Основы телефонии

Человеческую речь мы можем слышать при хороших условиях на расстоянии до 200-300 метров. Преобразование звукового сигнала в электрический и обратно предоставляет неограниченные возможности не только увеличить расстояния ведения переговоров, а также автоматически усиливать, записывать, шифровать его и т. д.
АТС — автоматическая телефонная станция обеспечивает соединение и питание определенных абонентов.

 

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b921Рисунок 1.1 — Односторонняя связь (речь).

Принцип действия электросвязи в следующем. Электроны от клеммы «-» источника питания G проходят микрофон BM в зависимости от звукового давления испытывают сопротивление. Далее электроны проходят линию связи и преобразователь BF к клемме «+» источника питания G. Направление тока исторически принято объяснять в противоположном направлении.

 

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b922Рисунок 1.2 — Простая двусторонняя связь.

Недостатком простой схемы связи является местный эффект, который заключается в воздействии на ухо абонента одновременно с полезными сигналами также шумов помещения и звуков собственного, языка.Максимальная дальность связи без переприёма и усиления по линиям из стальных проводов до 150 км, из цветных металлов — до 250 км.

Линия состоит по меньшей из двух проводников, которые называют шнуровой или телефонной парой. Кабель может иметь емкость от 1 до 1200 пар. От абонента к распределительным коробкам или распределительных ящиков, как правило, идет одна пара абонентской линии. От распределительных коробок к распределительным шкафам идет кабель емкостью 10-100 пар. Кабели от 100 до 1200 пар используются как магистральные линии.

Каналом связи (от латинского canalis -проток, пролив, труба) называют совокупность устройств, обеспечивающих связь от приемо-передающего устройства одного конца пары к другому. Телефонный канал использует разговорные токи тональной частоты 300 Гц — 3,4 кГц.

Групповым (линейным) трактом является система устройств, которые позволяют организовать многоканальную систему передачи по одной линии. Чаще всего используется частотное или временное различение каналов (программ вещания).

Частотное разделение каналов использует в передающей части амплитудную (АМ) или угловую (частотную или фазовую ЧМ или ФМ) модуляцию несущих высоких и сверхвысоких частот (различных для каждого канала) разговорными токами и передачи частот широкого спектра. В приемной части необходимо фильтрации (выделение) соответствующих частот и детектирования разговорных частот. Например: радио и телеканалы, трехпрограммной речи.

Временное разделение каналов в передающей части использует импульсную (от латинского impulsus — толчок, puls — удар) или импульсно-кодовую модуляцию. В приемной части импульсы определенного размещения во времени декодируются и восстанавливают непрерывный сигнал разговорных частот. Например: модем компьютера — сложное универсальное устройство с модулятора и демодулятора.

Микрофон, как правило, является датчиком (источником) электрического сигнала. В аппаратуре телефонной связи часто применяются угольные микрофоны.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b923

1 — корпус из металла; 2 — мебрана;
3 — подвижный электрод; 4 — неподвижный электрод; 5 — угольный порошок
6 — шелковый кружок против высыпания.

Рисунок 1.3 — Разборный микрофон.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b924

р — звуковое давление; І0 — постоянный ток; і — мгновенное значение тока;
t — мгновенное значение времени; Т — период колебаний.

Рисунок 1.4 — Ток в цепи микрофона.

Принцип действия микрофона заключается в следующем: при нахождении мембраны в спокойном состоянии (положение а) ток в цепи имеет постоянную величину І0 . Под влиянием человеческого голоса и образованных ими звуковых колебаний мембрана начинает двигаться. Когда на мембрану действует повышенное внешнее давление, происходит сжатие прилегающих к ней слоев воздуха и мембрана прогибается внутрь (положение б). При этом скрепленный с мембраной подвижный электрод сжимает угольный порошок, увеличивая плотность контактов между его отдельными зернами, в результате чего сопротивление порошка уменьшается и ток в цепи увеличивается. Когда вблизи мембраны образуется разрежение, она прогибается наружу (положение в), угольный порошок разрыхляется, плотность контактов между его отдельными зернами уменьшается, увеличивается сопротивление порошка и уменьшается ток. Этот ток можно рассматривать как таковой состоит как бы из двух составляющих — постоянной І0 и переменной і .

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b925

Рисунок 1.5 — Микрофонный капсюль МК-16

Капсюль типа МК-16 состоит из основания 1, корпуса 2 из пенопласта с отверстием в центре и внешнего латунного корпуса 3. На верхнем бортике основания расположена мембрана 4 из фольги, на которой укреплен латунный электрод 5, что имеет форму колпачка. Сверху мембрана покрыта влагозащитной пленкой 6. Внутри корпуса 2 завалькованый пустой латунный электрод 7 с контактом 8 с внешней стороны. Латунный корпус 3 от контакта 8 изолирован. Пространство между электродами наполнено угольным порошком 9. Цифрами 10 и 11 обозначены крышки микрофона, 12 — втулка, изолирующий корпус от контакта 8 электрода 7.

