Структурна схема та основні прилади телефонних апаратів

Структурна схема і основні прилади телефонного апарату представлена на рисунку 9.1.

Рис.9.1. Структурна схема телефонного апарату центральної батареї

До складу телефонного апарату входять:

- прилади розмовного тракту (ПРТ) – мікрофон і телефон, об’єднані конструктивно в мікротелефоні, та ряд схемних елементів (трансформатор, опори), що забезпечують можливість якісного ведення розмови;

- прилади, що призначені для виклику (ВП) – дзвінок, що служить для прийому сигналу про виклик, який надійшов;

- комутаційні прилади – ричажний перемикач та номеронабирач, які необхідні для встановлення з’єднання.

Розглянемо призначення і обладнання основних приладів на прикладі структурної схеми ТА ЦБ АТС (див.рис.9.1). Схема приладів, що призначені для виклику, складається з поляризованого дзвінка змінного струму Дзв, що перетворює електричний струм частотою 25 Гц в акустичний сигнал виклику, і послідовно з’єднаного з ним конденсатора Сдзв, який загороджує шлях для постійного струму ЦБ АТС. Магнітна система і принцип дії поляризованого дзвінка змінного струму аналогічні магнітній системі та принципу дії електромагнітного телефону з тією різницею, що притягнення якоря то до одного, то до другого сердечнику супроводжується ударами бійка по дзвінковим чашкам.

Важільний перемикач - це група пласких контактних пружин, які приводить до дії абонент, коли він знімає з апарату чи кладе, навпаки, назад мікротелефон. Якщо мікротелефон лежить на апараті, то замкнуті контакти 6,7 і до лінійних зажимів Л1 і Л2 через конденсатор підключений дзвінок змінного струму. Якщо мікротелефонна трубка знята, то замкнуті контакти 6,5 і до лінійних зажимів апарату підключені пристрої розмовного ланцюга (мікрофон, трансформатор) і проводи абонентської лінії („шлейф”) замикаються через схему телефонного апарату, створюючи коло для постійного струму і розмовних струмів.

Обладнання введення адресної інформації - номеронабирач (НН), який

призначено для формування сигналів, що відповідають номеру абонентської лінії, яка викликається.

Протимісцеві схеми телефонних апаратів

При розмові рівень власної мови, яку чує людина, приблизно на 20 дБ менше рівня мови біля його вуст. Таке послаблення являється звичним для абонента, робить можливим в ході розмови контролювати гучність своєї мови і забезпечує сприйняття мови співбесідника. При телефонній розмові людина, що говорить перед мікрофоном, чує свою мову в телефоні свого ж апарату. Це пояснюється тим, що струм від мікрофону абонента, що говорить, через елементи схеми телефонного апарату попадає в телефон цього ж апарату, а не тільки в лінію і апарат співбесідника. По цій же причині абонент через свій телефон чує навколишні шуми. Прослуховування абонентом через телефон свого апарату місцевих шумів та власної мови при розмові називається місцевим ефектом(МЕ).

Рівень власної мови, який чує абонент, що розмовляє, через підсилюючі властивості мікрофона приблизно на 20-25 дБ вище ніж при розмові без телефону.

В результаті абонент чує себе незвично гучно (якби „заглушує” себе) і понижує рівень мови, що погіршує чуттєвість вуха до прийому слабких сигналів, так як воно „прилаштовується” до звуків великої інтенсивності (маскування звуків). Тому прийом звуків мови співбесідника внаслідок інерційності процесу адаптації виявляється важким. Ведення розмови, по-перше, ускладнюється через неможливість негайно перебити розмовника для перепиту. По-друге, під час прослуховування місцеві акустичні шуми попадають в мікрофон телефонного апарату і впливають на вухо слухача разом із звуками мови абонента, що розмовляє. Так як вони мають більшу інтенсивність, ніж звуки мови, вони будуть її маскувати, тобто МЕ різко знижує дальність і якість передачі мови за рахунок маскування сигналів невеликого рівня, що поступають з лінії.

Принципова схема ТА з МЕ представлена на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Принципова схема ТА з МЕ

Для зниження впливу МЕ використовується протимісцеві схеми ТА, в яких при передачі мови досягається значне послаблення струму, що протікає через свій телефон, в порівнянні зі струмом, що поступає з лінії. Широке використання отримали два їх різновиди: мостова і компенсаційна. Принцип побудови мостової схеми проілюстрований на рис. 9.3.

