Принцип работы стационарного телефона

Переменный (разговорный) ток не замыкается через центральную батарею, так как сопротивление дросселей для этого тока велико.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Простейший телефонный аппарат (абоненты 1 и 2 на рис.1) имеет следующие основные узлы:

Рис.1

На АТС с центральной батареей заземлен положительный полюс. Это позволяет
— в случае токов повреждения изоляции проводов линии избежать перехода разговорных с одной пары абонентов на другую, т.е избежать прослушивания разговора;
— упростить монтаж токораспределительных устройств и проводов питания на АТС;
— избежать разрушения электрических соединений вследствие электролиза.

Т.к. дроссель имеет малое сопротивление на постоянном токе и большое на переменном (конденсатор естественно наоборот), то при отсутствии речевого сигнала в цепи (трубка снята, ИК — разомкнут) будет протекать только постоянный ток по контуру плюс GB, L2, первичная обмотка Т1, ВМ1, РК1, L1, минус GB Аналогичный контур образуется в цепи ВМ2.

Переменный (разговорный) ток не замыкается через центральную батарею, так как сопротивление дросселей для этого тока велико.

На АТС в качестве дросселей часто используются двухобмоточные реле, служащие одновременно для получения сигнала о вызове станции абонентом и сигнала окончания разговора (отбоя).

Напряжение батареи GB в отечественных телефонных сетях составляет 60 В При подключении АУ к линии АТС (поднятие трубки) напряжение на ее зажимах падает до величины 5-15 В в зависимости от класса ТА Это происходит вследствие образования делителя напряжения, который состоит из сопротивления ТА (Рта) и сопротивления АТС (Rатс), которое включает в себя сопротивление обмоток реле R L1 и R L2 (Рис 2).

Ратс в зависимости от типа станции составляет для

— АТС-54 до 1500 Ом,
— АТСК до 1200 Ом,
— АТСКЭ до 700 Ом

Электрическое сопротивление ТА постоянному току при рабочем токе 35 мА в зависимости от класса ТА должно быть в пределах 160 — 600 Ом

В зависимости от способа набора номера телефонные аппараты делятся на аппараты с импульсным и частотным способом набора номера.

Первые для набора номера формируют в линии токовые и бестоковые посылки определенной длительности (импульсный код), вторые — комбинации определенных частот (многочастотный код). В нашей стране подавляющее большинство ТА и АТС используют импульсный код

1 Дальше вместо слов «низкой частоты» мы будем везде писать н. ч.

Микрофон. В проводном телефоне, а также в радиостанции типа «Урожай» применяется так называемый угольный микрофон. Его разрез показан схематически в левой части фиг. 1. Микрофон состоит из угольной колодки К и тонкой угольной пластинки — мембраны М, между которыми насыпан угольный порошок П, через который от мембраны к колодке проходит электрический ток батареи Б. Сопротивление угольного порошка электрическому току зависит от плотности прилегания друг к другу частиц порошка.

Предположим, что перед микрофоном колеблется струна с частотой 440 гц. При этом в воздухе вокруг струны распространяются звуковые волны, т. е. последовательные сжатия и разрежения воздуха. Каждое сжатие воздуха, достигнув мембраны, создает давление на нее.

При этом можно считать, что в те моменты, когда величина пульсирующего тока становится больше величины образующего его постоянного тока, переменный ток имеет то же направление, что и постоянный ток; в те же моменты, когда величина пульсирующего тока делается меньше постоянного тока, переменный ток течет навстречу постоянному току, ослабляя его. Эти переменный и постоянный ток и часто называют также переменной и постоянной составляющими (или слагающими) пульсирующего тока.

1 Постоянным током называется электрический ток, текущий все время в одном направлении и не изменяющийся по величине. Соответственно постоянным напряжением, постоянной электродвижущей силой (э. д. с.) называются f неизменные во времени напряжение, э. д. с.
2 Переменным током называется электрический ток, направление которого через равные промежутки времени изменяется. Величина его тоже непрерывно изменяется. Наибольшее ее значение называется амплитудой.

Проходя по сопротивлению, пульсирующий ток создает на нем пульсирующее напряжение (постоянное то направлению, но периодически изменяющееся по величине). Пульсирующее напряжение можно «разложить» на одновременно действующие постоянное и «переменное напряжения и назвать их соответственно постоянной и переменной составляющими напряжения.

