कार्बन माइक्रोफोन

कार्बन  माइक्रोफ़ोन, जिसे कार्बन बटन माइक्रोफ़ोन, बटन माइक्रोफ़ोन या कार्बन ट्रांसमीटर के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार का माइक्रोफ़ोन है, एक  ट्रांसड्यूसर  जो  ध्वनि  को विद्युत  श्रव्य संकेत  में परिवर्तित करता है। इसमें कार्बन के कणिकाओं द्वारा अलग की गई दो  धातु  की प्लेटें होती हैं। एक प्लेट बहुत पतली होती है और बोलने वाले व्यक्ति की ओर मुख करके,  डायाफ्राम (ध्वनिकी)  के रूप में कार्य करती है। डायाफ्राम से टकराने वाली ध्वनि तरंगें इसे कंपन करने का कारण बनती हैं, जिससे दानों पर अलग-अलग  दबाव  पड़ता है, जो बदले में प्लेटों के बीच विद्युत प्रतिरोध को बदल देता है। उच्च दबाव प्रतिरोध को कम करता है क्योंकि कणिकाओं को एक साथ करीब धकेला जाता है। दानों के माध्यम से प्लेटों के बीच एक स्थिर प्रत्यक्ष धारा प्रवाहित की जाती है। अलग-अलग प्रतिरोध के परिणामस्वरूप वर्तमान का एक  मॉडुलन  होता है, जिससे एक अलग विद्युत प्रवाह होता है जो ध्वनि तरंग के अलग-अलग दबाव को पुन: उत्पन्न करता है।  टेलीफ़ोनी  में, यह लहरदार धारा सीधे टेलीफोन तारों के माध्यम से  टेलिफ़ोन एक्सचेंज  तक जाती है।  सार्वजनिक उद्घोषणा  सिस्टम में इसे एक  ऑडियो एंप्लिफायर  द्वारा प्रवर्धित किया जाता है। हालाँकि, अधिकांश कार्बन माइक्रोफोनों की  आवृत्ति प्रतिक्रिया  एक संकीर्ण सीमा तक सीमित होती है, और उपकरण महत्वपूर्ण विद्युत शोर उत्पन्न करता है।

1920 के दशक में वेक्यूम - ट्यूब  एम्पलीफायरों के प्रसार से पहले, कार्बन माइक्रोफोन उच्च-स्तरीय ऑडियो सिग्नल प्राप्त करने का एकमात्र व्यावहारिक साधन थे। वे 1980 के दशक तक टेलीफोन सिस्टम में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते थे, जबकि अन्य अनुप्रयोगों में बहुत पहले विभिन्न माइक्रोफोन डिजाइनों का उपयोग किया जाता था। उनकी कम लागत, स्वाभाविक रूप से उच्च आउटपुट और आवृत्ति प्रतिक्रिया विशेषता टेलीफोनी के लिए अच्छी तरह से अनुकूल थी। सादे पुराने टेलीफोन सेवा (POTS) के लिए, कार्बन-माइक्रोफोन आधारित टेलीफोन अभी भी बिना किसी संशोधन के उपयोग किए जा सकते हैं। कार्बन माइक्रोफोन, आमतौर पर संशोधित टेलीफोन ट्रांसमीटर, व्यापक रूप से प्रारंभिक  AM प्रसारण  प्रणालियों में उपयोग किए जाते थे, लेकिन उनकी सीमित आवृत्ति प्रतिक्रिया, साथ ही साथ काफी उच्च शोर स्तर, ने 1920 के दशक के अंत तक उन अनुप्रयोगों में उनका परित्याग कर दिया। बाद के कुछ दशकों तक वे कम अंत वाले सार्वजनिक संबोधन और सैन्य और शौकिया रेडियो अनुप्रयोगों के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते रहे।

