Методические указания к выполнению задания 1

Перед выполнением задачи № 2 следует изучить состав телефонного аппарата, принцип работы его основных устройств.

Следует обратить внимание на конструкцию и принцип действия преобразователей: микрофон (ВМ) и телефон (BF), вызывного устройства (ТВУ), схему, обеспечивающую набор номера и управление схемой телефонного аппарата, принципу передачи адресной информации. Данные вопросы изложены в МУ контрольной работы.

В структурную схему электронного телефонного аппарата входят следующие основные узлы рис.1.:

1) вызывное устройство (ВУ) – предназначено для приема вызывных сигналов со станции и преобразования его в звуковые колебания;

2) диодный мост – исключает влияние полярности напряжения линий на схему телефонного аппарата;

3) схема «отбой» – осуществляет начальную установку интегральной схемы номеронабирателя;

4) рычажный переключатель SB – отключает питание схемы телефонного аппарата при положенной на рычаг микротелефонной трубке;

5) времязадающие элементы генератора – определяют частоту внутреннего тактового генератора, от которой зависят все временные параметры сигналов, вырабатываемых интегральной схемой номеронабирателя (частота набора, длительность импульсов и межцифровой интервал);

6) схема питания интегральной схемы номеронабирателя – обеспечивает питание микросхемы во время набора номера и поддержку питания оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) при положенной на рычаг трубке;

7) микросхема номеронабирателя (ИС НН) выполняет следующие функции:

а) опрос клавиатуры;

б) формирование сигналов набора номера, управляющих работой импульсного ключа (ИК);

в) формирование сигнала отключения разговорной части во время набора номера, управляющего работой разговорного ключа (РК);

г) запоминание последнего или нескольких набираемых номеров;

8) импульсный ключ (ИК) – формирует импульсы набора для передачи в линию;

9) разговорный ключ (РК) – отключает разговорную часть на время прохождения импульсного набора;

10) Rн - резистор нагрузки линии, исключающий ее замыкание накоротко во время формирования импульсов набора;

11) телефонный усилитель – усиливает речевой сигнал до уровня нормальной слышимости и согласует сопротивление линии с сопротивлением звукоизлучающего элемента BF (телефона);

12) микротелефонный усилитель – усиливает сигнал микрофона;

13) противоместная схема – устраняет местный эффект (прослушивание голоса говорящего в собственном телефоне);

14) клавиатура выполняет функцию датчика импульсов.

Телефонные аппараты (ТА) являются оконечными абонентскими устройствами телефонной сети. Телефонные аппараты предназначены для передачи и приема вызывных, адресных и речевых сигналов.

ТА состоит из вызывных приборов, разговорных приборов, номеронабирателя и рычажного переключателя.

В состоянии покоя (ожидания вызова) к линии с помощью контактов РП 1-2 подключен вызывной прибор, который принимает вызов с телефонной станции. При ответе на вызов или для вызова абонентом станции с телефонного аппарата снимается микротелефонная трубка, контакты РП 1-2 размыкаются и отключаются вызывные приборы, а контакты РП 1-3 замыкаются и к линии подключаются разговорные приборы, что воспринимается телефонной станцией как сигнал ответа или вызова станции абонентом.

Рис 2. Функциональная схема ТА.

Номеронабиратель обеспечивает передачу на АТС адресной информации.

Вызывным прибором в ТА является звонок переменного тока. Звонок переменного тока преобразует вызывной электрический сигнал частотой 25 Гц в звуковой сигнал.

К разговорным приборам ТА относятся телефон и микрофон. Телефон и микрофон конструктивно объединены в микротелефонную трубку.

Для связи элементов разговорной части схемы ТА и согласования сопротивления микрофона с входным сопротивлением линии предназначен трансформатор. В схему ТА входят трансформаторы, резисторы, полупроводниковые элементы.

Микрофон - это устройство, предназначенное для преобразования звуковых колебаний в электрические.Микрофоны по способу преобразования звуковых колебаний в электрические подразделяются на угольные, электродинамические, электромагнитные, электростатические (конденсаторные электретные) и пьезоэлектрические.

На рис.1.3 приведена схема, объясняющая принцип работы конденсаторного микрофона. Конденсаторный микрофон выполнен из электропроводного материала мембрана(1), и электрод (2) разделены изолирующим кольцом (3) и представляют собой конденсатор. Жестко натянутая мембрана под действием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником напряжения постоянного тока GB и активным нагрузочным сопротивлением R.

Рис.3. Устройство конденсаторного микрофона.

При колебаниях мембраны ёмкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления. В электрической цепи появляется переменный ток той же частоты и на нагрузочным сопротивлении возникает переменное напряжение, являющее выходным сигналом микрофона.

В современных ТА чаще примеряются электретные микрофоны, которые обладают повышенными электроакустическими и техническими характеристиками.

Телефон – это устройство, предназначенное для преобразования электрических колебаний в звуковые.Телефоны подразделяются на электромагнитные, электродинамические, и пьезоэлектрические. Телефон с дифференциальной системой (рис.1.6.) состоит из постоянного магнита с полюсными надставками (1), обмотки (2), мембраны (3), стержня (4), якоря (5). Принцип работы телефона с дифференциальной системой заключается в том, что сила действующая на якорь (мембрану), является разностью сил, каждая из которых создаётся постоянным магнитом и электромагнитом

Рис.4. Устройство телефона с дифференциальной электромагнитной системой

В результате взаимодействия сил якорь колеблется с частотой тока, протекающего в обмотках электромагнита. При этом практически отсутствуют нелинейные искажения. Чувствительность таких телефонов выше, чем у телефонов с простой электромагнитной системой.