При воздействии на микрофон сложных звуков, например при разговоре, на вторичной обмотке трансформатора получается ряд переменных э. д. с. с частотами, соответствующими передаваемому звуку.

Переменные электрические токи, э. д. с. и напряжения, возникающие в результате действия звука, по аналогии со звуковыми колебаниями часто называют электрическими колебаниями низкой (или звуковой) частоты1.

Телефон. Телефон электромагнитного типа содержит в себе постоянный магнит с полюсными наконечниками из мягкой стали, на которые надеты две катушки с обмоткой, состоящей из большого числа витков тонкого изолированного провода. Обмотки катушек соединены последовательно и их свободные концы выведены наружу. Вся магнитная система помещена в круглую коробку, сделанную из металла или пластмассы, нa края которой наложена круглая гонкая жестяная пластинка, носящая название мембраны.

1 Дальше вместо слов «низкой частоты» мы будем везде писать н. ч.

Она расположена близко к полюсным наконечникам, но не соприкасается с ними. Мембрана закрыта круглой раковиной (амбушюром), служащей для прикладывания к уху и имеющей в середине отверстие для прохода звука.

Величина звукового давления, создаваемого мембраной телефона, приблизительно пропорциональна величине переменного тока, идущего через телефон, или величине переменного напряжения, которое получается на обмотке электромагнитов телефона.

Чтобы каждый из пользующихся телефонной связью мог говорить и слушать своего собеседника, на каждом конце линии связи включаются микрофон с батареей и трансформатором и телефон.

Удивительно, но телефон это одно из самых простых устройств в вашем доме. Принципы телефонной связи не изменялись почти столетие. Если у вас есть старинный телефон, сохранившийся с 1930-х годов, можно подключить его к вашей телефонной розетке, и он будет работать нормально!

Опубликовано 11.12.2013 // 0 Комментарии

Хотя большинство из нас считают стационарный телефон само собой разумеющимся, телефон в вашем доме — одно из самых удивительных устройств, когда-либо созданных. Если вы хотите поговорить с кем-нибудь, все, что вам нужно сделать, это поднять трубку телефона и набрать несколько цифр. Вы в любой момент обратитесь к этому человеку и пообщаетесь с ним.

Телефонная сеть распространяется по всему миру, так что вы можете дозвониться почти к каждому на планете. Если вспомнить, что всего 100 лет назад и даже менее, посылка письменного сообщения кому-либо могла занимать несколько недель…

Удивительно, но телефон это одно из самых простых устройств в вашем доме. Принципы телефонной связи не изменялись почти столетие. Если у вас есть старинный телефон, сохранившийся с 1930-х годов, можно подключить его к вашей телефонной розетке, и он будет работать нормально!

Внутренности телефона

Простейший телефон состоит из трех частей:

1. Переключатель, подключающий и отключающий телефон от сети. Этот переключатель обычно называют рычажным переключателем. Он подключает телефон к сети, когда вы поднимаете трубку.

2. Динамик. Это, самый обычный динамик размером с 50 копеечную монету и сопротивлением 8 Ом.

3. Микрофон. В прошлом, телефонные микрофоны были крайне просты и состояли из гранул активированного угля, зажатого между двух тонких металлических пластин. Звуковые волны от вашего голоса сжимали и разжимали гранулы, меняя их сопротивление и регулировали ток, протекающий через микрофон.

И он будет работать! Вы можете набрать номер на этом телефоне, быстро нажимая на рычажный переключатель — все телефонные коммутаторы по-прежнему распознают «импульсный набор номера». Если вы поднимете трубку и быстро простучите по переключателю четыре раза, коммутатор телефонной компании поймет, что вы набрали «4».

Единственная проблема с таким телефоном, что во время разговора вы будете слышать свой голос через динамик.

Провода и кабели

Телефонная сеть начинается в вашем доме. Пара медных проводов бежит от вашего телефона до толстого кабеля, содержащего множество таких медных пар. В зависимости от того, где вы находитесь, этот толстый кабель будет входить непосредственно в коммутатор телефонной станции в вашем районе, или будет подключен в коробку размером, примерно, с холодильник, которая выступает в качестве цифрового концентратора.

Оцифровка и доставка голоса

Концентратор оцифровывает ваш голос с дискретизацией 8000 раз в секунду и 8-битным разрешением. Затем он собирает в себе ваш голос и десятки других, и отправляет их все в один провод (обычно коаксиальный кабель или волоконно-оптический кабель) ведущий к телефонной станции. Так или иначе, ваша линия соединяется с линейным разъединителем, и вы можете услышать длинный гудок, поднимая трубку.

