3.2 Разработка монтажной схемы макета телефонного аппарата типаТа-62м-2

Рисунок 1-Монтажная схема телефонного аппарата ТА-68М-2

3.3 Разработка лабораторной работы на тему: « Исследование работы аналогового телефонного аппарата ».

Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы

Исследование работы аналогового телефонного аппарата

Цель: Изучить работу аналогового телефонного аппарата

Оборудование: макет телефонного аппарат типа ТА-68М-2

Порядок выполнения :

1.Изучить основные функциональные узлы телефонных аппаратов

2.Разобрать телефонный аппарат и определить расположение основных узлов телефонного аппарата

3.Рассмотреть работу аппарата по принципиальной схеме

Содержание отчета :

Начертить принципиальную схему телефонного аппарата

Описание работы схемы телефонного аппарата по алгоритму

а) прием вызова с АТС

б) ответ абонента с) передача речи

в) прием речи

г) вызов абонента АТС

Общие сведения о телефонных аппаратах.

Качество телефонной передачи оценивается разборчивостью, громкостью и естественностью звучания голоса, уровнем сопровождающих голос помех. Разборчивость характеризуется тем, насколько правильно слушающий понимает смысл передаваемой речи. Громкость воспроизведения речи зависит от степени напряжения слуха слушающим при достаточной разборчивости (эквивалент затухания ЭЗ речевых сигналов). Естественностью передачи речи оценивается степенью сохранения индивидуальных особенностей «окраски» голоса говорящего.

Телефонные аппараты как устройства передачи и приема речи на расстояние во многом сами определяют качество воспроизведения речи. Согласно техническим условиям, аппараты должны обеспечивать хорошую разборчивость - не менее 75%: на исправной линии и при отсутствии повышенного шума в помещении говорящего это соответствует ведению разговора без взаимных перераспросов. Телефонные аппараты должны иметь достаточную громкость передачи речи: нормальной считается громкость, при которой обеспечивается нормальная разборчивость без лишнего напряжения слуха у слушающего. Естественность воспроизведения речи должна быть такой, чтобы можно было узнавать по телефону голос собеседника. Это требует качественной передачи разговорных электрических сигналов в диапазоне частот 0,3 - 3,4 кГц.

К телефонным аппаратам предъявляются требования в отношении высокой механической прочности, устойчивости к изменениям температуры и влажности окружающего воздуха, других телефонометрических, электроакустических, электрических, механических и климатических параметров качества.

Разновидности параметров качества ТА

Параметры качества ТА

1.Телефонометрические

Разборчивость речевых сигналов;

ЭЗ сигналов по громкости и разборчивости.

2.Эектроакустические

Коэффициенты передачи и приема;

общий коэффициент передачи;

устойчивость аппарата к самовозбуждению;

динамическое и статическое сопротивление микрофона;

коэффициент передачи (чувствительность) и отдача микрофона;

чувствительность микрофона для различных интенсивностей звукового возбуждения;

коэффициент нелинейных искажений микрофона;

чувствительность и отдача телефона;

уровень громкости сигнала вызова.

3.Электрические

Сопротивление аппарата постоянному току;

модуль выходного сопротивления аппарата;

рабочее затухание схемы на передачу и на прием;

рабочее затухание местного эффекта;

чувствительность аппарата к вызывному току;

напряжение собственных умов угольного микрофона;

модуль полного сопротивления телефона;

электрическая прочность и сопротивление изоляции.

4.Механические

Виброустойчивость и ударная прочность аппарата;

срок службы рычажного переключателя и номеронабирателя;

износоустойчивость микротелефонного и розеточного шнуров.

5.Климатические

Тепло- и влагоустойчивость аппарата;

холодоустойчивость аппарата.

В настоящее время на железнодорожном транспорте имеется большое разнообразие телефонных аппаратов (ТА), которое можно классифицировать:

по месту и условиям применения - общего и специального применения, громкоговорящие, с усилителями приема и передачи или только приема, с кнопочным набором номера;

по способу питания микрофона - местной батареи - системы МБ, центральной батареи -системы ЦБ;

по типу станции, куда включаются аппараты — ручного обслуживания РТС, коммутаторы диспетчерско-директорской связи; автоматические АТС (аппараты с номеронабирателем);

по распределению разговорных токов в аппарате - с переменной схемой (включениемикрофона при передаче и отключение при приеме), с местным эффектом(в.настоящеевремя.невыпускаются),противоместные (наиболераспространенные);

по конструктивному оформлению - настольной и настенной установки, настольно-настенной установки, переносные.