इतिहास
पहला माइक्रोफोन जिसने उचित वॉयस टेलीफोनी को सक्षम किया, वह था (ढीला-संपर्क) कार्बन माइक्रोफोन (जिसे तब ट्रांसमीटर कहा जाता था)। यह स्वतंत्र रूप से 1878 के आसपास इंग्लैंड में डेविड एडवर्ड ह्यूजेस  और अमेरिका में  एमिल बर्लिनर  और  थॉमस एडीसन  द्वारा विकसित किया गया था। यद्यपि एडिसन को 1877 के मध्य में पहला पेटेंट प्रदान किया गया था, ह्यूजेस ने कुछ साल पहले कई गवाहों के सामने अपने काम करने वाले उपकरण का प्रदर्शन किया था, और अधिकांश इतिहासकार उन्हें इसके आविष्कार का श्रेय देते हैं।   ह्यूजेस के उपकरण में ढीले-ढाले कार्बन कणिकाओं का उपयोग किया गया था -  ध्वनिक तरंग ों से डायाफ्राम द्वारा कणिकाओं पर लगाए गए अलग-अलग दबाव के कारण कार्बन का प्रतिरोध आनुपातिक रूप से भिन्न होता है, जिससे ध्वनि संकेत का अपेक्षाकृत सटीक विद्युत प्रजनन होता है। ह्यूज ने माइक्रोफोन शब्द भी गढ़ा था। उन्होंने साउंड बॉक्स के माध्यम से कीड़ों के खुरचने की आवाज़ को बढ़ाकर  रॉयल सोसाइटी  को अपने उपकरण का प्रदर्शन किया। एडिसन के विपरीत, ह्यूजेस ने पेटेंट नहीं लेने का फैसला किया; इसके बजाय, उन्होंने अपने आविष्कार को दुनिया के लिए एक उपहार बना दिया। अमेरिका में एडिसन और बर्लिनर ने पेटेंट अधिकारों को लेकर लंबी कानूनी लड़ाई लड़ी। अंततः एक संघीय अदालत ने एडिसन को आविष्कार के पूर्ण अधिकार से सम्मानित किया, यह बताते हुए कि एडिसन ने भाषण के प्रसारण में बर्लिनर से पहले ... ट्रांसमीटर में कार्बन का उपयोग विवाद से परे है, एडिसन का आविष्कार और बर्लिनर पेटेंट को अमान्य करार दिया गया था। कार्बन माइक्रोफोन आज के माइक्रोफोन का प्रत्यक्ष प्रोटोटाइप है और टेलीफोनी, प्रसारण और रिकॉर्डिंग उद्योगों के विकास में महत्वपूर्ण था। बाद में, कार्बन बटनों के बीच कार्बन कणिकाओं का उपयोग किया गया। 1890 से 1980 के दशक तक टेलीफोन में कार्बन माइक्रोफोन का व्यापक रूप से उपयोग किया गया था।