Если вы вызываете кого-то, связанного с той же самой станцией, то переключатель просто создает замкнутую цепь между вашим телефоном и телефоном человека, которого вы набрали. Если это междугородний звонок, то ваш голос оцифровывается и объединяется с миллионами других голосов. Ваш голос, обычно, идет по волоконно-оптической линии в телефонную станцию принимающей стороны, но он может также быть передан спутником или вышками связи.

Создание собственной телефонной сети

Единственное, что ваш маленький домофон не сможет сделать — это позвонить на другой телефон, чтобы попросить человека на другом конце провода взять трубку. Для сигнала звонка подается 90 вольт переменного тока частотой 20 герц.

Подключение к телефонной станции состоит из двух медных проводов. По одному из них передается от 6 до 12 вольт постоянного тока, примерно 30 мА. Микрофон модулирует звуковые волны, динамик на другом конце воспроизводит этот модулированный сигнал. Вот и все.

Тональный набор

В телефонах современной системы, операторы были заменены на электронный переключатель. Когда вы поднимаете трубку, переключатель чувствует замыкание цепи и играет звук длинного гудка. Таким образом, вы знаете, что переключатель и ваш телефон работают. Звук длинного гудка — это сочетание 350 Герц тона и 440 Герц тона. Набор цифр номера также сопровождается звуками различной тональности. Если номер занят, вы слышите прерывистый сигнал «занято», который составлен из 480 Герц и 620 Герц тона.

Ширина полосы пропускания

В целях обеспечения более дальних звонков, передаваемые частоты ограничены полосой пропускания около 3000 Герц. Все частоты в вашем голосе ниже 400 Герц и выше 3400 Герц исключаются. От этого голос по междугородному телефону имеет характерное звучание.

Поэтому лучше не устраивать музыкальные перформансы по телефону, чтобы не стать героем анекдота:

Встречаются Петька и Василий Иванович. Василий Иванович говорит: «Что только люди находят в этих Битлз?! Они же поют монотонно!» Петька спрашивает: «Василий Иванович, да где же ты Битлов то слушал?!» Василий Иванович: «Как где? Мне вчера Фурманов пару их вещей напел по телефону…»

1. Изобретение телефона. Принцип работы телефона

1. Изобретение телефона. Принцип работы телефона

Демонстрация телефонного аппарата Белла в 1877 г.

Выходец из Шотландии Александр Грэм Белл, работавший в Бостоне с плохо слышащими и страдавшими дефектами речи людьми и в 1873 году ставший профессором физиологии в университете этого города, по роду своей работы должен был хорошо знать акустику и к тому же обладать острым слухом.

Однажды, когда его помощник вытаскивал из передающего устройства пластину, Беллу удалось уловить едва заметное дребезжание. Впоследствии же он выяснил, что пластинка замыкала и размыкала электрическую сеть. Так, по чистой случайности, был открыт «эффект телефонирования», буквально перевернувший мир.

Вскоре первый телефонный аппарат, представлявший собой кожаную мембрану, снабженную сигнальным рожком для усиления звука, был готов. Сначала он передавал только узнаваемое звучание голоса, и только три дня спустя после получения патента, 10 марта 1876 года, Беллу удалось доработать аппарат таким образом, чтобы он передавал отдельные слова.

Демонстрация телефона произвела на американские деловые круги настолько сильное впечатление, что это обстоятельство позволило изобретателю не только основать собственную «Телефонную компанию Белла», но и достаточно быстро превратить ее в преуспевающий концерн.

В 1877 году первая в мире телефонная линия связала канцелярию американского бизнесмена Уильдаса в Бостоне с его квартирой, а уже год спустя в городе Hью-Хейвене была установлена первая телефонная станция.

В 1878 году Томас Эдисон создал принципиально новый тип телефонного аппарата, введя в уже готовую схему индукционную катушку, сочетание которой с угольным микрофоном из прессованной сажи позволило существенно улучшить качество связи и обеспечить передачу звука на значительное расстояние.

Впрочем, совершенствование телефонной связи влекло за собой необходимость решения других проблем. Огромное значение для их разрешения имела схема телефонной станции, предусматривающая принцип электропитания от центральной батареи, предложенная в 1885 году русским изобретателем П.М. Голубицким (до этого питание было «местным» — к каждому аппарату присоединялась своя батарея). Эта система позволила создать центральные телефонные станции с десятками тысяч абонентских точек.

