9.2.Телефонні апарати
ТА можна класифікувати:
по призначенню;
по способу електроживлення мікрофону;
по способу обслуговування викликів;
по способу використання потужності розмовних струмів;
по конструкції.
По призначенню ТА поділяться на апарати загального і спеціального призначення. До перших відносяться апарати загального користування і таксофони, до других – апарати спеціального призначення – корабельні (водонепроникні), шахтні (вибухонебезпечні), воєнно-польові, ТА для групового включення і т.д. До ТА загального призначення пред’являються наступні основні вимоги: висока якість прийому і передачі інформації адресних та мовних сигналів, надійність, зручність використання, невисока вартість, технологічність при виготовленні, естетичне оформлення.
По способу електроживлення мікрофону ТА поділяються на:
ТА місцевої батареї (ТА МБ), мікрофони яких живляться від джерела постійного струму з мінімальною напругою 1,5В, що розташований в середині корпуса апарату або поблизу його.
ТА центральної батареї (ТА ЦБ), мікрофони яких живляться по проводам абонентської лінії від загальної центральної батареї напругою 24, 48, 60 В, що розташована на телефонній станції.
По способу обслуговування викликів телефонних станцій ТА поділяються на:
ТА телефонних станцій ручного обслуговування (ТА РТС);
ТА автоматичних телефонних станцій (ТА АТС).
По способу використання потужності розмовних струмів ТА діляться на:
ТА з місцевим ефектом;
ТА з протимісцевим ефектом.
По конструкції ТА поділяються на стаціонарні (настільні, настінні) і переносні.
Структурна схема і основні прилади ТА
Структурна схема ТА приведена на рисунку 9.1.
Рис.9.1. Структурна схема ТА
До складу ТА входять:
прилади розмовного тракту(ПРТ) – мікрофон і телефон, об’єднані конструктивно в мікротелефоні, та ряд схемних елементів (трансформатор, опори), що забезпечують можливість якісного ведення розмови;
прилади, що призначені для виклику(ВП) – дзвінок, що служить для прийому сигналу про виклик, який надійшов;
комутаційні прилади – ричажний перемикач, номеронабирач, які необхідні для встановлення з’єднання.
Роздивимось призначення і обладнання основних приладів на прикладі структурної схеми ТА ЦБ АТС. Схема приладів, що призначені для виклику, складається з поляризованого дзвінка змінного струму Дзв, що перетворює електричний струм частотою 25Гц в акустичний сигнал виклику і послідовно з’єднаного з ним конденсатора Сдзв, який загороджує шлях постійного струму ЦБ АТС. Магнітна система і принцип дії поляризованого дзвінка змінного струму аналогічний магнітній системі та принципу дії електромагнітного телефону з тією різницею, що притягнення якоря то до одного, то до другого сердечнику супроводжується ударами бійка по дзвінковим чашкам.
Ричажний перемикач - це група плоских контактних пружин, які приводить до дії абонент, коли останній знімає з апарату чи кладе, навпаки, назад мікротелефон. Якщо мікротелефон лежить на апараті, то замкнуті контакти 6,7 і до лінійних зажимів Л1 і Л2 через конденсатор підключений дзвінок змінного струму. Якщо мікротелефонна трубка знята, то замкнуті контакти 6,5 і до лінійних зажимів апарату підключені пристрої розмовного ланцюга – мікрофон, трансформатор - і проводи абонентської лінії („шлейф”) замикаються через схему ТА, створюючи коло для постійного струму і розмовних струмів.
Обладнання введення адресної інформації - номеронабирач (НН), який призначено для формування сигналів, що відповідають номеру абонентської лінії, що викликається.
Місцевий ефект і боротьба з ним
При розмові рівень власної мови, яку чує людина, приблизно на 20 дБ менше рівня мови біля його вуст. Таке послаблення являється звичним для абонента, робить можливим в ході розмови контролювати гучність своєї мови і забезпечує сприйняття мови співбесідника. При телефонній розмові людина, що говорить перед мікрофоном, чує свою мову в телефоні свого ж апарату. Це пояснюється тим, що струм від мікрофону абонента, що говорить, через елементи схеми телефонного апарату попадає в телефон цього апарату, а не тільки в лінію і апарат співбесідника. По цій же причині абонент через свій телефон чує навколишні шуми. Прослуховування абонентом через телефон свого апарату місцевих шумів та власної мови при розмові називається місцевим ефектом(МЕ).