Номеронабиратель обеспечивает передачу адресной информации на автоматическую телефонную станцию для установления требуемого вызывающим абонентом соединения.

Передача адресной информации заключается в прерывании цепи постоянного тока, проходящего через ТА, приборы АТС. Для этого номеронабиратель имеет импульсные (НН1) и шунтирующие (НН2) контакты. При заводе диска номеронабирателя замыкаются шунтирующие контакты, выключающие разговорные приборы для уменьшения влияния элементов схемы на передачу номерной информации. При возвращении диска в исходное состояние импульсные контакты размыкают цепь тока, что воспринимается приборами станции.

Номеронабиратели должны обеспечивать стабильность частоты посылки импульсов и постоянное соотношение между временем размыкания и временем и временем замыкания импульсных контактов.

Во время набора номера импульсные контакты обрывают цепь тока. На рис. 5. показано изменение тока в цепи, образующейся при наборе номера 32 (tр – время размыкания, а tз – время размыкания контактов).

Рис.5. Диаграмма набора номера с помощью импульсного номеронабирателя

1 – исходное положение, 2 – два импульса, 3 – межсерийная пауза, 4 – отбой.

Номеронабиратель характеризуется следующими параметрами:

1. Импульсный коэффициент – это отношение времени размыкания к времени замыкания.

К = tр / tз

В отечественных НН импульсный коэффициент принимается К = 1,5 (tр=60 мс и tз=40 мс) с допустимыми отклонениями от 1,4 до 1,8.

2. Частота посылки импульса

F = 1|T = 10 + 1 (импульс/сек.)

3. Период T = tр + tз. = 60+40 =100 мСек

4. Время трансляции номера вызываемого абонента при импульсивном наборе определяется по формуле 1

t тр = T n + t меж. (m – 1), (1)

где: Т-период импульса, 100мс;

n – количество периодов в номере;

– межсерийное время, 500мс;

m – количество цифр в номере.

Время трансляции номера вызываемого абонента при тональном наборе определяется по формуле (1),

где: Т-длительность двухчастотной посылки, 40мс;

– пауза, 30мс.

В настоящие время перспективными являются кнопочные номеронабиратели с многочастотным способом передачи адресной информации, в которых информация о каждой передаваемой цифре передается на станцию токами двух частот из всех используемых. Такой способ передачи ускоряет набор номера, и уменьшает вероятность ошибки при передачи цифр набранного номера. Комбинации частот и их закрепление за номерами показаны на рис.6.

Рис. 6. Распределение частот в номеронабирателе

Код образуется с помощью двух групп частот, для образования комбинации из каждой группы берется по одному сигналу. Тогда закрепление будет следующие: f 0 f 4 – 1, f 0 f 5 - 2, f 0 f 7 – A, f1 f4 – 4, f1 f5 – 5, f1 f6 – 6, f1 f7 – B, f2 f4 – 7,

f 2 f5 – 8, f2 f6 – 9, f2 f7 – C, f3 f4 - *, f3 f5 – 0, f3 f6 - #, f3 f7 – D.

В это случае телефонный аппарат имеет два генератора. Посылка в линию двух частот обеспечивается нажатием одной из кнопок.

Прослушивание абонентом через телефон своего аппарата местных шумов и собственной речи при разговоре называется местным эффектом.

В настоящее время телефонные аппараты собирают по противоместной схеме снижающей возможность прослушивания в телефоне собственной речи и шумов по­мещения. Известны два типа противоместных схем — мостовая и компенсационная.

Принцип построения мостовой схемы показан (на рис. 7 а). В этой схеме микрофон ВМ, телефон BF, сопротивление телефонной линии Z_n и сопротивле­сетейние бансного контура Z₆ образуют мостовую схему и связаны между собой тремя обмотками трансформатора Т: линейной I, балансной II и телефонной III. При этом телефон имеет только индуктивную связь с другими частями схемы.

Рис. 7. Противоместная мостовая (а) и компенсационная (б) схемы включения

При разговоре переменный ток от микрофона разветвляется и проходит через I и II обмотки трансформатора в противоположных направлениях (сплошные стрелки на рис.). Когда магнитные потоки, созданные этими токами, равны, они компенсирует друг друга и не воздействуют на обмотку III трансформатора Т. В результате этого телефон слабо воспроизводит собственную передаваемую речь. При приеме речи ток с линии проходит по обмоткам трансформатора в одном направлении (на рисунке — пунктирные стрелки), вследствие чего магнитные потоки складываются и в обмотке III индуцируется ЭДС. В цепи телефона начинает протекать переменный ток, и телефон воспроизводит переданную с ТА речь.

В противоместных компенсационных схемах (рис 7 б) параллельно телефону и обмотке III подключается сопротивление, называемое компенсационным Rк. Разговорный ток, проходя по обмоткам I и II, создает в сердечнике трансформатора Тр переменный магнитный поток (потоки, образованные I и II обмотками, не равны между собой и противоположны по направлению). Результирующий магнитный поток будет индуцировать в обмотке III переменную ЭДС, создавая ток в цепи телефона. Разговорный ток проходя по сопротивлению Rк, вызовет в нем падение напряжения u = i Rк.

ЗАДАНИЕ 2

Укажите соответствующее количество конструктивных элементов, входящих в состав МКС, и номера сработавших электромагнитов для соединения заданных входа и выхода. Изобразите на базе МКС заданное количество коммутаторов, образованных путем запараллеливания выходов вертикали, в координатном и символическом виде.

Таблица 2

Номер варианта	Тип МКС	Номер входа	Номер выхода	Количество коммутаторов
	10 10 12
	20 10 6
	20 20 3
	10 20 6
	10 10 12
	20 20 3
	20 10 6
	10 20 6
	20 20 3
	10 20 6