Загальні принципи побудови схем телефонних апаратів.

Основне призначення ТА будь –якої системи і схеми є незмінним з часу його винайдення. Це перетворення звуку в електричний сигнал для передачі його по лінії (каналу) зв’язку до необхідного нам абонента і перетворення цього сигналу у звук.

Крім цього ТА повинен забезпечити функції прийому виклику, зайнятої лінії, набору номера і відбою, тобто забезпечити протокол взаємодії з мережею.

1. П ристрій захисту від перенапруги і забезпечення незалежної полярності.

2. Перемикач режиму.

3. Пристрій виклику.

4. Пристрій живлення схеми управління.

5. Розмовний вузол з підсилювачами прийому передачі та протимісцевою схемою.

6. Схема управління набору номера і пам’яті.

7. Набірна клавіатура.

Перетворювачі коливань.

Мікрофон служить для перетворення звукових коливань в електричні.

За принципом дії мікрофони поділяються на електромагнітні, вугільні, п’єзоелектричні, конденсаторні і інші. Найбільшого поширення в телефонній техніці набули вугільні мікрофони, які виконані у вигляді капсуля, в заглиблену частину корпуса (капсуля) мікрофона покриту ізоляційним лаком, засипають вугільний порошок (1,25г.) Порошок знаходиться між рухомим і нерухомим електродами. Рухомий електрод кріпиться до мембрани.

У спокійному положенні мембрани, коли на неї не попадають звуки, опір мікрофона не змінюється і по замкнутому колу через мікрофон протікає постійний струм (струм живлення мікрофона). Під дією звукових хвиль мембрана починає коливатися, що приведе до зміни тиску між зернами порошку.

А разом з тим і зміни контактного опору між ними. Внаслідок цього постійний струм , що протікає в колі мікрофона перетвориться на змінний(пульсуючий), адекватний закону зміни звукового тиску.

Отже мікрофон можна розглядати як генератор електричних коливань звукової частоти, е.р.с якого залежить від струму живлення і величини зміни опору.

Вугільні мікрофони поділяються на низькоомні (НО) – 30-65 Ом, середньоомні (СО) – 65-145 Ом, високоомні (ВО) – 145-300 Ом. Відповідно вибираються і струми живлення 20-80 мА, 25-60 мА, 12-25мА.

При збільшенні струму зростає е.р.с але і збільшуються внутрішні шуми , що виникають внаслідок неперервної зміни опору контактів між зернами порошку.

- Вугільні мікрофони крім перетворення , виконують і роль підсилювача. Потужність електричних коливань, що діють на мембрану в декілька сотень разів більша ніж потужність звуку. При середній гучності розмови віддається потужність 0,5 – 2 мВт. Основним показником якості мікрофонів є їх чутливість Вм²/Н. Вона залежить від частоти звукових коливань, при однаковому звуковому тиску. Таку залежність називають частотною характеристикою чутливості мікрофона. Для МК-10 в діапазоні 300-3500 Гц Кмср=0,25 – 0,3 Вм²/Н, для МК-16 в діапазоні 300-4000 Гц Кмср=0,45 – 0,55 Вм²/Н.

Недоліками вугільних мікрофонів є нерівномірність частотної характеристики, нелінійність гігроскопічність, високий рівень власних шумів.

- Електродинамічні мікрофони – не вимагають джерела живлення і підсилювача, мають досить широкий частотний діапазон (до 16 кГц) і чутливість в межах 0,6 – 1 мВ/Па. Поділяються на котушкові і стрічкові. В стрічкових мікрофонах рухомим елементом є гофрована алюмінієва стрічка дуже малої маси, що дуже добре передає тембр.

- Конденсаторні мікрофони – виконані разом з підсилювачем, частотний діапазон 20 – 20000 Гц і чутливість 2 мВ\Па.

Найчастіше використовують конденсаторні електретні мікрофони (МКЕ) мембрана, яких виконана з електреткого матеріалу (поляризована полімерна плівка термоелектрет) час життя >30 років. Тому що зникає необхідність додаткового джерела живлення.