Телефон — преобразователь электрических колебаний в звуковые. В телефонных аппаратах используется электромагнитный телефон, принцип действия которого основан на взаимодействии магнитных потоков постоянного магнита и электромагнита. В пластмассовом корпусе 1, закрытом крышкой с отверстиями 2, укреплена магнитная система. Она состоит из двух полукольцевых постоянных магнитов 3 с твердого магнитного материала, полюсных надставок 4, изготовленных из мягкой малоуглеродистой стали для исключения в них остаточного магнетизма, и катушек, надетых на эти надставки, с электрообмоткамы из медных изолированных проводов 5. Над ними расположена тонкая металлическая мембрана 6.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b927

Рисунок 1.6 — Устройство электромагнитного телефона.

Когда в обмотке электромагнита ток отсутствует, на мембрану воздействует только магнитный поток постоянного магнита и она немного изогнута в его сторону (на рисунке это обозначено средней сплошной линией). При прохождении по обмотке электромагнита разговорного тока создается переменный магнитный поток, что плавно изменяется по величине и направлению.
Магнитный поток, создаваемый разговорным током, совпадает с магнитным потоком постоянного магнита, мембрана притягивается (нижняя штриховая линия). Когда же направление магнитного потока противоположно магнитному потоку постоянного магнита, притяжения мембраны ослабевает она вследствие упругости отходит от сердечника, чем в состоянии покоя (верхняя штриховая линия).

Микротелефонная трубка конструктивно объединяет в одно общие устройство микрофон и телефон, обеспечивая удобство ведения разговора, постоянное расстояние между ртом говорящего и микрофоном, при котором отдается в линию наибольшая мощность, гигиеничность, защита капсюля от влаги и снижения влияния шумов помещения на качество слышимости по телефону .

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b928

Рисунок 1.7 — Схема включения шнура микротелефонной трубки.

В компенсационной схеме включения для уменьшения местного эффекта в телефонном аппарате параллельно телефону BF и обмотке ІІІ трансформатора включен компенсационный резистор Rк, который подбирается так, чтобы ЭДС в обмотке ІІІ, и падение напряжения на Rк были равны по величине и противоположны по направлению.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b929

Рисунок 1.8 — Компенсационная схема устранения местного эффекта.

Телефонный аппарат (ТА) предназначен для приема и посыла вызова, осуществления разговоров и сообщения о готовности к дальнейшим действиям.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b930

Рисунок 1.9 — Классические контактные телефонные аппараты И-68, И-72.Схема электрическая принципиальная.

Вызов абонента осуществляется переменным током по цепи электрической круга: клемма 1 (англоязычное ring — кольцо / красный провод) линии, конденсатор С1 (отделяет переменный ток), электроды 6-7 переключателя S1.2 (трубка положена), звонок НА, клемма 2 ( англоязычное tip — наконечник / зеленый провод). Поднятие трубки переключает электроды 6-5 переключателя S1.2 и 2-1 переключателя S1.1. При этом электрод 7 отключает звонок НА, а 3 — шунтирование разговорной схемы BF и BM и номеронабирателя S2.1 и S2.2. Контакт 1-2 переключателя S1.1 подключают разговорную схему, поэтому сопротивление І в линии уменьшается и АТС подключает свою разговорную схему. Они становятся готовы к работе. Разговорный ток протекает от клеммы 1 линии, через нормально замкнутый контакт 4-3 номеронабирателя S2.2, разговорную схему BM, BF с защитой от акустических ударов (щелчков) на диодах VD1, VD2. При резком увеличении тока в любом направлении один из диодов VD1 или VD2 своим прямым включением параллельно телефону BF забирает ток, защищая этим телефон BF от перегрузок, а ухо от акустических ударов.


Цепи R2, С2, R3 и обмотка ІІ трансформатора Тр параллельно микрофона ВМ создают мостовую схему системы уменьшения местного эффекта, то есть слышимости собственных шумов и голоса. Например, если ток с линии возрастает, то он растет в цепях R2, С2, R3 и обмотках ІІ и І трансформатора. При этом в обмотке ІІІ на телефон BF приводится достаточно большая э. д. с. Если же сопротивление микрофона ВМ уменьшился и увеличился его ток, то увеличится ток обмотки І в линию, а ток параллельной звена R2, С2, R3 и обмотке ІІ уменьшится. При этом в обмотке ІІІ на телефон BF приводится меньше э. д. с. Далее разговорный ток протекает через контакт 2-1 переключателя S1.1 к клемме 2 линии.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

CAPTCHA image
*