В декабре 1898-го состоялось торжественное открытие самой протяженной в Европе и первой в России междугородней линии Москва — Петербург. Станция, обслуживающая эту линию, расположилась в Центральной телеграфной конторе на улице Мясницкой, существующей в том же качестве и по сей день.

Стандартный телефонный аппарат состоит из корпуса, телефонной трубки и соединяющего их провода. Внутри пластикового корпуса размещены схема вызова и соединенный с ней частично выглядывающий наружу номеронабиратель, на внешней стороне которого расположены рычажный переключатель и диск (или кнопки) для набора номера.

Передающий, и приемный элементы (микрофон и громкоговоритель) телефонной трубки имеют по два выходных медных провода, присоединенных к четырем внутренним медным жилам спирального шнура, который соединяет трубку с корпусом телефонного аппарата.

2. Первые телефонные станции.

За более чем столетнюю историю существования таксофонные аппараты продвинулись далеко вперед, хотя та задача, которая возлагалась на них на заре всеобщей телефонизации, осталась прежней — обеспечивать связь вдали от того места, где есть стационарный домашний или рабочий телефон. Самые совершенные из них оснащены массой возможностей — от отсылки факсов до выхода в Интернет.

4. Факсимильная связь

Современные факсы, которыми оснащены сегодня едва ли не все офисы, имеют за своими плечами без малого 160 лет истории. А это означает, что первая факсовая машина, появившись на свет в 1843-м, на 33 года опередила изобретение телефона. Принцип работы этого аппарата, созданного шотландским изобретателем Александром Бэйном, заключался в том, что он считывал текст, написанный с помощью рельефных металлических букв, а затем передавал его по телеграфным проводам.

По мере совершенствования этих устройств скорость передачи повышалась, хотя и достаточно медленно: в 1974 году одну страницу можно было получить за 3 минуты, в 1980-м — за одну и лишь факсы последнего поколения в зависимости от модели способны передавать страничку в диапазоне от 6 до 1,7 секунды.

Да и стоимость факсимильного аппарата за это время претерпела существенные изменения.

Если самый совершенный факсимильный аппарат, изготовленный в 1882 году, был продан за 20 тыс. долларов, то сейчас самый дорогой аппарат можно приобрести за 1 тыс. долларов.

Эволюция стандартов факсимильной связи выглядит следующим образом: так называемый Group 1 (первый из принятых международных стандартов) вступил в силу сразу же после представления фирмой Xerox «телефонизированного» факса — в 1966 году, Group 2 — в 1978-м и наконец последний, Group 3, самый быстрый и качественный в плане передачи черно-белых изображений и являющийся общеупотребимым и по сей день, — в 1980 году.

Назначение модема заключается в том, чтобы посредством локальных вычислительных сетей (ЛВС) подключать один компьютер к другому, а с помощью телефонной сети соединяться с другими компьютерными сетями, в том числе с системой электронной почты. С его помощью можно переписываться с людьми из самых разных стран мира, узнавать последние новости, скачивать компьютерные программы, а также принимать и отправлять факсимильные сообщения.

Принцип работы этой технологии основан на преобразовании голосовых сигналов в сжатые пакеты данных, посылаемые другому абоненту по выделенным каналам связи, использующим IP-протоколы (в частности, на этом протоколе основана сеть Интернет), и последующей их декодировки обратно в голосовые сигналы.

Использование цифрового формата и выделенных каналов обеспечивает высокое качество связи, повышенную безопасность и конфиденциальность. В отличие от обычной телефонной связи IP-телефония не требует разветвленной сети АТС и специальных линий связи между ними, к тому же, предельно сжимая голосовые сигналы, она позволяет максимально использовать емкость телефонных линий.

Так как при таком способе соединения не задействуется телефонный оператор междугородней или международной связи, стоимость минуты разговора уменьшается в несколько раз.

Кроме того, звонить на любой телефон можно прямо со своего компьютера, установив предварительно специальное программное обеспечение и оснастив его звуковой картой, микрофоном и колонками или наушниками.

Это устройство, будучи подключенным к обычным абонентским линиям, позволяет определять номер звонящего абонента таким же образом, как это происходит на АТС.

И если изначально АОНы являлись специализированными и сложными устройствами, то с появлением недорогих и достаточно мощных микропроцессоров цифровая обработка поступающего сигнала стала общедоступной функцией для каждого абонента.

