Телефондық беру трактісі

Телефондық беру трактісі

1.2. ТРАКТЫ ПРИЕМА  И ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ

Если исключить среду, в которой происходит распространение  радиоволн, то линию радиосвязи можно  разделить на два тракта: тракт  передачи сигналов и тракт приема сигналов. Рассмотрим пути прохождения  сигналов по элементам этих трактов.

Тракт передачи (рис. 1.1) —это электрический путь сигнала от места  его возникновения до излучения  в пространство. При телеграфной  радиосвязи телеграммы, предназначенные  для передачи, поступают на рабочее  место телеграфиста, на котором устанавливается  при работе буквопечатанием телеграфный  аппарат, например Т-63, при работе на слух — телеграфный ключ Морзе. В  телеграфном аппарате буквы телеграммы превращаются в электрические сигналы, которые, пройдя промежуточную аппаратуру в радиобюро, направляются по соединительной линии связи на промежуточную  аппаратуру передающей радиостанции и  управляют радиочастотными колебаниями  передатчика. Далее сигналы в  виде манипулированных радиочастотных колебаний поступают на передающую антенну. Передающая антенна излучает электромагнитные волны в пространство, где происходит распространение  радиоволн. Форма телеграфных сигналов в отдельных участках тракта передачи приведена на рис. 1.2. При передаче фототелеграммы в тракт передачи включается фототелеграфный аппарат.

В тракте передачи телефонной радиосвязи сигналы звуковой частоты  от телефонного аппарата абонента поступают  через меж-

14

дугородную или городскую  телефонную станцию на радиокомпандер или радиопроводное переходное устройство (РППУ). С РППУ по соединительной линии  сигналы звуковой частоты направляются на телефонный радиопередатчик и  модулируют радиочастотные колебания, которые через передающую антенну  излучаются в пространство в виде радиоволн.

Тракт приема (рис. 1.3) —это электрический  путь сигнала от приемной антенны, принявшей  радиоволны из пространства, да места  воспроизведения. При телеграфной  радиосвязи электромагнитные волны, излучаемые передающей антенной, через приемную антенну поступают на приемное устройство, в котором преобразуются в  сигналы звуковой частоты. С выхода приемного устройства сигналы через  промежуточную аппаратуру по соединительной линии поступают в радиобюро, где с помощью промежуточной  аппаратуры преобразуются в импульсы постоянного тока и коммутируются  на оконечный приемный телеграфный  аппарат. Форма телеграфных сигналов в отдельных участках тракта приема приведена на рис. 1.4.

15

Пропускная способность  телеграфного канала характеризуется  скоростью манипуляции, которая  определяется числом элементарных посылок, передаваемых в 1 с. За единицу скорости манипуляции принят 1 Бод, т. е. такая  скорость манипуляции, при которой  в течение одной секунды передается один элементарный импульс тока. Следовательно, скорость манипуляции В=\/х, Бод, где  т, с,— длительность элементарного  импульса тока. Если на импульсы телеграфного сигнала наложить синусоидальное колебание (рис. 1.5), то можно определить основную частоту манипуляции, Гц, которая  численно равна количеству волн синусоидального  колебания или, следовательно, удвоенной  величине числа импульсов в секунду (Бод). Например, частота наложенного  синусоидального колебания равна 25 Гц, тогда скорость манипуляции  составит 50 Бод.

16

Глава 1. СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

1.1. КРАТКИЙ  ОБЗОР РАЗВИТИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ

Линии связи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Однако вследствие несовершенства конструкции  кабелей подземные кабельные  линии связи вскоре уступили место  воздушным. Первая воздушная линия  большой протяженности была построена  в 1854 г. между Петербургом и Варшавой. В начале 70-х годов прошлого столетия была построена воздушная телеграфная  линия от Петербурга до Владивостока длиной около 10 тыс. км. В 1939 г. была пущена в эксплуатацию величайшая в мире по протяженности высокочастотная  телефонная магистраль Москва—Хабаровск длиной 8300 км.

Создание первых кабельных  линий связано с именем русского ученого П. Л. Шиллинга. Еще в 1812 г. Шиллинг в Петербурге демонстрировал взрывы морских мин, использовав  для этой цели созданный им изолированный  проводник.

В 1851 г. одновременно с постройкой железной дороги между Москвой и  Петербургом был проложен телеграфный  кабель, изолированный гуттаперчей. Первые подводные кабели были проложены  в 1852 г. через Северную Двину и  в 1879 г. через Каспийское море между  Баку и Красноводском. В 1866 г. вступила в строй кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между  Францией и США.

В 1882—1884 гг. в Москве, Петрограде, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х годах прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г. началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей  связи, относящиеся к началу XX века, позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские  телефонные кабели с воздушно-бумажной изоляцией жил и парной их скруткой. В 1900—1902 гг. была сделана успешная попытка  повысить дальность передачи методами искусственного увеличения индуктивности  кабелей путем включения в  цепь катушек индуктивности (предложение  Пупина), а также применения токопроводящих жил с ферромагнитной обмоткой (предложение  Крарупа). Такие способы на том  этапе позволили увеличить дальность  телеграфной и телефонной связи  в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912—1913 гг. освоение производства электронных ламп. В 1917 г. В. И. Коваленковым был разработан и испытан на линии  телефонный усилитель на электронных  лампах. В 1923 г. была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии  Харьков—Москва—Петроград.

