Aula - 1 - O Telefone

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(2)

Pressão e níveis acústicos:

Intensidade sonora ;

Z

P

I

=

2 I=intensidade sonora

P=valor eficaz da pressão sonora Z=impedância acústica

d=densidade do meio

v=velocidade de propagação de onda

dv

Z

=

) Pr ( ) ( 94 10 . 10 1 1 : 10 . 2 10 . 2 / 10 . 2 / 10 1000 / ) . ( 10 . 4 , 2 , . / 5 , 41 2 2 4 20 2 4 2 16 . min 2 2 2 Level essure Sound SPL dB cm dinas bar m N Pa Pascal Em microbar bar cm dina p cm w P hz f P CGS sistema p I então a atmosferic pressão cm g P audivel − − = = = = ⇒ = = = = ⇒ = = ⇒ = − − − − − µ

Nível sonoro:é a amplitude de uma sensação sonora que depende da intensidade acústica , da frequência e da sensibilidade auditiva do ouvinte.

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Transdutores eletro-acústicos:

Fatores de qualidade:

•caracteristicas elétricas •caracteristicas eletroacusticas •confiabilidade •vida útil •reversibilidade •custo •manutenção

Funções básicas:

•amplificação •regulagem •compressão •diferenciação •polarização •estabilização •proteção

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Tecnologias para :

•emissores e

• receptores

Tecnologia do carvão

•Microfones lineares •eficiência •alimentação •resistencia:Rcc=250Ώ •geração de harmonicos •intermodulação

•curva de resposta de frequência •Envelhecimento

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Desempenho do microfone de carvão

• 1- vida: 5 anos • 2- índice de falhas: 3,15% • 3- reutilização: não • 4- estabilidade: instável • 5- posicionamento: até 7dB • 6- acomodação: até 5db • 7- variação com CC: até 300Ώ • 8- alcance; 800Ώ

• 9- qualidade de TX; decrecente •10-dist. Harmonica: até 30%

•11-ruido intrinseco; até 5000µV

•12-inteligibilidade: intermodulação •13-cond. ambientais: sensível

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Distorção Harmonica:

X F=PA 1 R 0 I 0 I 1 R 0 R

- corrente na condição de repouso

- resistencia do carvão - repouso -deslocamento da membrana

- resistencia externa do circuito -tensão de alimentação X E 1 0 0 R R E I + = (Condição de repouso) kx R R E I + + = 1 0

(Sob pressão acústica) -fator de proporcionalidade entre o deslocamento e a

m

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-Colocando em evidencia a corrente de repouso:

(

)

1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 . 1 1 . 1 . R R kx I I R R kx R R E R R kx R R E I + + = ∴ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + + + = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + + + = Y I I + = 1 1 . 0 1 0 R R kx Y + = -Chamando de : ... 1 1 1 ₂ ₃ y y y y = − + − +

(

) (

)

_⎥⎥_⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + + − + + + − + = 1 . . ₃ ... 1 0 3 3 2 1 0 2 2 1 0 1 0 R R x k R R x k R R kx R R E I

Devido ao pequeno valor de “x”. Pode-se desprezar as parcelas a

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wt

X

x

=

.

sen

(

)

⎥

_⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

+

−

+

=

₂ 1 0 2 2 2 1 0 1 0

sen

.

sen

.

1 R

R

wt

X

k

R

wt

kX

R

E

I

(

wt

)

wt

1 cos

2

1 sen

2

=

−

(

)

(

)

⎥_⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + − + + + − + = ₂ 1 0 2 2 2 1 0 2 2 1 0 1 0 2 2 cos 2 sen 1 R R wt X k R R X k R R wt kX R R E I distorção Componente alternada=f

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Tecnologia eletromagnética

•Microfone linear

•Receptor (autofalante) •Eficiência

•Alimentação na função microfone •Resistencia

•Geração de harmonicos •Intermodulação

•Curva de resposta de frequência •Envelhecimento

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Desempenho do microfone/receptor

• 1- vida: 5 anos • 2- índice de falhas: pequeno • 3- reutilização: não • 4- estabilidade: estável(receptor) • 5- posicionamento: até 2dB • 6- acomodação: até 5db • 7-sensibilidade; 0,3mV/µBar • 8-resistencia interna; 1 KΏ • 9- qualidade de RX; baixa •10-dist. Harmonica: até 36% •11-ruido intrinseco;