एम्पलीफायर के रूप में प्रयोग करें
कार्बन माइक्रोफोन का उपयोग एम्पलीफायर ों के रूप में किया जा सकता है। Examples of amplifiers that were based on carbon microphones: कार्बन माइक्रोफ़ोन द्वारा प्रदान किए गए प्रवर्धन का एक उदाहरण प्रतिक्रिया के कारण होने वाला दोलन था, जिसके परिणामस्वरूप पुराने कैंडलस्टिक टेलीफोन  से एक श्रव्य चीख़ निकलती थी यदि उसका ईयरफ़ोन कार्बन माइक्रोफ़ोन के पास रखा गया था।
 * By 1904 Herbert E. Shreeve had developed a carbon amplifier for relaying telephone signals over long distances. Also, the (U.S.) Western Electric company used a carbon amplifier in its No. 66B hearing aid.  See:  Electro-mechanical amplifiers.
 * A mechanical telephone relay, which was invented by Herbert E. Shreeve, an engineer with the Western Electric Co., was patented in 1905. See:  Herbert E. Shreeve, "Telephone-current reinforcer or relay," U.S. patent no. 791,655 (filed:  July 8, 1904 ; issued: June 6, 1905).  See also:  Herbert E. Shreeve, "Telephone-current reinforcer or relay," U.S. patent no. 791,656 (filed:  Feb. 28, 1904 ; issued: June 6, 1905).
 * The Acousticon hearing aid employed a carbon amplifier. See:  The Hearing Aid Museum.
 * Other early hearing aids that were based on carbon amplifiers are mentioned here: Washington University School of Medicine:  Timeline of hearing devices and early deaf education
 * In 1924, the Siemens Corp. of Germany patented a carbon-amplifier hearing aid. See:  Siemens Hearing Instruments:  1924 carbon amplifier . इस क्षमता का उपयोग शुरुआती  टेलीफोन पुनरावर्तक ्स में किया गया था, जिससे वैक्यूम ट्यूब एम्पलीफायरों से पहले के युग में लंबी दूरी की फोन कॉल संभव हो गई थी। इन पुनरावर्तकों में, एक चुंबकीय टेलीफोन रिसीवर (एक विद्युत-से-यांत्रिक ट्रांसड्यूसर) को यांत्रिक रूप से कार्बन माइक्रोफोन से जोड़ा गया था। चूंकि कार्बन माइक्रोफोन इसके माध्यम से गुजरने वाले करंट को बदलकर काम करता है, अधिकांश अन्य माइक्रोफोन प्रकारों की तरह सिग्नल  वोल्टेज  उत्पन्न करने के बजाय, इस व्यवस्था का उपयोग कमजोर संकेतों को बढ़ावा देने और उन्हें लाइन में भेजने के लिए किया जा सकता है। इन एम्पलीफायरों को ज्यादातर वैक्यूम ट्यूबों के विकास के साथ छोड़ दिया गया था, जो उच्च  लाभ (इलेक्ट्रॉनिक्स)  और बेहतर ध्वनि गुणवत्ता की पेशकश करते थे। वैक्यूम ट्यूब के आम उपयोग में होने के बाद भी, 1930 के दशक के दौरान पोर्टेबल ऑडियो उपकरण जैसे श्रवण यंत्र में कार्बन एम्पलीफायरों का उपयोग जारी रहा। वेस्टर्न इलेक्ट्रिक 65A कार्बन एम्पलीफायर 1.2 व्यास और 0.4 ऊँचा था और इसका वजन 1.4 औंस से कम था। ऐसे कार्बन एम्पलीफायरों को भारी भारी बैटरी और वैक्यूम ट्यूब एम्पलीफायरों द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है। 1950 के दशक तक, श्रवण यंत्रों के लिए कार्बन एम्पलीफायरों को लघु वैक्यूम ट्यूबों द्वारा बदल दिया गया था (केवल जल्द ही ट्रांजिस्टर द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा)। हालाँकि, कार्बन एम्पलीफायरों का उत्पादन और बिक्री अभी भी की जा रही है।

प्रारंभिक रेडियो अनुप्रयोग
अर्ली आयाम अधिमिश्रण   रेडियो ट्रांसमीटर  रेडियो सिग्नल के वॉयस मॉड्यूलेशन के लिए कार्बन माइक्रोफोन पर निर्भर थे। 1906 में  रेजिनाल्ड फेसेंडेन  द्वारा पहली लंबी दूरी की ध्वनि प्रसारण में,  एलेक्जेंडरसन अल्टरनेटर  से एक  निरंतर तरंग  को वाटर-कूल्ड कार्बन माइक्रोफोन के माध्यम से सीधे ट्रांसमिटिंग एंटीना को खिलाया गया था। बाद में वैक्यूम ट्यूब  दोलन  का उपयोग करने वाली प्रणालियों ने मॉड्यूलेशन प्राप्त करने के लिए थरथरानवाला या आउटपुट ट्यूब के  ग्रिड पूर्वाग्रह  को संशोधित करने के लिए अक्सर कार्बन माइक्रोफोन से आउटपुट का उपयोग किया।