В 30-х годах началось развитие многоканальных систем передачи. В  последующем стремление расширить  спектр передаваемых частот и увеличить  пропускную способность линий привело  к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных. Но массовое изготовление их относится лишь к 1935 г., к моменту появления новых  высококачественных диэлектриков типа эскапона, высокочастотной керамики, полистирола, стирофлекса и т. д. Эти кабели допускают передачу энергии  при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить  по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. Первая коаксиальная линия на 240 каналов ВЧ телефонирования  была проложена в 1936 г. По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным  в 1856 г., организовывали лишь телеграфную  связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

В 1965—1967 гг. появились опытные  волноводные линии связи для  передачи широкополосной информации, а также криогенные сверхпроводящие  кабельные линии с весьма малым  затуханием. С 1970 г. активно развернулись работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и  инфракрасное излучения оптического  диапазона волн.

Создание волоконного  световода и получение непрерывной  генерации полупроводникового лазера сыграли решающую роль в быстром  развитии волоконно-оптической   связи. К началу 80-х годов были разработаны и испытаны в реальных условиях волоконно-оптические системы связи. Основные сферы применения таких систем — телефонная сеть, кабельное телевидение, внутриобъектовая связь, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т. д.

В России и других странах  проложены городские и междугородные  волоконно-оптические линии связи. Им отводится ведущее место в  научно-техническом прогрессе отрасли  связи.

1.2. ВИДЫ  ЛИНИИ СВЯЗИ И ИХ ОСНОВНЫЕ  СВОЙСТВА 

[в  начало]

На современном этапе  развития общества в условиях научно-технического прогресса непрерывно возрастает объем  информации. Как показывают   теоретические и экспериментальные (статистические) исследования, продукция отрасли связи, выражающаяся в объеме передаваемой информации, возрастает пропорционально квадрату прироста валового продукта народного хозяйства. Это определяется необходимостью расширения взаимосвязи между различными звеньями народного хозяйства, а также увеличением объема информации в технической, научной, политической и культурной жизни общества. Повышаются требования к скорости и качеству передачи разнообразной информации, увеличиваются расстояния между абонентами. Связь необходима для оперативного управления экономикой и работы государственных органов, для повышения обороноспособности страны и удовлетворения культурнобытовых потребностей населения.

В эпоху научно-технической  революции связь стала составным  звеном производственного процесса. Она используется для управления технологическими процессами, электронно-вычислительными  машинами, роботами, промышленными  предприятиями т. д. Непременным  и одним из наиболее сложных и  дорогостоящих элементов связи  являются линии связи (ЛС), по которым  передаются информационные электромагнитные сигналы от одного абонента (станции, передатчика, регенератора и т.д.) к  другому (станции, регенератору, приемнику  и т. д.) и обратно. Очевидно, что  эффективность работы систем связи  во многом предопределяется качеством  ЛС, их свойствами и параметрами, а  также зависимостью этих величин  от частоты и воздействия различных  факторов, включая мешающие влияния  сторонних электромагнитных полей.

Различают два основных типа ЛС:  
- линии в атмосфере (радиолинии РЛ)  
- направляющие линии передачи (линии связи).

Отличительной особенностью радиолиний является распространение  электромагнитных сигналов в свободном (естественном) пространстве (космос, воздух, земля, вода и т. д.). Дальность РЛ может простираться от нескольких сотен  метров, как, например, при первой радиопередаче, осуществленной великим русским  ученым А. С. Поповым в 1895 г., до сотен  миллионов километров—расстояния  между автоматическими космическими аппаратами и земными станциями.

Отличительной особенностью направляющих линий связи является то, что распространение сигналов в них от одного абонента (станции, устройства, элемента схемы и т. д.) к другому осуществляется только по специально созданным цепям и  трактам ЛС, образующим направляющие системы, предназначенные для передачи электромагнитных сигналов в заданном направлении с должными качеством  и надежностью.Вышеуказанные особенности  РЛ и ЛС определяют их основные свойства и области применения. Так, РЛ используются для осуществления связи на различные  расстояния, часто между абонентами, находящимися в движущемся относительно друг друга состоянии.

Характер распространения  электромагнитных сигналов в различных  средах в первую очередь зависит  от частоты радиосигнала (несущей  частоты). В соответствии с этим различают  следующие типовые диапазоны  длин волн и радиочастот:  
 

Основные  виды линий связи

Основные виды линий  связи делятся на проводные и  беспроводные. В проводных линиях связи физическая среда, по которой  распространяются сигналы, образует механическую связь между приемником и передатчиком. Беспроводные линии связи характеризуются  тем, что отсутствует какая-либо механическая связь между передатчиком и приемником, а носителем информации являются электромагнитные волны, которые  распространяются в окружающей среде.

Проводные линии связи

По конструктивным признакам проводные линии делятся  на:

воздушные, которые  представляют собой провода без  каких-либо изолирующих или экранирующих оболочек, проложенные между столбами и весящие в воздухе; 
кабельные, которые состоят из проводников, заключенных, как правило, в несколько слоев изоляции.

По воздушным  линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются для передачи компьютерных данных. Скоростные характеристики и помехозащищенность этих линий  оставляют желать лучшего. Проводные  линии связи быстро вытесняются  кабельными.

Кабельные электрические  линии связи делятся на три  основных вида: кабель на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальный кабель с медной жилой, также волоконно-оптический кабель.

Скрученная пара проводов называется витой парой [twisted pair]. Провода скручиваются для устранения взаимного влияния между электрическими токами в проводниках. Витая пара существует в экранированном варианте [Shielded Twisted Pair, STP], когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированная [Unshielded Twisted Pair, UTP], когда изоляционная оболочка отсутствует. Одна или несколько  витых пар сводятся в кабели, имеющие  защитную оболочку.

