Классификация коммутационных приборов

Основные понятия и определения

Для осуществления коммутации линий (или каналов) и управления процессами установления соединений применяются коммутационные приборы.

Коммутационным прибором называется устройство, обеспечивающее скачкообразное изменение проводимости электрических цепей, на определенный промежуток времени.

Различают контактные и бесконтактные коммутационные приборы.

В контактном коммутационном приборе изменение проводимости достигается путем замыкания или размыкания соответствующих контактов.

В бесконтактном коммутационном приборе изменение проводимости достигается изменением какого-либо параметра одного из элементов электрической цепи.

В качестве такого параметра может выступать сопротивление, индуктивность или емкость.

Изменение проводимости электрической цепи в коммутационном приборе осуществляет коммутационный элемент.

В простейшем случае коммутационный элемент – это один контакт на замыкание.

Из рассмотрения сетей связи (лекции №№ 1,2) следует, что к коммутационному прибору могут подключаться двух-, трехпроводные, и т.д. линии. Очевидно, что такой прибор должен содержать несколько коммутационных элементов. В этом случае коммутационные элементы объединяются в коммутационную группу.

Отличительной особенностью коммутационной группы является то, что все коммутационные элементы, входящие в группу, переключаются одновременно под воздействием одного управляющего сигнала.

По способу управления можно коммутационные приборы делятся на приборы ручной и автоматической коммутации.

Приборы ручной коммутации управляются механическим воздействием человека. К приборам ручной коммутации можно отнести кнопочные переключатели, телефонные гнезда, и т.д.

Приборы автоматической коммутации управляются электрическими сигналами.

В одном коммутационном приборе в зависимости от числа входных и выходных линий может быть установлено различное число коммутационных групп. Таким образом, формируется так называемое коммутационное поле прибора.

Коммутационным полем называется совокупность нескольких коммутационных групп, обеспечивающая коммутацию входов и выходов.

Местоположение коммутационной группы в коммутационном поле прибора называется точкой коммутации.

Очевидно, что для осуществления коммутации должны использоваться приборы, обеспечивающие два устойчивых состояния своих коммутационных элементов.

Одному из этих состояний приписывается значение нуля (0), а другому – значение единицы (1). При этом электрическая цепь, проходящая через коммутационный элемент в одном из состояний, разомкнута, а в другом – замкнута.

Если коммутационный элемент находится в разомкнутом состоянии, то состояние элемента называется закрытым. В противном случае состояние элемента – открытое.

Коммутационные приборы характеризуются параметрами, которые, в свою очередь, делятся на структурные и электрические.

К структурным параметрам относятся:

1. Число входов .

2. Число выходов .

3. Число одновременно коммутируемых электрических цепей (проводность) .

4. Свойство памяти.

Под свойством памяти понимается способность коммутационного прибора сохранять текущее состояние после прекращения подачи управляющего воздействия.

К электрическим параметрам относятся:

1. Коммутационный коэффициент, численно равный отношению сопротивления коммутационного элемента в закрытом состоянии к сопротивлению этого элемента в открытом состоянии:

.

2. Время переключения из одного состояния в другое.

3. Вносимое затухание в тракт передачи информации.

4. Уровень шумов.

5. Напряжение питания.

6. Потребляемая мощность.

7. Величина тока, необходимого для переключения.

Кроме того, коммутационные приборы, как и любая другая аппаратура, характеризуются эксплуатационными параметрами:

1. Срок службы (долговечность) – допустимое число переключений или допустимое время работы.

2. Интенсивность отказов.

Следует отметить, что требования, предъявляемые к коммутационным приборам, используемым в системах передачи аналоговой информации, существенно отличаются от требований, предъявляемых к приборам, использующимся для построения устройств управления.

Например, для приборов, используемых в устройствах управления, достаточно иметь коммутационный коэффициент порядка , а для разговорного тракта необходимо иметь приборы с .

С другой стороны, коммутационные приборы, используемые в устройствах управления, предъявляются более высокие требования к времени переключения.

Классификация коммутационных приборов

Используемые в настоящее время коммутационные приборы по структурным параметрам можно разделить на четыре типа: реле, искатели, многократные соединители и соединители. Рассмотрим эти типы приборов более подробно.

Коммутационные приборы типа реле имеют один вход и один выход. Этот факт отображается следующим обозначением: .

Прибор имеет два состояния, в одном из которых соединение между входом и выходом отсутствует, а в другом – соединение установлено. Переход коммутационного элемента из одного состояния в другое осуществляется под воздействием сигнала, который поступает на управляющий вход от устройства управления. На рис. 1 представлены условные графические изображения этого коммутационного прибора.

Коммутационные приборы типа искателей имею один вход ( ) и несколько ( ) выходов. Это отображается обозначением . Прибор позволяет установить соединение с любым из выходов. Графическое изображение такого прибора представлено на рис. 2.

Коммутационные приборы типа многократных соединителей имею входов и выходов. При этом каждому входу доступны только своих выходов. Прибор позволяет одновременно установить соединений. Число входов и выходов обозначают .

Графически прибор отображается так, как это представлено на рис. 3.

Коммутационные приборы типа соединителей имеют входов и выходов. Обозначается это как . В отличие от многократных соединителей каждому из входов доступен любой из выходов. Графическое изображение прибора представлено на рис. 4. В приборе может быть одновременно установлено соединений, если , или соединений, если .