•12-inteligibilidade: intermodulação •13-cond. ambientais: pouco sensível

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Força

magneto

motriz

p i p fluxo ao magnetico circuito do cia relu R fluxo ao magneto circuito do cia relu R diafragma do atração de total força F espiras de total número N voz f com alternada corrente i permanente imã do riz magnetomot força Fm pólo um de área A Seja i por provocado Fluxo R Ni permanente Fluxo R Fm wt I i φ φ φ φ : . . . . . tan : . . . . . tan . . . . . . . . . . . . . . . . . . : / / ) sen( 1 2 1 = = = = = = = = ⇒ = ⇒ = =

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[

]

Newton

R

i

N

R

Ni

R

F

R

F

A

F

A

F

A

F

será

total

fluxo

O

m

weber

m

weber

A

B

N

B

A

F

Maxwel

Segundo

m m i i p p i p i p

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

+

=

∴

+

=

+

=

+

=

2 2 2 2 2 1 2 1 2 0 2 2 0 0 2 0 2 0 2 2 2 7 0 2 0 2

.

2 .

1

2 .

1 .

)

(

.

:

.

/

10 .

4 )

/

(

)

(

.

:

.

φ

µ

φ

µ

φ

µ

φ

π

φ

µ

(15)

Tecnologia eletrodinâmica

O campo magnético (B) e a força (F)são lineares;

F=B.L.i

B=indução magnética

L=comprimento da bobina móvel i =corrente alternada

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Tecnologia piezocerâmica

•Material: zirconato-titanato de chumbo

bar mV N Vm ade Sensibilid = 4.10−3 2 / = 0,4 / µ

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e Piezocristal Piezoceramica d x V F u e=constante piezoelétrica F=força V=velocidade d=espessura do cristal i=corrente u=tensão

x=espaçamento entre eletrodos

V

d

eS

F

V

d

S

e

i

jw

eE

V

=

ε

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Desempenho do piezocerâmico

•1-Coeficiente de transformação:

•2-Impedamcia do transdutor corresponde a um capacitor de : 60nF

•3-Amplificação do sinal : -6dBm

•4-distorção harmonica; menor que 1% •5-Ruido intrinseco: 0,15 mV •6-Vida: 20 anos •7-Alta sensibilidade: f<2Khz •8-Freq. de ressonancia: 1,5khz

bar

mV

N

Vm

/

0 ,

4 /

µ

10 .

4

−3 2

=

(20)

Tecnologia de eletreto

•Carga elétrica associada: V=q/c •Polímero fluoretado de teflon; FEP •Capacitancia: 50pF •Saida do microfone: 2mV/Pa

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Contraeletrodo u U i F Onde jw l U u l U C i Então l U C F emissor o para u U Como Zl C U S Q F corrente i força F tensão u controle I eletrodos entre o espaçament e erficie S o polarizaçã de tensão U = = = = 〉〉 = = = = = = = = = ν ν ν ε .... ... ; : : ... ... ... : . 2 .. .. sup .. .. 2 2

(22)

Tecnologia piezoplastica-(PVDF)

•Material piezoplastico:Poliestireno metracrilato

•As partículas de fluoreto de polivinilideno (PVDF) podem tornar-se piezoéletricas se forem esticadas e em seguida sbmetidas a um campo elétrico intenso.

•Coeficientes piezelétricos: 1pC/N

pC=pico Coulomb N =Newton

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•Impedamcia de entrada; 50 kΩ •Saida do microfone: 2 mV/Pa •Sensibilidade: -65dB/N/m2

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Tecnologia eletrostática

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( ) wt C C C to Por C X X C X A C pequeno X X do Consideran wt X X X A C wt X X wt X X X A C wt X X X A C wt X X A wt X X A C Então wt X X d ar o é dielétrico metro em placas as entre cia dis d metro em placas das erficie A livre espaço do dade permissivi dieletrico do relativa dade permissivi Farad em cia capaci C Onde d A E C r r sen : tan .... ... : .. .. sen 1 ... sen sen 1 sen 1 sen sen : sen .. .. .. .... 1 .. .. .. .. .. tan .. .. .. .. sup .. .. .. .. .. .. . .. .. tan : 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 + = = = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − = = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + − = = ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + = + = + = + = = = = = = = = − − ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε

(27)

∫

=

−

=

dt

i

C

iR

E

sulta

dt

i

Q

Como

iR

E

C

CV

Q

wt

I

i

.

1 :

Re

.

:

)

(

sen

(28)

Tecnologia Piezoelétrica

•Material:Cristais de sal de Rochelle

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•O aparelho telefonico

O telefone: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 # Telephone

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Híbrida

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Teclador decádico

1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 8 # a=-48v b=+0v i t V 6,0v 48v 40ms 60ms 100ms

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