Неэкранированная  витая пара имеет широкий спектр применения. Она используется как  в телефонных, так и в компьютерных сетях. В настоящее время кабель UTP является популярной средой для передачи информации на короткие расстояния [около 100 метров] Кабели на основе витой пары в зависимости от электрических  и механических характеристик делятся на 5 категорий. В компьютерных сетях широко применяются кабели 3 и 5 категорий, которые описаны в американском стандарте EIA/TIA-568А.

Кабель категории 3 предназначен для низкоскоростной  передачи данных. Для него определяется затухание на частоте 16 МГц и должно быть не ниже 13.1 дБ при длине кабеля 100 метров. Кабель на витой паре категории 5 характеризуется затуханием не ниже 22 дБ для частоты 100 МГц при длине  кабеля не более 100 метров. Частота 100 МГц  выбрана потому, что кабель этой категории предназначен для высокоскоростной передачи данных, сигналы которых  имеют значимые гармоники с частотой примерно 100 МГц.

Все кабели UTP независимо от их категории выпускаются в 4-парном исполнении. Каждая из четырех пар  имеет определенный цвет и шаг  скрутки. К достоинствам кабеля UTP можно  отнести:

гибкость кабеля, благодаря которой упрощается монтаж линии связи; 
низкую стоимость при достаточно высокой пропускной способности [до 1 Гбит/с].

Недостатками неэкранированного  кабеля на витой паре являются:

низкая помехозащищенность; 
жесткое ограничение длинны кабеля [100 -135 м].

Экранированная  витая пара STP хорошо защищает передаваемые сигналы от помех, а также меньше излучает электромагнитных колебаний  вовне. Однако, наличие заземляемого экрана удорожает кабель и усложняет  его прокладку, так как требует  его качественного заземления. Кабель STP применяют в основном для передачи дискретной информации, а голос по нему не передают.

Основным стандартом, определяющим параметры STP, является фирменный  стандарт IBM. В этом стандарте кабели делятся не на категории, а на типы. Тип 1 примерно совпадает по характеристикам  с UTP категории 5. Он состоит из 2-х  пар скрученных медных проводов, экранированных проводящей оплеткой, которая заземляется. Кабель IBM тип 2 представляет собой кабель первого типа с добавленными 2 парами неэкранированного провода для  передачи голоса. Не все типы стандарта IBM относятся к STP.

Коаксиальный кабель состоит из двух изолированных между  собой концентрических проводников, из которых внешний имеет вид  трубки. За счет такой конструкции  коаксиальный кабель меньше подвержен  внешним электромагнитным воздействиям, поэтому возможно его использование  на более высоких скоростях передачи данных. Кроме этого, данные кабели из-за относительно толстой центральной  жилы характеризуются минимальным  ослаблением электрического сигнала, что позволяет передавать информацию на достаточно большие расстояния. Полоса пропускания коаксиального  кабеля может составлять более 1 ГГц/км, а затухание - менее 20 дБ/км на частоте 1 ГГц.

Существует большое  количество типов коаксиальных кабелей, используемых в сетях различного типа - телефонных, телевизионных и  компьютерных. В локальных компьютерных сетях используются кабели двух типов: тонкий коаксиальный кабель и толстый  коаксиальный кабель.

Тонкий коаксиальный кабель имеет внешний диаметр  около 5 мм , а диаметр центрального медного провода составляет 0.89 мм. Данный кабель предназначен для передачи сигналов со спектром до 10 МГц на расстояние до 185 метров.

Толстый коаксиальный кабель имеет внешний диаметр  около 10 мм , а диаметр центрального медного провода составляет 2.17 мм. Данный кабель предназначен для передачи сигналов со спектром до 10 МГц на расстояние до 500 метров.

Тонкий коаксиальный кабель обладает худшими механическими  и электрическими характеристиками по сравнению с толстым коаксиальным кабелем, зато за счет своей гибкости более удобен при монтаже.

Коаксиальный кабель в несколько раз дороже кабеля на витой паре, а по характеристикам  уступает, в частности, оптоволоконному  кабелю, поэтому он все реже используется при построении коммуникационной системы  компьютерных сетей.

Волоконно-оптические кабели состоят из центрального проводника света [сердцевины] - стеклянного волокна, окруженного другим слоем стекла - оболочкой, обладающей меньшим показателем  преломления, чем сердцевина. Распространясь по сердцевине, лучи света не выходят  за ее пределы, отражаясь от оболочки. Каждое стеклянное оптоволокно передает сигналы только в одном направлении.

В зависимости от распределения показателя преломления  и от величины диаметра сердечника различают:

многомодовое волокно  со ступенчатым изменением показателя преломления; 
многомодовое волокно с плавным изменением показателя преломления; 
одномодовое волокно.

В одномодовом кабеле [Single Mode Fiber, SMF] используется центральный  проводник очень малого диаметра, соизмеримого с длинной волны  света - от 5 до 10 мкм. При этом практически  все лучи распространяются вдоль  оптической оси сердцевины, не отражаясь  от оболочки. Полоса пропускания одномодового кабеля очень широкая - до сотен гигагерц на километр. Изготовления тонких качественных волокон для одномодового кабеля представляет сложный технологический  процесс, что делает кабель достаточно дорогим.

В многомодовых кабелях [Multi Mode Fiber, MMF] используются более широкие  внутренние сердечники, которые легче  изготовить технологически. В стандартах определены два наиболее употребительных  многомодовых кабеля: 62.5/125 мкм и 50/125 мкм, 62.5 мкм или 50 мкм - это диаметр  центрального проводника, а 125 мкм - диаметр  внешнего проводника.

