5 Передача речи и акустических сигналов по линии

Рассмотрим принцип работы простейшего микрофона – угольного. Угольный микрофон включается в цепь постоянного тока – ААЛ и получает питание от станционной батареи (5 – 15 В). Процесс преобразования звуковых колебаний в электрические показан на рис. 3 в виде кривых изменения звукового давления Р(t), сопротивления угольного порошка r(t) и тока в цепи i(t).

Когда на мембрану микрофона не действуют звуковые колебания, в цепи протекает постоянный ток I₀. Если на микрофон действуют звуковые колебания, мембрана совершает соответствующие колебания. При этом возникает периодическое изменение сопротивления угольного порошка. С изменением сопротивления изменяется величина тока в цепи и в цепи протекает пульсирующий ток. Постоянная составляющая I₀, обусловленная напряжением питания от АТС, является током питания микрофона, а переменная составляющая представляет собой разговорный ток. График изменения разговорного тока соответствует графику изменения звукового давления. На приемной стороне происходит обратное преобразование разговорного тока в звуковые колебания с помощью телефона.

Рисунок 1.3 – Преобразование звуковых колебаний в электрические в угольном микрофоне

Таким образом в линии передается разговорная речь. Акустические сигналы формируются АТС и передаются таким же образом, как и разговорная речь. Акустические сигналы имеют синусоидальную форму, частоту, периодичность и скважность, представленные в таблице 2.

Практическая часть

1. Изучить принципы подключения телефонных аппаратов к АТС.

2. Наглядно ознакомиться с оборудованием подключения ТА к АТС.

3. С помощью мультиметра измерить напряжение питания ААЛ для состояния on-hook и off-hook.

4. С помощью мультиметра измерить частоту и напряжение вызывного сигнала в линии, частоту сигнала “ответ станции”.

5. Нарисовать диаграмму сигналов в линии для следующей последовательности работы ТА: абонент поднимает трубку, набирает номер импульсным набором (две цифры – номер по журналу), прослушивает сигнал КПВ, разговаривает с противоположным абонентом, который кладет трубку первым, после чего кладет трубку вызывавший абонент.

В отчете представить:

1. Схему подключения ТА посредством ААЛ к АТС последовательно через патч-панель на 10 телефон и кросс. Между кроссом и патч-панелью – 10-парный кабель, между кроссом и АТС – 100-парный.

2. Диаграммы i(t) сигналов “Занято” и “КПВ”.

3. Результаты измерений по п. 3 и 4 практической части.

4. Диаграмму по п. 5. практической части.

Лабораторная работа №2 Изучение электромеханического и электронного телефонных аппаратов и дополнительных абонентских устройств

Цель: Изучить принцип работы и основные приборы электромеханического и электронного ТА, мостовую схему уменьшения местного эффекта в ТА, определители номера и схемы подключения двух телефонов к одной линии.

1 Основные приборы телефонного аппарата

В состав телефонного аппарата входят:

- приборы разговорного тракта — микрофон и телефон, объединяемые конструктивно в микротелефоне, и ряд схемных элементов (трансформатор, сопротивления), обеспечивающие возможность качественного ведения разговора;

- вызывные приборы — звонок, служащий для приема сигнала о поступившем вызове, а в ТА системы МБ — также индуктор, с помощью которого посылается вызывной сигнал;

- коммутационные приборы — рычажный переключатель, номеронабиратель, необходимые для установления соединения.

Рассмотрим назначение и устройство основных приборов на примере схемы простейшего телефонного аппарата АТС (рис. 2.1). Схема изображена в состоянии, подготовленном к приему вызова. В состав схемы аппарата входят следующие основные приборы: М - микрофон, Т - телефон, Тр - трансформатор, Зв - звонок переменного тока, РП - рычажный переключатель, НН - номеронабиратель. Кроме того, в схеме ТА использованы конденсатор в вызывной цепи и сопротивление БК.

Рисунок 2.1 - Схема телефонного аппарата

Трансформатор в телефонном аппарате выполняет несколько функций. Он служит для согласования отдельных электрических цепей (например, в ТА системы МБ для согласования сопротивления микрофона с входным сопротивлением линии). Трансформатор используется также для развязки цепи постоянного тока питания микрофона и цепи переменного тока — цепи телефона. В противоместных ТА трансформатор выполняет и другие функции. Число обмоток трансформатора обычно бывает равно трем.

Звонок переменного тока служит для приема сигнала о поступившем вызове. В качестве вызывного сигнала на телефонных станциях обычно используются посылки переменного тока частотой 25 Гц при напряжении до 100 В. Обычно используется звонок электромагнитного типа. При посылке переменного напряжения в таком звонке боек попеременно, в зависимости от направления тока, притягивается к левому или правому электромагниту, ударяя при этом по чашке звонка.

Рычажный переключатель представляет собой группу плоских контактных пружин, приводимую в действие абонентом, когда последний снимает с аппарата или кладет обратно микротелефон. На схеме рис. 2.1 показан рычажный переключатель, имеющий три контактные пружины. Если микротелефон лежит на аппарате, то замкнуты контакты 1, 2 и к линейным зажимам Л₁, Л₂ через конденсатор подключен звонок переменного тока. Если микротелефон снят, то замкнуты контакты 1, 3 и к линейным зажимам аппарата подключены приборы разговорной цепи — микрофон, трансформатор — и провода абонентской линии («шлейф») замыкаются через схему ТА, создавая цепь для постоянного тока и разговорных токов.

Номеронабиратель представляет собой механизм, с помощью которого можно со строгой периодичностью размыкать и снова замыкать шлейф абонентской линии, передавая, таким образом, на телефонную станцию сигналы о номере вызываемого абонента.

Процесс набора номера с аппарата АТС заключается в образовании импульсов постоянного тока, передаваемых по линии на АТС. Когда в аппарате микротелефонная трубка снята с рычага, на микрофонную цепь со станции поступает постоянный ток. В эту цепь последовательно включается импульсный контакт номеронабирателя ИК, который в спокойном состоянии замкнут. При наборе номера этот контакт размыкается механизмом номеронабирателя через равные промежутки времени. Число размыканий соответствует набираемой цифре. Таким образом, во время набора номера в линии происходит чередование токовых импульсов и пауз, которые на АТС управляют процессом отыскания линии вызываемого абонента. В номеронабирателе имеется еще контакт ШК, шунтирующий разговорные приборы аппарата во время посылки импульсов на АТС, что исключает прослушивание щелчков в телефоне.

Кроме указанных приборов, в состав телефонного аппарата входит ряд различных схемных элементов таких, как конденсаторы, сопротивления (резисторы), полупроводниковые диоды, а в некоторых случаях и полупроводниковые транзисторы.

Индуктор представляет собой генератор переменного тока, служащий для посылки сигнала вызова на телефонную станцию (или другому абоненту) и используемый в некоторых специальных ТА, а также в устаревших аппаратах системы МБ. При вращении рукоятки индуктора с нормальной скоростью частота вырабатываемого переменного тока равна 15—25 Гц.