- П’єзоелектричні мікрофони засновані на явищі деяких сегнетоелектриків поляризуватися при механічній деформації.

Для підвищення якості, в сучасних телефонних апаратах, а також в апаратах спеціального призначення і в апаратах з підсилювачами використовують електромагнітні і інші перетворювачі звукової енергії в електричну. Використовують телефонні капсулі (ДЕМШ) (диференціальний електромагнітний шумостійкий). Такі перетворювачі вимагають підсилення, тому що середня чутливість в режимі мікрофона здебільшого не перевищує 0,01 Вм²/Н.

Телефон служить для перетворення електричних коливань у звукові.

За принципом дії телефони поділяють на електромагнітні, електродинамічні, п’єзометричні.

Телефон електромагнітної системи складається із магніту з магнітотвердого матеріалу до якого прикріпленні полюсні стальні наконечники на яких розміщені котушки з обмотками. Перед полюсами розміщена тонка мембрана з магнітом’якого матеріалу. Мембрана телефону під дією сил притягання і пружності буде коливатися відносно положення рівноваги в такт зміни струму. Коливання мембрани будуть створювати в повітрі пружні хвилі і відтворювати звуки.

Чутливість телефону – відношення звукового тиску, до величини напруги на його електродах Н/м²В.

Для ТК-47 в діапазоні 300 – 3000 Гц 17 Н/м²В.

ТК-4 в діапазоні 300 – 3400 Гц 13 Н/м²В.

Приймачем виклику в телефонних апаратах є поляризований дзвінок змінного струму або п’єзокерамічний звуковий індикатор. Напруга виклику – 70 – 110 В з частотою 15 – 25 Гц.

Номеронабирачі – служать для набору номера абонента. Використовують механічні контактні номеронабирачі і електронні.

Механічний номеронабирач формує посилки імпульсів з частотою 10 ± 1 імп/с. Робота номеронабирача характеризується імпульсним коефіцієнтом К, який представляє собою відношення часу розмикання tр абонентського кола до часу замикання tз , К= tр/ tз і для нормальної роботи АТС К=1,3÷1,6.

Число розмикань (розривів) кола відповідає значенню набраної абонентом цифри.

У випадку електронних номеронабирачів, генератор імпульсів набору, керується кнопками, видаючи певну кількість імпульсів, які керують електронним ключем. Електронний ключ розмикає і замикає коло.

Електронні номеронабирачі крім імпульсного набору можуть мати і тоновий набір. При тоновому наборі в коло передаються двочастотні сигнали. Першою телефонною компанією, яка запровадила (частотний) спосіб набору була американська фірма «Bell Telephone Co»

Спосіб заснований на частотному кодуванні цифр абонентського номера. При цьому використовується ряд з 8 частот розділених на дві групи:

• нижня 697, 770, 852, 941 Гц

• верхня 1209, 1336, 1477, 1633 Гц

Такий спосіб був введений як стандарт і отримав назву DTMF (Dual Tone Multi Frequency)

1209 Гц 1336 Гц 1477 Гц 1633 Гц

697 Гц 1 2 3 A

770 Гц 4 5 6 В

852 Гц 7 8 9 С

941 Гц * 0 # D

З початком запровадження електронних АТС в 70-тих роках освоїли багаточастотну систему обміну інформаційними і управляючими сигналами між станціями. Код «2 із 6» використовує ряд частот від 700 до 1700 Гц з інтервалом в 200 Гц і допоміжну частоту запиту автоматичного визначника номера (АВН) 500 Гц. При цьому виникла ідея запровадження такого методу і на абонентську ділянку телефонної мережі.

Очевидно, що ні одна з частот не співпадає з кодом «2 із 6» і не є частиною гармонічного ряду.

При натисканні кнопки в лінію надходить двочастотний сигнал, який складається з частот верхньої і нижньої групи.