В многомодовых кабелях  во внутреннем проводнике одновременно существует несколько световых лучей, отражающихся от внешнего проводника. Угол отражения проводника называется модой луча. Многомодовые кабели имеют  более узкую полосу пропускания - от 500 до 800 МГц/км. Сужение полосы происходит из-за потерь световой энергии при  отражениях, а также из-за интерференции  лучей разных мод.

В качестве источников излучения света в волоконно-оптических кабелях применяются:

светодиоды; 
лазеры.

Светодиоды могут  излучать свет с длинной волны 0.85 и 1.3 мкм. Лазерные излучатели работают на длинах волн 1.3 и 1.55 мкм. Быстродействие современных лазеров позволяет  модулировать световой поток с частотами 10 ГГц и выше.

Волоконно-оптические кабели обладают отличными электромагнитными  и механическими характеристиками, недостаток их состоит в сложности  и высокой стоимости монтажных  работ.

Беспроводные линии  связи

В таблице приведены  сведения о диапазонах электромагнитных колебаний, используемых в беспроводных каналах связи.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника  радиоволн. Радиоволнами называются электромагнитные колебания с частотой f меньше 6000 ГГц [с длинной волны l больше 100 мкм]. Связь между длинной волны  и частотой дается выражением

f = c/lambda где с  = 3*10⁸ м/с - скорость света в вакууме.

Для передачи информации радиосвязь используется прежде всего  тогда, когда кабельная связь  невозможна - например:

при прохождении  канала через малонаселенную или  трудно доступную местность; 
для связи с мобильными абонентами такими, как шофер такси, врач скорой помощи.

Основным недостатком  радиосвязи является ее слабая помехозащищенность. Это прежде всего относится к  низкочастотным диапазонам радиоволн. Чем выше рабочая частота, тем  больше емкость [число каналов] системы связи, но тем меньше предельные расстояния, на которых возможна прямая передача между двумя пунктами. Первая из причин и порождает тенденцию к освоению новых более высокочастотных диапазонов. Однако, радиоволны с частотой превышающей 30 ГГц работоспособны для расстояний не более или порядка 5 км из-за поглощения радиоволн в атмосфере.

Для передачи на большие  расстояния используется цепочка радиорелейных [ретрансляционных] станций, отстоящих  друг от друга на расстояние до 40 км. Каждая станция имеет вышку с  приемником и передатчиком радиоволн, получает сигнал, усиливает его и  передает на следующую станцию. Для  увеличения мощности сигнала и снижения влияния помех применяют направленные антенны.

Спутниковая связь  отличается от радиорелейной тем, что  в качестве ретранслятора выступает  искусственный спутник Земли. Этот вид связи обеспечивает более  высокое качество передаваемой информации так, как требует меньшего количества промежуточных узлов на пути передачи информации. Часто применяют комбинацию радиорелейной связи со спутниковой.

Инфракрасное излучение  и излучение в миллиметровом  диапазоне используется на небольших  расстояниях в блоках дистанционного управления. Основной недостаток излучения  в этом диапазоне - оно не проходит через преграду. Этот недостаток одновременно является преимуществом когда излучение  в одной комнате не интерферирует  с излучением в другой. На эту  частоту не надо получать разрешения. Это прекрасный канал для передачи данных внутри помещений.

Видимый диапазон также используется для передачи. Обычно источником света является лазер. Когерентное излучение легко  фокусируется. Однако, дождь или  туман портят дело. Передачу способно испортить даже конвекционные потоки на крыше, возникающие в жаркий день.

Телефон аппараты

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан  алынған мәлімет

Телефон аппараты (орыс. Телефонный аппарат) — Телефон аппараты келіп түскен шақыруды қабылдауға және басқа телефон аппаратына қосуға немесе ажыратуға арналған номмутациялық—шақыру, сондай-ақ дыбысты қабылдап, жеткізуді қамтамасыз ететін сөйлеу деп аталатын негізгі екі бөлінген тұрады. Телефон аппаратында шақыру сигналын қабылдайтын электр қоңырауы болады. Одан басқа сигналдық шақыру құрылғысы ретінде қоңырау соғылған кезде жана тын күнделікті электр шамы да пайдаланылуы мүмкін. Жарық сигналы нашар еститін адамдар үшін әрі үйдегі адамдарға дыбыс сигналы тиімсіз болған жағдайда қажет. Сигналдық шамды абоненттік, өтін іші мен телефон торабының технигі орнатады.

Абонентті линияға шақыру үшін телефон аппаратынан оның нөмірінің кодталған шақыру сигналы электр импульетері түрінде беріледі. Шақыру дискілі немесе кнопкалы нөмір тергіш арқылы жүзеге асады. Абоненттік телефон нөмірін теруге барынша ыңғайлы әрі жетілдірілген кнопкалы нөмір тергіш (тастату ра) пайдаланылады. Тастатура, әдетте, әрқайсысы бір ондық санмен (О-ден 9-ға дейін) және қосымша әріппен таңбалан-ған негізгі 10 кнопкадан тұрады. Ша қырыл а-тын абоненттің телефон нөмірін автоматтық телефон станциясының линнясына беру үшін бірнеше кнопканы (нөмірдегі цифрлар санына сәйкес) біртіндеп басып, қажетті импульстер сериясын жіберу керек. Таста-туралы телефон аппараттарында нөмір теру жылдамдыгы дискілі нөмір тергішпен салыстырғанда 4—6 есе шапшаң. Соңғы терілген темірді есте сақтайтын электрондық сақтау қабілеті бар тастатуралы телефон аппараты мысалы, «Электроника элетап-микро» (М 3 модель) шығарылады: қайталан шақыру кезінде, нөмірді термей-ақ шақыру кнопкасын басса. қажетті сигналдар лннияға автоматты түрде беріледі. Сондай-ақ 32 нөм ірге дейін (цифр саны 8-ге жететін) электрондық «еске сақтау қабілетті» бар аппараттар {мысалы, «Электроника элетап-микро» (ЛЬ 4 модель) да болады. Бұларда қажет нөмірді шақыру үшін 2 кнопканы басу жеткілікті.^[1]

