Тема: Телефонные аппараты и абонентская сеть

Лекция № 1

Термин «телефонный аппарат» привычен для нашего слуха, но в настоящее время сущест­вует целый ряд устройств, выполняющих на потребительском уровне те функции и нося­щих другие названия. Например, специальные звуковые колонки и микрофон, исполь­зуемые при передаче речи через компьютер, операторский комплект «гарнитура», состоя­щий из наушников и микрофона и т.п. Ниже будем рассматривать «классический» телефон­ный аппарат, а затем обратим внимание на особенности других устройств.

Нам с раннего возраста известно: телефонный аппарат предназначен для преобразова­ния акустической энергии речи в электрический сигнал.

Основные электрические цепи простейшего телефонного аппарата показаны на рис. 1. На Телефонный аппарат содержит следующие компоненты:

цепь вызывного тока;

приборы преобразования речи (микрофон и телефон);

цепь, устраняющая местный эффект и улучшающая качественные характеристики ап­парата.

Рис. 1. Принципиальная схема телефонного аппарата: R1 = 200 Ом: R2 = 820 Ом; R3 = 130 Ом; С1 = 1 пФ; С2 = 0,5 мкФ

Цепь приема сигнала «посылка вызова» (1 на рис. 1.) состоит из звонка, раздели­тельного конденсатора и рычажного переключателя. Звонок в исходном положении (при положенной телефонной трубке) включен в абонентскую линию, при снятии трубки цепь звонка отключается от линии контактом рычажного переключателя (РП). Конденсатор С1 предназначен для того, чтобы через звонок не проходил постоянный ток от станционной ба­тареи, обеспечивающей электропитание микрофона в состоянии «разговор».

Сигнал «посылка вызова» представляет собой синусоидальный сигнал частотой 25 Гц и амплитудой 90 В с постоянной составляющей -60 В. Такие параметры появились еще на начальном этапе внедрения телефонов, когда ток вырабатывался специальным прибо­ром — «индуктором», а звонки требовали значительной мощности для своей работы. По­этому иногда сигнал «посылка вызова» называют «индукторным», а часть аппаратуры, обеспечивающую прием и обработку этого сигнала в аппарате и на станции, — «индук­торными цепями».

Высокое значение напряжения препятствовало применению микросхем в цепях посыл­ки вызова, что долгое время увеличивало стоимость и габариты станций. В настоящее время используется очень много телефонных аппаратов с применением акустического вызова. В этом случае вместо обычного звонка устанавливается акустическое устройство, которое вырабатывает мощный акустический сигнал. Однако для получения звука, по мощности равного звонку, требуется гораздо меньшее напряжение.

Акустические вызывные устройства, заменяющие электрический звонок в телефон­ном аппарате, называются электроакустическими конверторами (пьезокерамическими пре­образователями либо громкоговорителями). Они преобразуют посылку вызова в двухполупериодные акустические сигналы с изменяемой частотой.

Цепи электропитания микрофона. Для работы микрофона требуется, чтобы через не­го проходил ток определенной величины, для чего со станции на контакты а и b подается постоянное напряжение с заземленной положительной полярностью величиной -60 В (см. рис. 1.).

Ток электропитания микрофона (обозначен пунктиром на рис. 1.) протекает через сле­дующие элементы телефонного аппарата:

контакт рычажного переключателя (РП), который обеспечивает наличие тока только при подъеме трубки;

обмотку трансформатора I, назначение которой будет объясняться чуть дальше;

контакт номеронабирателя (н2), который при работе диска номеронабирателя переда­ет импульсы набора номера на станцию.

На рис. 1 показан контакт номеронабирателя н1, который шунтирует телефон на вре­мя набора номера и тем самым предупреждает треск в телефоне.

Устранение местного эффекта обеспечивает часть телефонного аппарата, которую кратко называют противоместной схемой. Она устраняет попадание сигнала собственного микрофона в телефон. Противоместная схема имеет несколько вариантов построения:

по принципу компенсации;

мостовая схема.

На рис. 2. рассматривается схема, построенная по принципу компенсации.

Рис. 2 Принципиальная схема телефонного аппарата в части, устраняющей местный эффект по принципу компенсации:

нелинейный ток; ток компенсации

Ток, порождаемый микрофоном в линейной цепи и, в частности, в обмотке I, передается трансформатором в цепь телефона (обмотка III). Одновременно микрофон с помощью об­мотки II передает тот же сигнал в цепь телефона, но уже в обратном направлении. Послед­нее компенсирует ток, наведенный в телефон по линейной цепи от микрофона. Обратный речевой сигнал проходит только по линейной обмотке II и не компенсируется, поскольку полностью проходит через телефон.

Мостовые схемы, устраняющие местный эффект, показаны на рис. 3 Известны мостовые схемы, в которых источник включен в одну диагональ этой схемы, тогда прием­ник, включенный во вторую диагональ, не принимает сигнал источника при выполнении определенных требований к сопротивлениям, включенным в стороны мостовой схемы. В противоместной схеме микрофон включается в одну из диагоналей, а телефон — в дру­гую. Стороны моста образуются сопротивлением линии Rлт и балансным контуром. По­следний представляет собой набор из конденсаторов и сопротивлений, совокупность кото­рых дает комплексное сопротивление, равное сопротивлению линии. Значения сопротивле­ний Rl, R2 равны, что позволяет иметь между точками a u b напряжение, равное 0. При этом ток, генерируемый микрофоном, не воздействует на телефон.

Принцип организации громкоговорящей связи. В большинство современных теле­фонных аппаратов монтируются устройства для громкоговорящей связи. Они используются при работе автоответчика, есть также варианты их использования для воспроизведения аку­стической посылки вызова.

Рис. 3. Мостовая противоместная схема

Структурная схема такого устройства показана на рис. 4. Этот вариант аппарата отли­чается от обычного наличием переключателей, усилителей, он также содержит два типа микрофона и телефона. Один тип предназначен для телефонной трубки, а другой — для ста­ционарной установки «без рук».

Рис. 4. Структурная схема включения в телефонный аппарат устройств организации громкоговорящей связи