въгленовия микрофон доста се намалява.

На нас в Сандъците – Sandacite винаги ни е било любопитно как се произвеждат различни електронни устройства. Въгленовите микрофони не правят изключение :)

Технологическият процес обхваща следните по-важни операции:

изработване на мембраната;

направа на въгленовия прах (зрънца);

пресоване на въгленовите електроди;

изработване на основата (тялото);

направа на амортисьори срещу сътресения и изкривявания;

изработване на крепежни детайли;

монтаж и измерване.

Изработване на мембраната. Според вида на въгленовия микрофон мембраната му се изработва от пресован въглен, дуралуминий или комбинация от двата (надлъжен ток), от слюдена или пластмасова пластина, гумирана коприна, каучук или целофан (напречен ток). Колкото мембраната е по-дебела и по-твърда, толкова нелинейните изкри­вявания са по-големи. Клирфакторът е над 20—30 %. Мембраната при обикновени въгленови микрофони е главно от пресован въглен, който дава по-добър контакт с въгленовия прах, отколкото метална мембрана. Обаче въгленовата мембрана е по-крехка и хигроскопична. При микрофони с напречен ток се предпочитат мембрани от целофан или каучук, а по-късно и от стирофлекс, който издържа на външни влияния.

Направа на въгленов прах. Въгленов прах (ситни зрънца) се из­работва от стрит антрацит, кокс, графит и сажди, както и въгленовите плочки. Разпратените материали се смесват със свързващо вещество (каменовъглени смоли или водно стъкло) и изпичат. Въглеродът пре­минава в кристален графит на зрънца с диаметър 0,05—0,5 мм. Произ­веждат се три размера: дребнозърнести, минаващи през сита със 70—80 дупки/см², през сита с 50—60 дупки/см², и едрозърнести— през сита с 45 дупки/см². Въгленовите зрънца, мембрани и електроди се правят матови или полирани. Полирането става на полиравтомати и шайби. Микрофони с полиран въглен са по-малко чувствителни, но по- дълготрайни. Свойствата на въгленовите зрънца зависят от темпера­турата и влажността на въздуха и се менят с времето.

Пресоване на въгленови електроди. Материалите са като за въ­гленовите зрънца. Електродите имат различна форма според вида и типа на въгленовия микрофон (цилиндрична, пръстеновидна, чашовидна). Изработват се в съответни пресформи чрез пресоване при високо на­лягане (1000—2000 атм.). След пресоването те се изпичат при 1500°С. Това става в огнеупорно гърне и често трае няколко седмици.

Изработване на основата. При въгленови микрофони с надлъжен ток за основа служи никелирана месингова кутия със завалцован горен месингов пръстен, който придържа мембраната. Кутията се из­работва чрез щанцоване и изтегляне на преса. При микрофони с на­пречен ток основата се прави от мрамор или порцелан, а по-рядко от пластмаса. Тези микрофони са чувствителни към повреди и затова имат и външна метална или пластмасова кутия, която се изработва чрез пресоване.

Направа на амортисьори. Мраморните микрофони са извънредно чувствителни и към сътресения и капсулът им винаги се окачва ела­стично към статива. Това става чрез изпъване на пружинки или кау­чукови ленти към металния пръстен на стойката (статива). За това спо­магат и филцовите подложки в самите капсули.

Монтаж и измерване. Въгленовите микрофони трябва внимателно да се сглобяват. Зрънцата трябва точно да се отмерват. Ако са повече, трептенията на мембраната се затрудняват и изкривяванията рязко се увеличават. Зрънцата са по възможност с еднакви размери и без остри ръбове. Мембраната се проверява за дефекти, добре изпъва и притяга. Връзката на електроди и изводи трябва да бъде сигурна.

Измерването на готовите микрофони става на специални устройства. Проверяват се чувствителност, нелинейни изкривявания, собствен шум и неравномерности на честотната характеристика.

---

Илюстрация: Евтеев, Федор Ефремович,  Жуков, В. А.. Технология радиоаппаратуры /. Ленинград :, Госэнергоиздат,, 1952., 360 с. :