Пайдалану кезінде  ыңғайлы болу үшін бір конструкциялық торапқа — микротелефон трубкасына миластырыл ған микрофон мен телефон аппараттық сөйлесу бөлігінің неғұрлым маңызды элементі болып табылады. Микрофон дыбыс сигналын электрлік сигналға айналдырыл, күшейтеді, ал телефон басқа аппараттан келген электрлік сигналдық дыбыс сигналына айналдырады. Адамның дауыс ырғағына сай дыбысың — тембрін сақтай отырып, сөзінің айқын естілуін жеткізуді 300 Гц-тен 3400 Гц-ке дейінгі жиілік диапа-зонында дыбыс сигналын қабылдай алатын телефон аппаратының микрофоны мен телефоны қамтамасыз етеді. Микрофон мен телефон микротелефон трубкасының арнайы қуысына орналасып, алмалы-салмалы қақпақшамен жабылатын, тұтас дөңгелек капсула түрінде болады. Столға қоятын (мысалы, «ТАН-70-Ь, «ТАН-У-74», «Электроника элетап-микро») және қабырғаға орналастырылатын («ТАСт-70») телефон аппараттары шығарылады. Телефон аппараты линияға жалғастырушы шнурдың және клеммалы арнаулы розетканың көмегімен қосылады. Қажет жағдайда, бір телефон атқаратын пәтердің әрбір бөл-месінде пайдалану үшін бірнеше штепсельді розетка орнат ады. Абоненттің талап етуі бойынша, стандартты жалғастырушы шнурды ұзартып (8—10 м-ге дейін), телефон аппара-тын пәтер ішінде тасымалдауға болады. Телефон желісін пайдалану тәртібі бойынша бір линияға 2 телефон аппаратынан артық қосуға болмайды. Параллель қосылған телефон арқылы сөйле екен кезде оны басқа адамның естімеуі үшін аппараттарды «директор — секретарь» делінетін схема бойынша қосады. Яғни, аппараттық біреуі негізгі («директор»), екіншісі — қосалқы («секретарь») деп саналады. Қосудың мұндай схемасы кез келген аппараттан нөмір теруге мүмкіндік береді, ал негізгі аппараттық микротелефон трубкасын көтергенде, қосалқы аппарат ажыратылады. Шақыру кезінде тек қосалқы аппараттық немесе қос аппараттық қоңырауы жұмыс істей-тіндей етіп қосады. 80 жылдардың басынан сыртқы пішіні 20—30 жылдардың аппаратта-рына ұқсас столға қоятын телефон аппарат-тары (мысалы, «Ретро», «Стелла») шығарыла бастады. ^[2]