Тривалість такого сигналу повинна бути понад 40 мс, щоб його можна було ідентифікувати станційними пристроями.

Сигнал, що відповідає повному номеру абонента може передаватися в двох режимах ручному і автоматичному.

При ручному наборі пауза між знаками номера не повинна перевищувати 5 с.

Час набору номера абонента в ручному режимі при тоновому наборі в 4 рази менший ніж в імпульсному.

Надійність визначення номера абонента при тоновому наборі також вища.

U

t

Двочастотний сигнал.

Виходячи із структурної схеми електронного ТА в ньому присутнє живлення схеми управління в режимі очікування виклику.

Обмеження струму до 1мА досягається ввімкненням резистора до 10 МОм або використанням польового транзистора.

Перетворення напруги забезпечує підтримку роботи схеми управління і пам’яті.

В більш складних схемах ТА з дисплеєм з режимом підвищеної гучності та іншими сервісними моментами, використовуються додаткові джерела живлення напругою 3…4,5 В.

Принципова схема телефонного апарата.

На даний час здебільшого використовуються телефонні апарати із способом живлення мікрофона від центральної батареї (ЦБ).

Мікрофон і телефон в сучасних апаратах включені за протимісцевою схемою компенсаційного типу.

Живлення мікрофона відбувається від батареї станції через лінійні дроти.

При розмові струм від мікрофона в лінійному колі замикається через обмотку І, а в балансному колі – через обмотку ІІ трансформатора. Струмом в телефоні і обмотці ІІІ можна знехтувати.

Розмовний струм протікаючи через обмотки І і ІІ, створює в осерді трансформатора змінний магнітний потік.

Так як струм в обмотках І і ІІ протилежний то виникає різницевий результуючий магнітний потік, який індукує в обмотці ІІІ змінну е.р.с.

Одночасно розмовний струм, проходячи через компенсаційний опір Rк викликає на ньому спад напруги. Спад напруги на Rк і індукована напруга на обмотці ІІІ, будуть рівні за величиною і протилежні за фазою, що дає можливість усунути явище місцевого ефекту.

При прослуховуванні розмовний, струм поступає з лінії і проходить через телефон, частина його розгалужується через Rк і мікрофон.

Балансний контур Zδ має конденсатор, що запобігає телефон від проходження через нього постійного струму. Отже повний струм живлення проходить через мікрофон, що забезпечує віддачу максимальної потужності.

Принципова схема телефонного апарата.

Основи техніки телеграфного зв’язку і передавання даних.

Перший телеграфний апарат був винайдений у 1832 р. російським вченим Шилінгом П.Л., у 1837 році свій телеграфний апарат створив американець С.Морзе. В цих апаратах інформація реєструвалася на паперовій стрічці у виді комбінацій символів крапки і тире.

На даний час використовується виключно телетайпний зв'язок(букводрукуючі телеграфні апарати).

Оскільки ручний ввід інформації з клавіатури не забезпечує високої швидкості передачі, яку забезпечує система, використовують автоматизований ввід. Інформація вводиться або з ПК або з перфострічки.

Більшість телетайпних апаратів мають алфавітно–цифрову клавіатуру, друкуючий пристрій, принтер, реперфораторну приставку( зчитувач з перфострічки).

За типом друкуючого пристрою телетайпи поділяють на стрічкові і рулонні (стрічка шириною 10 мм або рулонний папір шириною 210 мм).

У відповідності до міжнародного телеграфного кода МТК-2 кожен знак інформації кодується п’ятьма різнополярними прямокутними імпульсами ,

Що вимагає широку смугу пропускання телеграфних каналів.

В якості каналу зв’язку можуть використовуватися як телефонні так і телеграфні канали. Для телефонних каналів необхідно використовувати модеми.

Передачу документованої текстової інформації (документців) телефонними каналами називають дейтефонний зв'язок . Міжнародний телеграфний зв'язок називається телекс.

