|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Ионофон |
 | |
Анимация
Описание
Ионофон - электроакустический преобразователь, действие которого основано на изменении состояния нагретого ионизированного воздуха. Особенность ионофона - применение высокочастотного коронного («факельного») разряда при атмосферном давлении для нагрева воздуха. Ионофон не имеет подвижных механических деталей и свободен от механических резонансов. Основное преимущество ионофона - широкая полоса воспроизведения акустических сигналов от слышимых частот в сотни Гц до ультразвуковых частот в сотни КГц
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Ионофон имеет ограниченное применение в области студийного контроля и для научных исследований.
Реализации эффекта
Схема ионофона представлена на рис. 1.
Схема лабораторной установки для реализации ионофона
Рис. 1
Блок I изображает генератор высокой частоты;
Блок II - усилитель низкой частоты и модулятор.
На вход усилителя подается электрический сигнал звуковой частоты. Ионофон представляет собой трубку из плавленого кварца 1 с платиновым центральным электродом 2, имеющим на конце шарик, и металлическим кольцом 3. Кольцо и центральный электрод образуют электрическую емкость C2. Кварцевая трубка непрерывно переходит в акустический рупор 4. Для питания ионофона используется напряжение высокой частоты (0,5 - 35 и более МГц) от 4 до 10 кВ. Обычно питание ионофона осуществляется от высокочастотного генератора через резонансный трансформатор L1, L2. Вторичная катушка L2 и емкость C2 вместе с собственной емкостью провода образуют колебательный контур, настроенный в резонанс с частотой генератора. Разряд возникает у поверхности с наибольшим градиентом потенциала, т.е. на шарике центрального электрода.
Высокочастотный разряд отличается большей однородностью и стабильностью, чем разряды на постоянном токе (дуга, коронный разряд с острия), кроме того, он не сопровождается акустическими шумами. При высокочастотном разряде выделяется большое количество тепла. Температура в центре разряда достигает 3400 °К.
Для воспроизведения звука высокочастотное напряжение модулируется по амплитуде напряжением звуковой, а также и ультразвуковой частот. Глубина модуляции обычно не превышает 15%. Акустический сигнал возникает вследствие изменения температуры и объема газа в разряде. Нагревание и охлаждение газа в разряде зависят от его теплопроводности и теплоемкости. Например, для генерации ультразвуковых волн выгодно пользоваться высокочастотным разрядом в гелии. Частотная характеристика ионофона зависит от конструкции разрядной трубки и рупора. При частотах ниже 300 - 500 Гц звуковое давление в разрядной трубке падает с уменьшением частоты. Кроме того, этот интервал лежит обычно ниже критической частоты рупора. Поэтому ионофон практически срезает низкие частоты, и для получения равномерной частотной характеристики в системах звуковоспроизведения его следует применять в паре с электродинамическим громкоговорителем, который воспроизводит низкие частоты.
Недостатком ионофона является постепенное распыление материала электрода и осаждение его на стенках разрядной трубки, что ограничивает срок ее службы, т. к. возникают шумы.
Литература
1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике.- М.: Наука, 1974.- С.942.
2. Горелик Г.С. Колебания.- М.: Гос. изд-во тех.-теор. лит., 1950.- С.551.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