Телефон аппаратының  жалпы пайдалану құрылымы

В состав телефонных аппаратов, предназначаемых для  работы в телефонных сетях, входят следующие  обязательные элементы: микрофон и  телефон, объединенные в микротелефонную  трубку, вызывное устройство, трансформатор, разделительный конденсатор, номеронабиратель, рычажный переключатель. На принципиальных электрических схемах телефонный аппарат  обозначают буквой Е.Кратко рассмотрим назначение основных элементов телефонного  аппарата.Микрофон служит для преобразования звуковых колебаний речи и электрический сигнал звуковой частоты. Микрофоны могут быть угольными, конденсаторными, электродинамическими, электромагнитными, пьезоэлектрическими. Их можно классифицировать на активные и пассивные. Активные микрофоны непосредственно преобразуют звуковую энергию в электрическую. В пассивных же микрофонах звуковая энергия преобразуется в изменение какого-либо параметра (чаще всего – емкости и сопротивления). Для работы такого микрофона обязательно требуется вспомогательный источник питания.В массовых телефонных аппаратах применяют, как правило, угольные микрофоны, в которых под действием звуковых волн изменяется электрическое сопротивление угольного порошка, находящегося под мембраной. Наиболее широко используют микрофонные капсюли типов МК-10, МК-16, обладающие достаточно высокой чувствительностью (в описываемых устройствах применены в основном угольные микрофоны). На принципиальных схемах микрофон обозначают латинскими буквами ВМ.Следует отметить, что в последнее время ряд телефонных аппаратов оснащают также конденсаторными микрофонами типов МКЭ-3, КМ-4, КМ-7.Телефоном называют прибор, предназначенный для преобразования электрических сигналов в звуковые и рассчитанный для работы в условиях нагрузки на ухо человека. В зависимости от конструктивных особенностей телефоны подразделяют на электромагнитные, электродинамические, с дифференциальной магнитной системой и пьезоэлектрические. В телефонных аппаратах наибольшее распространение получили телефоны электромагнитного типа. В таких телефонах катушки закреплены неподвижно. Под действием протекающего в катушках тока возникает переменное магнитное поле, приводящее в движение подвижную мембрану, которая и излучает звуковые колебания. В современных телефонных аппаратах применяют восновном телефонные капсюли типа ТК-67, а в аппаратах устаревших конструкций – также ТК-47 и ТА-4.Полоса рабочих частот для микрофонов и телефонов, используемых в телефонных аппаратах, составляет примерно 300…3500 Гц. На принципиальных схемах телефон обозначают латинскими буквами BF.Для удобства пользования микрофон и телефон объединены в микротелефонной трубке.Вызывное устройство служит для преобразования вызывного сигнала переменного тока в звуковой сигнал. Применяют электромагнитные или электронные вызывные устройства. Первое из них представляет собой одно- или двухкатушечный звонок. Зовой сигнал образуется в результате удара бойка о звонковые чашки. Протекающий в катушках ток частотой 16…50 Гц создаст переменное магнитное поле, которое приводит в движение якорь с бойком. Как правило, в телефонных звонках используют постоянные магниты, создающие определенную полярность магнитопровода, поэтому такие звонки называют поляризованными. Сопротивление обмоток звонка постоянному току составляет 1,5…3 кОм, рабочее напряжение 30…50 В. На принципиальных схемах звонок обозначают латинскими буквами НА.Электронное вызывное устройство преобразует вызывной сигнал в звуковой тональный сигнал, который может имитировать, например, пение птицы. В качестве акустического излучателя при этом используют телефон или пьезоэлектрический вызывной прибор ВП-1. Такие вызывные устройства применяют, например, в современных телефонных аппаратах ТА-1131 “Лана”, ТА-1165 “Стелла” и др. Электронные вызывные устройства выполняют на транзисторах.Трансформатор телефонного аппарата предназначен для связи отдельных элементов разговорной части и для согласования их сопротивлений с входным сопротивлением абонентской линии. Он, кроме того, позволяет устранять так называемый местный эффект, о чем будет сказано ниже. Трансформаторы изготавливают с отдельными обмотками или в виде автотрансформаторов.Разделительный конденсатор служит элементом подключения вызывного устройства к абонентской линии в режиме ожидания и приема вызова. При этом обеспечивается практически бесконечно большое сопротивление телефонного аппарата постоянному току и малое сопротивление – переменному. В телефонных аппаратах применяют разделительные конденсаторы типов МБМ, К73-П емкостью 0,25…1 мкф и на номинальное напряжение 160…250 В.Номеронабиратель обеспечивает подачу импульсов набора номера в абонентскую линию с целью установления требуемого соединения. Импульсы служат для периодических замыканий и размыканий линии. В современных телефонных аппаратах применяют механические и электронные номеронабиратели. Дисковый механический номеронабиратель имеет диск с десятью отверстиями. При вращении диска по часовой стрелке заводится пружина механизма номеронабирателя. После отпускания диска он вращается в обратную сторону под действием пружины, при этом происходит периодическое размыкание контактов, коммутирующих абонентскую линию. Необходимая скорость и равномерность вращения диска достигаются наличием центробежного регулятора или фрикционного механизма. Формирование импульсов при свободном движении диска обеспечивает их стабильную частоту и необходимый интервал между импульсными посылками, соответствующими двум соседним цифрам набираемого номера. Необходимый интервал обеспечивается благодаря тому, что число размыканий импульсных контактов всегда выбирается на одно-два больше, чем требуется подать импульсов в линию. Этим обеспечивается гарантированная пауза между пачками импульсов (0,2…0,8 с). При этом указанные лишние импульсы в линию нс поступают, поскольку в это время импульсные контакты шунтируются одной из групп контактов номеронабирателя. Имеются также контакты, замыкающие телефон при наборе номера, чтобы исключить неприятные щелчки. Частота импульсов, формируемых номеронабирателем, должна составлять (10±1) имп./с. Число проводов, соединяющих номеронабиратель с другими элементами телефонного аппарата, может быть 3 – 5.Электронные номеронабиратели, которыми комплектуются многие современные телефонные аппараты (например, ТА-5, ТА-7, ТА-101), выполнены на интегральных микросхемах и транзисторах. Набор номера осуществляют нажатием кнопок клавиатуры – так называемой тастатуры. Поскольку скорость нажатия кнопок может быть сколь угодно большой, в среднем на наборе одной цифры номера экономится 0,5 с. Кроме того, тастатурные номеронабиратели предоставляют пользователям различные удобства, экономящие время:запоминание последнего набранного номера, возможность запоминания нескольких десятков номеров и др. Питание электронных номеронабирателей осуществляется как от абонентской линии, так и от сети напряжением 220 В через блок питания.Рычажный переключатель обеспечивает подключение к абонентской линии вызывного устройства телефонного аппарата в нерабочем состоянии (микротелефонная трубка лежит) и разговорных цепей или номеронабирателя в рабочем состоянии (трубка снята). Рычажный переключатель представляет собой группы из нескольких переключающих контактов, срабатывающих при снятии телефонной трубки.Кроме перечисленных элементов в состав телефонного аппарата входят также резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, образующие разговорную цепь аппарата.Рассмотрим устройство телефонного аппарата (ТА) в целом.При работе телефонного аппарата в разговорном режиме возникает местный эффект, т.е. прослушивание собственной речи в телефоне аппарата. Местный эффект объясняется тем, что ток, протекающий через микрофон, поступает нс только в абонентскую линию, но и в собственный телефон. Для устранения этого нежелательного явления в современных телефонных аппаратах используют противо-местные устройства.Существуют различные типы подобных устройств. Рассмотрим одно из них – противоместное устройство мостового типа (рис. 1).  