Z т

Рис. 9.3. Мостова протимісцева схема ТА

Її утворюють: трансформатор з трьома обмотками Тр, мікрофон Rм, телефон Zт, вхідний опір лінії Zл і опір балансного контуру Zб. Таку схему можна представити у вигляді канонічного моста змінного струму, в одну діагональ якого увімкнений мікрофон як генератор змінного струму, а в другу – телефон. При рівновазі моста струм в його діагоналі рівний нулю, і, виходячи з цього, в телефоні буде чути власний голос. Рівновага мосту досягається при умові

Z_б · Z₁ = Z_л · Z₂,

де Z_л – вхідний опір лінії,

Z₁ і Z₂ – опір першої та другої обмоток трансформатора;

Z_б – опір балансного контуру. Тоді

.

При рівності кількості витків в обмотках І та ІІ трансформатора W₁=W₂, необхідна умова Z_б = Z_л. Однак повного подавлення МЕ практично досягнути неможливо, оскільки балансний контур, що містить звичайно невелику кількість елементів з зосередженими параметрами (від одного до п’яти резисторів та конденсаторів), не зможе відтворити повну частотну залежність вхідного опору лінії Z_л. На практиці не прагнуть до повного подавлення МЕ, а тільки до значного його послаблення.

Принцип побудови компенсаційної схеми ТА ілюструється за допомогою

рис. 9.4.

а)

б)

Рис.9.4. Компенсаційна протимісцева схема ТА а) при роботі на передачу та б) при роботі на прийом

В компенсаційній протимісцевій схемі ТА умова удосконаленої протимісцевості при передачі мови досягається при наявності змінного магнітного потоку в сердечнику трансформатора. Направлення струмів в гілках схеми на передачу і прийомі вказано на рис. 9.4 а,б. Як видно з схеми, ланцюг телефону має магнітний та електричний зв’язок з лінійною та балансними обмотками трансформатора Тр, обмотки якого увімкнені узгоджено. Струм, який проходить через опір Zк при передачі створює на ньому падіння напруги, а струм, що протікає по обмоткам Wб і Wл, які індукують в обмотці Uл електрорушійну силу (ЕРС) пропорційну різності потоків, що створюються балансною та лінійною обмотками. Якщо магніторушійна сила Іл·Wл >Іб·Wб, а результуюча ЕРС в обмотці Wт буде рівна по величині і протилежна по фазі падінню напруги на компенсаційному опорі Zк, то струму в телефоні не буде. При відповідному розрахунку витків обмоток трансформатора і величини Zк можна добитись відсутності струму в ланцюзі телефону, і, внаслідок цього, виконання умови вдосконаленої протимісцевості на розрахунковій частоті. При прийомі мови струми в обмотках Wл, Wт,Wб мають один напрямок, внаслідок чого ефект компенсації не виникає і в телефоні чутна мова, що приймається. Конденсатор С служить для запобігання протіканню постійного струму через телефон і, крім того, він є елементом балансного контуру. Слід відзначити: протимісцеві схеми ТА перекривають більше загасання лінії в порівнянні з ТА, що мають місцевий ефект. Розбірливість мови при використанні ТА з протимісцевою схемою вища в порівнянні з розбірливістю ТА з місцевим ефектом.

4.Основні параметри та характеристики телефонних

апаратів

Якість телефону, як перетворювача електричних коливань у звукові, оцінюють рядом параметрів і характеристик: чутливість телефону, частотна характеристика чутливості телефону, середня чутливість і приведена чутливість.

Чутливістю телефону називають відношення звукового тиску, що розвивається телефоном в порожнині штучного вуха, до напруги на його зажимах:

; .

Штучним вухом називають вимірювальний пристрій, параметри якого відповідають вуху людини.

Залежність чутливості від частоти називають частотною характеристикою чутливості телефону

S_Т = φ (t);

.

Для порівняння телефонів між собою користуються середньою чутливістю S_Тср в заданому спектрі частот f₁÷f₂ , а задається виразом

,

де n –кількість частот, на яких виконується вимірювання.

Амплітудно-частотні характеристики оцінюють коефіцієнтом нерівномірності частотних характеристик чутливості телефону:

, дБ

де S_Тmax і S_Тmin – максимальна і мінімальна чутливість в визначеному діапазоні частот.

Рис. 9.9. Залежність чутливості від частоти

Ці величини не можуть служити критерієм для порівняння телефонів, що мають різні опори, оскільки вони не враховують потужність, яку споживає телефон. З урахуванням потужності телефону, яку споживають, якість телефону оцінюється приведеною чутливістю.

Під приведеною чутливістю розуміють таку чутливість, яку має телефон при заданому звуковому тиску і модулю вхідного опору, який дорівнює 600 Ом, при тій же потужності, яка споживається:

,

де - повний опір телефону заданій частоті.