Особливості телеграфного зв’язку та передавання даних.

Телеграфний зв'язок призначений для передавання на віддаль дискретних повідомлень індивідуального призначення.

Дискретний характер повідомлень дозволяє використовувати кодовий метод перетворення повідомлень в сигнали і навпаки.

Сигнали також носять дискретний характер і їх інформаційний параметр приймає, як правило два значення.

Все це дає можливість, при реалізації складних сучасних дискретних систем зв’язку, використовувати двійкові пристрої переключання, які відрізняються простотою, стійкістю і довговічністю роботи.

В найпростішому варіанті такими пристроями є механічні контакти і електронні ключі, які здатні знаходитися в одному із двох можливих стійких станів. Для управління станом контактів використовують електромагнітні реле. Електронні ключі можуть переключатися безпосередньо. Дискретні системи мають ряд переваг і можливостей:

• висока ефективність використання дорогих каналів і лінійних споруд телекомунікацій

• висока продуктивність роботи (від десятків до сотень тисяч біт/с )

• високий ступінь автоматизації на всіх етапах передавання даних

• документальність переданих повідомлень

• висока стійкість до завад

• висока достовірність переданих повідомлень

• низька вартість передавання даних.

Отже телеграф і передавання даних є дуже важливий вид телекомунікації і має важливе значення.

Особливою перевагою дискретних систем є їх здатність забезпечити зв'язок між людьми , між людиною і комп’ютером, а також між комп’ютерами.

Поняття про коди.

Текстові повідомлення на будь-якій мові складаються із букв алфавіту і декількох розділових знаків, зображення складається з окремих знаків.

Дані призначені для комп’ютера складаються з окремого набору цифр.

Будь які за величиною дискретні повідомлення представляють собою наперед відомий набір знаків, які комбіновані певним чином, що суттєво спрощує процес та реалізацію передавання і приймання таких повідомлень.

Оскільки всі знаки повідомлень є наперед відомі на обох кінцях системи зв’язку, тоді досить передати інформацію, який знак з цього набору слід використати в кожному випадку.

Наприклад, якщо наперед пронумерувати їх, тоді досить передавати їх порядкові номери.

Алф.	дес..	п'ятіркова	двійкова	Алф.	дес..	п'ятіркова	двійкова
А	1	1	00001	Е	6	11	00110
Б	2	2	00010	Ж	7	12	00111
В	3	3	00011	Ю	31	111	11111
Г	4	4	00100	Я	32	112	00000
Д	5	10	00101

У випадку десяткової системи числення послідовність знаків повідомлення буде складатися з десяти цифр.

При використанні п'ятіркової системи числення число цифр зменшиться до п’яти.

Двійкова система числення дає можливість зменшити число цифр до двох.

В сучасних дискретних системах, як правило використовують двійкову систему числення і такі системи називають двійковими. В телеграфії такий код називають п'ятиелементний міжнародний код №2. або МТК-2. В системах передавання даних ще використовують міжнародний восьмиелементний двійковий код МТК-5, який дозволяє передавати велику кількість різних знаків повідомлень.

МТК-2 = 2⁵ знаків, МТК-5 = 2⁸ знаків.

Однак нумерація знаків повідомлень не є єдиним способом побудови кодів.

На даний час розроблені і використовуються коди , які мають різні властивості і можливості.

Все рідше використовують один із самих відомих і древніх телеграфних кодів – код Морзе. Комбінації цього коду складаються з двох елементів «крапки» і «тире».

Крапка є елементарною посилкою і вона втричі коротша від тире.

Крапки і тире розділені інтервалами за тривалістю в одну крапку, комбінації розділені інтервалом в одне тире. Такий код називають нерівномірним, використовують його дуже обмежено, тому що він не є економічним. Для передавання телеграм в середньому необхідно приблизно 10 елементарних посилок на одну букву. Для роботи в цифро- друкуючих пристроях суттєво ускладнюється апаратна частина. Перевага такого коду -- це його простота.