Рівень власної мови, який чує абонент, що розмовляє, через підсилюючі властивості мікрофона приблизно на 20-25 дБ вище ніж при розмові без телефону.
В результаті абонент чує себе незвично гучно ( якби „заглушує” себе) і понижує рівень мови, що погіршує чуттєвість вуха до прийому слабких сигналів, так як воно „прилаштовується” до звуків великої інтенсивності (маскування звуків). Тому прийом звуків мови співбесідника внаслідок інерційності процесу адаптації виявляється важким. Ведення розмови ускладнюється через неможливість негайно перебити розмовника для перепиту. По-друге, під час прослуховування місцеві акустичні шуми попадають в мікрофон ТА і впливають на вухо слухача разом із звуками мови абонента, що розмовляє. Так як вони мають більшу інтенсивність, ніж звуки мови, вони будуть їх маскувати, тобто МЕ різко знижує дальність і якість передачі мови за рахунок маскування сигналів невеликого рівня, що поступають з лінії.
Принципова схема ТА з МЕ приведена на рисунку 9.2.
Рис. 9.2. Принципова схема ТА з МЕ
Для зниження впливу МЕ використовується протимісцеві схеми ТА.
В протимісцевих ТА при передачі мови досягається значне послаблення струму, що протікає через свій телефон, в порівнянні зі струмом, що поступає з лінії. Широке використання отримали 2 різновиди: мостова і компенсаційна. Принцип побудови мостової схеми показаний на рисунку 9.3.
Рис. 9.3. Мостова протимісцева схема ТА
Її утворюють: трансформатор з трьома обмотками Тр, мікрофон Rм, телефон Zт, вхідний опір лінії Zк і опір Zб. Таку схему можна представити у вигляді канонічного моста змінного струму, в одну діагональ якого увімкнений мікрофон як генератор змінного струму, а в другу – телефон. При рівновазі моста струм в його діагоналі рівний нулю, і ,виходячи з цього, в телефоні буде чути власний голос. Рівновага мосту досягається при умові Zб · Z1 = Zл · Z2, де Zл – вхідний опір лінії, Z1 і Z2 – опір обмоток першої та другої трансформатора; Zб – опір балансного контуру. Тоді
.
При рівності W1=W2, необхідна умова Zб = Zл. Однак повного подавлення МЕ практично досягнути неможливо, так як балансний контур, що містить звичайно невелику кількість елементів з зосередженими параметрами (від одного до п’яти резисторів та конденсаторів), не зможе відтворити повну частотну залежність вхідного опору лінії Zл. На практиці не прагнуть до повного подавлення МЕ, а тільки до значного його послаблення.
Принцип побудови компенсаційної схеми ТА показаний на рисунку 9.4.
а)
б)
Рис.9.4. Компенсаційна проти місцева схема ТА
В компенсаційній протимісцевій схемі ТА умова удосконаленої протимісцевості при передачі мови досягається при наявності змінного магнітного потоку в сердечнику трансформатора. Направлення струмів в гілках схеми на передачу і прийомі вказано на рисунку 9.4 а,б. Як видно з схеми, ланцюг телефону має магнітний та електричний зв’язок з лінійною та балансними обмотками автотрансформатора Тр, обмотки якого увімкнені узгоджено. Струм, який проходить через опір Zк при передачі створює на ньому падіння напруги, а струм, що протікає по обмоткам Wб і Wл, які індукують в обмотці Uл електро-рушійну силу (ЕРС) пропорційну різності потоків, що створюються балансною та лінійною обмотками. Якщо магніторушійна сила Іл·Wл >Іб·Wб, а результуюча ЕРС в обмотці Wт буде рівна по величині і протилежна по фазі падінню напруги на компенсаційному опорі Zк, то струму в телефоні не буде. При відповідному розрахунку витків обмоток автотрансформатора і величини Zк можна добитись відсутності струму в ланцюзі телефону, і, внаслідок, виконання умови вдосконаленої протимісцевості на розрахунковій частоті. При прийомі мови струми в обмотках Wл, Wт,Wб мають один напрямок, внаслідок чого ефект компенсації не виникає і в телефоні чутна мова, що приймається. Конденсатор С служить для виключення протікання постійного струму через телефон і, крім цього, він є елементом балансного контуру. Слід відзначити: протимісцеві схеми ТА перекривають більше загасання лінії в порівнянні з ТА, що мають місцевий ефект. Розбірливість мови при використанні ТА з протимісцевою схемою вище в порівнянні з розбірливістю ТА з місцевим ефектом.