वर्तमान उपयोग
क्षेत्रों और देशों के अनुसार विभिन्न स्थितियों में पुराने टेलीफोन प्रतिष्ठानों के अलावा, कार्बन माइक्रोफोन आज भी कुछ विशिष्ट अनुप्रयोगों में उपयोग किए जा सकते हैं, हालांकि निर्माता वितरण बंद कर रहे हैं। उदाहरण के लिए Shure  104c, मौजूदा उपकरणों के साथ इसकी व्यापक अनुकूलता के कारण 2010 के अंत में अभी भी मांग में था। अन्य माइक्रोफ़ोन डिज़ाइनों की तुलना में कार्बन माइक्रोफ़ोन का मुख्य लाभ यह है कि वे किसी भी प्रकार के अतिरिक्त प्रवर्धन या बैटरी की आवश्यकता के बिना, बहुत कम DC वोल्टेज से उच्च-स्तरीय ऑडियो सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं। कार्बन माइक्रोफोन, बिजली की आपूर्ति का उपयोग करके, एक शक्ति लाभ देता है। श्रृंखला में बैटरी, माइक्रोफोन और ईयरफोन को जोड़कर इसे आसानी से प्रदर्शित किया जा सकता है। यदि माइक्रोफोन और ईयरफोन को संपर्क में लाया जाता है तो सिस्टम दोलन करेगा। यह तभी संभव है जब लूप के चारों ओर शक्ति लाभ एकता से अधिक हो। माइक्रोफोन का लो-वोल्टेज प्रदर्शन विशेष रूप से बहुत लंबी टेलीफोन लाइनों द्वारा संचालित दूरस्थ स्थानों में उपयोगी होता है, जहां तारों के विद्युत प्रतिरोध से डीसी वोल्टेज में गंभीर गिरावट हो सकती है। अधिकांश सभी-इलेक्ट्रॉनिक टेलीफोनों को काम करने के लिए कम से कम तीन वोल्ट डीसी की आवश्यकता होती है, और इसलिए अक्सर ऐसी स्थितियों में बेकार हो जाते हैं, जबकि कार्बन ट्रांसमीटर टेलीफोन वोल्ट के एक अंश तक काम करना जारी रखेंगे। यहां तक ​​​​कि जहां वे काम करते हैं, इलेक्ट्रॉनिक टेलीफोन भी तथाकथित चट्टान प्रभाव  से पीड़ित होते हैं, जिससे लाइन वोल्टेज महत्वपूर्ण स्तर से नीचे गिरने पर वे अचानक काम करना बंद कर देते हैं। विशेष रूप से, इसका मतलब है कि  पार्टी लाइन (टेलीफोनी)  पर एक टेलीफोन सभी विद्युत प्रवाह को बाधित कर सकता है, अन्य को काट सकता है। कार्बन माइक्रोफोन के साथ, एक ही लाइन पर सभी रिसीवर अभी भी काम करेंगे, हालांकि वर्तमान डिवाइडर के साथ।

कार्बन माइक्रोफोन का उपयोग खनन और रासायनिक निर्माण  जैसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में भी व्यापक रूप से किया जाता है, जहां स्पार्किंग और परिणामी  विस्फोट ों के जोखिम के कारण उच्च लाइन वोल्टेज का उपयोग नहीं किया जा सकता है। कार्बन-आधारित टेलीफोन प्रणालियाँ  वोल्टेज क्षणिक  से होने वाले नुकसान के लिए भी प्रतिरोधी हैं, जैसे कि बिजली के हमलों से उत्पन्न होने वाले, और  परमाणु विस्फोट ों द्वारा उत्पन्न प्रकार के विद्युत चुम्बकीय दालों, और इसलिए अभी भी महत्वपूर्ण सैन्य प्रतिष्ठानों में बैकअप संचार प्रणाली के रूप में बनाए रखा जाता है।

संदर्भ
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इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

 * बिजली का शोर
 * एकदिश धारा
 * गैरपेशेवर रेडियो
 * विद्युतीय प्रतिरोध
 * सादा पुरानी टेलीफोन सेवा
 * ध्वनि की तरंग
 * ध्वनि की गुणवत्ता
 * विद्युत चुम्बकीय नाड़ी
 * करंट डिवाइडर
 * बिजली का करंट
 * आकाशीय बिजली
 * खुदाई

ग्रन्थसूची

 * Josephson, Matthew, Edison: A Biography, Wiley, 1992, ISBN 0-471-54806-5

बाहरी संबंध

 * Edison's invention of the carbon (graphite) microphone by Frank Dyer
 * T A Edison, Speaking Telegraph (graphite microphone), filed April 1877, issued May 1892
 * T A Edison, Improvement in Speaking Telephones (compressed lamp black button insulated from diaphragm), filed March 1878, issued  April, 1878
 * T A Edison, Carbon Telephone (carbon granules microphone), filed Nov 1878, issued Dec 1879
 * E. Berliner, Improvement in Electrical Contact Telephones (carbon diaphragm with carbon contact pin), filed August 1879, issued December 16, 1879
 * A C White, Telephone (solid back carbon microphone), filed March 24, 1892, issued November 1, 1892 (Bell engineer)