Микрофон ВМ1, телефон BF1, балансный контур Zб и линия Zл связаны между собой обмотками трансформатора Т1: линейной I, балансной II и телефонной III. Во время разговора, когда сопротивление микрофона изменяется, разговорные токи звуковой частоты протекают по двум цепям: линейной и балансной. Из схемы видно, что токи, протекающие через обмотки I и II, суммируются с противоположными знаками, поэтому ток в обмотке 111 будет отсутствовать в том случае, если токи в линейной и балансной обмотках равны по величине. Это достигается соответствующим выбором элементов балансного контура Zб, параметры которого зависят от параметров линии Zл. Сопротивление линии содержит активную и емкостную составляющие, поэтому балансный контур выполняют из резисторов и конденсаторов.Полное устранение местного эффекта достигается только на одной определенной частоте и определенных параметрах линии, что в реальных условиях невыполнимо, поскольку речевой сигнал содержит широкий спектр частот, а параметры линии изменяются в широких пределах (зависят от удаленности абонента от АТС, переходных сопротивлений и емкостей в кабелях и др.), поэтому на практике местный эффект не уничтожается полностью, а только ослабляется.Рассмотрим схему телефонного аппарата ТА-72М-5 (рис. 2), предназначенного для работы в городских сетях. Его коммутационно-вызывную часть образуют рычажный переключатель SA1, звонок НА1, разделительный конденсатор С1 и номеронабиратель SA2. Разговорная часть телефонного аппарата состоит из телефона BF1, микрофона ВМ 1, трансформатора Т 1, балансного контура (конденсаторы С1 и С2, резисторы R1-R3) и ограничительных диодов VD1, VD2. Разговорная часть выполнена по противоместной схеме мостовоготипа.В исходном состоянии контактов рычажного переключателя SA1 и номеронабирателя SA2, показанном на схеме, к линии подключены последовательно соединенные между собой звонок НА1 и конденсатор С1, а разговорная часть отключена. При появлении вызывного напряжения на зажимах 1 и 4 телефонного аппарата ток протекает по цепи: зажим 1 – перемычка – зажим 3 – обмотка звонка – нормально замкнутые контакты SA1.2 рычажного переключателя – конденсатор С1 – зажим 4. (Направление тока выбрано условно – с таким же успехом его можно было бы считать протекающим от зажима 4 к зажиму 1.) Услышав звонок, абонент снимает трубку. При этом контакты SA1.1 и SA1.2 переключаются в другое положение, отключая вызывную цепь и подключая к линии разговорную цепь. Сопротивление постоянному току между зажимами 1 и 4 изменяется от очень большого (сотни килоом – мегаомы) до относительно малого (сотни ом), это фиксируется приборами телефонной станции, и они переключаются в разговорный режим.При наборе номера контакты SA2.1 номеронабирателя находятся в замкнутом состоянии во время прямого и возвратного вращения диска, что обеспечивает шунтирование разговорной цепи и исключает прослушивание щелчков в телефоне. При возвратном вращении диска номеронабирателя контакты SA2.2 разрывают линейную цепь, и приборы станции по числу таких размыканий фиксируют номер вызываемого абонента.Диоды VD1 и VD2 ограничивают выбросы напряжения на обмотках телефона и исключают резкие звуки, неприятные для уха.Для работы в сетях телефонных станций ручного обслуживания используют телефонные аппараты без номеронабирателя. Схема одного из таких аппаратов (типа ТА-68ЦБ-2) показана на рис. 3. Основным отличием его от предыдущего аппарата является отсутствие контактов номеронабирателя и одной группы контактов рычажного переключателя, в связи с чем звонок и конденсатор С1 остаются подключенными к линии и в разговорном режиме. Однако они практически нс оказывают влияния на работу телефонного аппарата в таком режиме.В устройствах телефонной связи, которые описаны в этой книге, можно использовать выпускаемые промышленностью телефонные аппараты как с номеронабирателем (ТА-68, ТА-72М-5, ТА-1146 и др.), так и без него (ТА-68ЦБ-2 и другие аналогичные). Но телефонные аппараты без номеронабирателя годятся только для телефонных коммутаторов с ручным управлением. Если в распоряжении радиолюбителя имеется телефонный аппарат, у которого исправны лишь трубка и звонок, его также можно использовать. В этом случае соединение элементов осуществляют в соответствии со схемой, приведенной на рис. 4. Конденсатор С1 – типа К73-17, МБМ, МБГО. Следует отметить, что в таком телефонном аппарате в полной мере будет проявляться местный эффект, но ради простоты можно несколько поступиться удобством.Рассмотрим кратко, каким образом осуществляется коммутация телефонных линий в городских АТС. С 1876 г., когда шотландец А.Г.Белл изобрел первый в мире двухпроводный телефон, принцип телефонной связи нс претерпел существенных изменений.Схема организации телефонной связи между двумя абонентами показана на рис. 5. Ток питания телефонных аппаратов El, E2 про-  
ходит через дроссели L1 и L2. Дроссели необходимы для того, чтобы не происходило замыкание разговорного (переменного) тока через источник питания постоянного тока Uпит, внутреннее сопротивление которого очень мало и составляет доли ома. Источник постоянного тока принято называть центральной батареей (ЦБ). Дроссели L1 и L2 имеют относительно небольшое сопротивление постоянному току (обычно не более 1 кОм). Индуктивность дросселей достаточно велика и в диапазоне частот разговорных токов (300…3500 Гц) создаст столь значительное сопротивление разговорному (переменному) току, что он практически не ответвляется в ЦБ и протекает в контуре между аппаратами Е1 и Е2. На АТС в качестве дросселей обычно используются обмотки двухобмоточных реле, причем эти реле одновременно служат для получения сигнала о вызове станции абонентом и сигнала окончания разговора (отбоя).Индуктор формирует переменное вызывное напряжение частотой 16…50 Гц, которое приводит в действие вызывное устройство нужного телефонного аппарата.Коммутация абонентов первоначально выполнялась на АТС вручную, затем стали использовать шаговые искатели, а в настоящее время коммутация осуществляется квазиэлектронным или электронным способом. Устройства коммутации АТС управляются импульса  
ми постоянного тока, которые создаются номеронабирателем телефонного аппарата при наборе абонентом цифр номера вызываемого абонента.Рисунок 6 иллюстрирует простейший принцип установления соединения на АТС. Телефонный аппарат первого абонента Е1 подключен к ЦБ (Uпит) через обмотки двухобмоточного реле К1. При снятии первым абонентом микротелефонной трубки аппарата Е1 реле К1 срабатывает и контактами К 1.2 подаст питание на обмотку реле К2. Это реле устроено таким образом, что отпускание якоря происходит не сразу после снятия напряжения с его обмотки, а с некоторой задержкой (в данном случае эта задержка составляет около 0,1 с). Контакты реле К2.2 подготавливают цепь питания шагового искателя К-. При наборе абонентом Е1 номера вызываемого абонента цепи питания обмоток реле К1 будут прерываться контактами номеронабирателя телефонного аппарата Е1 (это происходит при возвратном движении диска номеронабирателя). Контактами К1.1 подаются импульсы питания на обмотку шагового искателя К- соответственно цифре номера вызываемого абонента. По окончании вращения диска номеронабирателя телефонного аппарата Е1 контакты шагового искателя соединят линию вызывающего абонента с линией вызываемого, после чего абоненты смогут вести разговор.Когда по окончании разговора абонент положит микротелефонную трубку на аппарат Е1, реле К1 отпустит, его контакты К 1.2 разомкнут цепь питания реле К2, которое спустя 0,1 с также отпустит. При этом через контакты К2.1, К-.4 и К-.3 будет подано питание на обмотку шагового искателя К-. Контакт К-.4 скользит по сплошной ламели шагового искателя и разомкнется только тогда, когда шаговый искатель придет в исходное состояние. Контакт К-.3 – это самопрерывающий контакт шагового искателя, который прерывает цепь питания обмотки шагового искателя при притяжении якоря к сердеч-  
нику. Благодаря этому контакту на обмотке К- формируется серия импульсов, которые последовательно устанавливают контакты К-.1 и К-.2 в исходное положение.Четкость работы абонентских реле и шагового искателя зависит от времени размыкания контактов номеронабирателя, которое не должно превышать 0,1 с. В противном случае при размыкании контактов К 1.2 реле К2 не сможет удержать якорь, и соединения не произойдет. Поэтому параметры номеронабирателей телефонных аппаратов должны соответствовать следующим требованиям:1) частота импульсов номеронабирателя 10±1 имп/с;2) период повторения импульсов 0,95…0,105 с;3) пауза между сериями импульсов не менее 0,64 с;4) отношение времени размыкания к времени замыкания импульсного контакта номеронабирателя, называемое импульсным коэффициентом, в зависимости от типа АТС 1,3…1,9.Центральная батарея АТС осуществляет питание линий абонентов постоянным напряжением Uпит = 60 В. При снятии микротелефонной трубки телефонного аппарата линия АТС оказывается нагруженной на внутреннее сопротивление телефонного аппарата, в результате напряжение на зажимах линии падает до 10…20 В (в зависимости от удаленности абонента от АТС и типа применяемого аппарата). Внутреннее сопротивление телефонного аппарата при снятой трубке может составлять 200…800 Ом, а рабочий (разговорный) ток через аппарат – 20…40 мА. Приведенное к гнездам абонента сопротивление АТС, которое включает сопротивления линии, обмоток реле К1 (см.рис. 5) и внутреннее сопротивление центральной батареи, может составлять от 600 Ом до 2 кОм.Для телефонного аппарата с дисковым номеронабирателем набор номера абонента осуществляется следующим образом: при вращении  
 