Хотя не стоит забывать и о том, что функция эта дополнительно нагружает телефонную сеть, а значит, и оплачивать ее нужно отдельно.

Некоторые разновидности АОНов могут совмещаться с компьютером, а также переадресовывать на мобильные телефоны те звонки, которые раздаются дома в наше отсутствие. И это явно не предел их возможностей.

11. Телефонная экспансия. Москва

Ну а теперь поговорим о главном инструменте связиста — телефонной трубке. Такие трубки выпускаются промышленностью. Но, честно говоря, за 15 лет работы в телефонии, я видел промышленный вариант только один раз. Практически все связисты изготавливают для себя трубки сами. Ниже приведен один из вариантов схемы такой «трубы» (почти «мобила»):

На десерт — несколько общих советов и редких неисправностей. Хотя, если вы всего лишь бегло просмотрели эту статью (а я в этом почти уверен), то совет будет только один — прочитайте ее внимательно. Многие люди думают, что ничего страшного не произойдет, если пропустить несколько строк. Но это не так. Иногда ответ на интересующий нас вопрос может быть найден в одной фразе или даже слове. Бывает, что в книге не содержится прямого ответа, но какое-то выражение наталкивает нас на правильную мысль.

А что касается редких неисправностей, то приведем здесь пока только одну, но зато оч-чень хитрую: Плохая слышимость. Но если этот же ТА подключить к другой линии, то он прекрасно работает. Линия? Но если к этой линии подключить другой телефон, то он тоже прекрасно работает. Ну как вам задачка? Какие-нибудь мысли есть? Немало я времени потратил на поиски причин этой аномалии. Но чтобы во всем разобраться, рассмотрим сначала устройство стандартных советских телефонной розетки и вилки:

Рис. 14. Телефонная розетка и вилка.

Ну вот и все пока. Желаю удачи в освоении премудростей ремонта разного рода аппаратуры.

Разъединить звонок – разрыв соединения по инициативе одного из абонентов.

Виды телефонной сети

Впервые о телефонной связи заговорили в 1876 году. Через несколько лет после этого первые телефонные станции появились в некоторых крупных городах. Далее развитие связи базировалась на постепенном усовершенствовании аппаратуры и технических каналов передачи данных.

В телефонной сети различают несколько видов:

• внешняя линия – линия, между разными АТС;
• внутренняя телефонная сеть – сеть, используемая организацией непосредственно для собственных нужд.

Что касается качества и технических характеристик телефонной связи, которую используют в современности, то тут нужно учитывать основополагающие факторы:

Сегодня в мире существует большое количество компаний, которые занимаются предоставлением услуг телефонной связи. Преимущественно, это направление является актуальным для рынков развивающихся стран.

Телефонная компания – компания, поставляющая услуги телефонной связи.

Телефонное приложение – программа для управления телефонной сетью.

ЧНН – час наибольшей нагрузки.

Разъединить звонок – разрыв соединения по инициативе одного из абонентов.

Вызывной сигнал – сигнал, создаваемый вызывным сигналом, для привлечения внимания абонента, говорящий о входящем звонке. В аналоговых линиях – вызывной сигнал это переменный ток низкой частоты и высоким напряжением, создаваемый АТС.

Эксперты считают, что проводная телефонная связь сохранится именно благодаря своей надежности, как альтернатива мобильной. Но она, конечно, будет модернизирована. Этот процесс уже давно идет. Главные изменения касаются сетей. Толстые пучки изношенных медных проводов повсеместно заменят оптические линии связи, причем подходящие до самой квартиры.

Есть ли будущее?

Эксперты считают, что проводная телефонная связь сохранится именно благодаря своей надежности, как альтернатива мобильной. Но она, конечно, будет модернизирована. Этот процесс уже давно идет. Главные изменения касаются сетей. Толстые пучки изношенных медных проводов повсеместно заменят оптические линии связи, причем подходящие до самой квартиры.

Вторым важным изменением будет переход от технологии коммутации каналов к коммутации пакетов. В качестве протокола, скорее всего, будет использоваться протокол IP, что в итоге даст технологию VoIP — эффективный способ организации голосовых потоков в каналах передачи данных.

Таким образом, у людей останется возможность крутануть диск ретро-телефона, сигнал от которого пойдет, правда, по современным оптоволоконным каналам связи.