диска по часовой стрелке до пальцевого упора контакты номеронабирателя замыкают линию, а при возвратном вращении линия размыкается такое число раз, которое соответствует набранной цифре. На рис. 7 показана временная диаграмма работы телефонного аппарата.В качестве вызывного сигнала на АТС используется переменное напряжение 80…120 В частотой 16…30 Гц.В устройствах телефонной связи, описанных в книге, применяют два способа соединения линий телефонных аппаратов: параллельное и последовательное (рис. 8).Схема с параллельным соединением телефонных аппаратов была рассмотрена выше (рис. 5). Отличие схемы, приведенной на рис. 8,а, состоит в том, что вместо двух катушек индуктивности включен стабилизатор тока СТ, т.е. двухполюсник, ток через который сохраняется неизменным при изменении параметров внешней цепи в определенных пределах.В любом случае справедливо соотношение L1 + L2 = L= const. поэтому изменение тока в цепи первого абонента вызывает точно такое же изменение тока в цепи второго абонента, но с противоположным знаком. При этом обеспечивается максимально возможная громкость разговора. Практически в переговорных устройствах вместо стабилизатора тока можно использовать резистор сопротивлением 1…5 кОм, однако следует учесть, что при этом громкость разговора несколько снизится.На рис. 8,6 приведена схема последовательного соединения телефонных аппаратов. При таком соединении разговорный ток одного аппарата полностью протекает через второй аппарат, что обеспечивает максимально возможную громкость разговора (при данных условиях).Следует заметить, что в городских АТС последовательный способ соединения линий телефонных аппаратов нс используется из-за сложности коммутации аппаратов. (В книге данный способ применяется в переговорных устройствах и коммутаторах с ручным управлением.)