В телефонной сети связи аппараты могут включаться индивидуально (аппарат с аппаратом непосредственно или через станцию), спарено по схеме «Директор - секретарь» или просто спарено в ту же линию.

В целом схема любого ТА содержит 2 основные части:

1. коммутационно-вызывную,содержащую.рычажный.переключатель, номеронабиратель звонок;

2. разговорную, включающую в себя телефон, микрофон, трансформатор и балансный.контур, ослабляющий местный эффект - прослушивание собственного голоса в своем телефоне при разговоре.

Балансный контур является схемой из одного или нескольких резисторов и конденсаторов, включаемых при установке аппарата на конкретной линии для имитации ее входного сопротивления в диапазоне частот 0,3 - 3,4 кГц.

Местный эффект аппарата понижает чувствительность уха из-за мешающего звука или шума (шума в помещении или высокого уровня собственной речи) - происходит маскировка звуков; или из-за перегрузки громкими звуками ухо оказывается неподготовленным к приему таких звуков -наблюдается адаптация слуха к громким звукам. В любом случае слышимость передачи речи ухудшается.

Для полного исключения влияния местного эффекта применяются аппараты с переменной схемой включения разговорных приборов: на микротелефоне устанавливается кнопка - тангента, нажимаемая при передаче речи для подключения микрофона (и отключения телефона) и отпускаемая при приеме речи (для отключения микрофона и подключения телефона). Более удобны аппараты, разговорная часть которых содержит противоместные схемы, ослабляющие влияние местного эффекта и позволяющие вести передачу и прием речи без каких-либо дополнительных манипуляций. Выбор типа противоместной схемы определяется свойствами микрофонов - обычно угольных, с динамическим сопротивлением значительно меньшим входного сопротивления линии связи, и телефонов - обычно электромагнитных с сопротивлением, согласуемым с линией.

Несмотря на различие типов ТА, электрические схемы весьма схожи:

1.в состоянии покоя (ожидания вызова, после разъединения связи) к линии подключен вызывной прибор - звонок переменного тока, схема тонального вызова; в ответ на поступающий.вызов пользователь связи берет микротелефон и начинает разговор с вызвавшим его другим.пользователем связи. От взятия микротелефона вызывной прибор аппарата отключается пружинным рычажным переклю- чателем РП от линии и вместо него подключаются разговорные приборы аппарата с обрывом цепи связи (рис.2) или с шунтированием ее (рис.3) в момент переключения. С окончанием разговора и возвращением микротелефона на аппарат тем же переключателем РП к.линии снова вместо разговорных приборов подключается вызывной прибор;

2. при наборе телефонного номера дисковым HH в линию включены импульсные контакты.Ник,а остальные элементы схемы аппарата замкнуты накоротко шунтирующими контактами.Ншк.номеронабирателя; параллельно контактами Ник может включаться искрогасительный контур(рис.1)

Рисунок 1- Включение контактов номеронабирателя

Рисунок 2 – Переключение РП с обрывом цепи

Рисунок 3-Переключение РП с шунтированием цепи

Разговорные приборы:

Наибольшее распространение получили угольные микрофонные капсюли МК-10 и МК-16, предназначенные для преобразования звуковых колебаний в электрические сигналы.

Телефонный капсюль предназначенный для обратного преобразования ТК-67 имеет более равномерную частотную характеристику в сравнении с капсюлями ТА-4 и ТК-47. Капсюли выпускают с сопротивлением 80 Ом для аппаратов МБ и сопротивлением 180 Ом для всех других аппаратов.

Микротелефон представляет собой конструктивное соединение микро-фонного и телефонного капсюлей.

Трансформатор в телефонном аппарате служит для связи отдельных элементов разговорной части схемы и согласования их сопротивлений с входным сопротивлением линии. В современных телефонных аппаратах применяются низкочастотные трансформаторы преимущественно с тремя обмотками: линей-ной, балансной и телефонной.

Вызывные приборы:

Звонок в телефонном аппарате служит для приема сигнала вызова. Поляри-зованный звонок имеет регулятор громкости, рифленый маховичок которого выведен наружу снизу основания. Которым ограничивается ход якоря бойка. В некоторых аппаратах добавочно установлено оптическое (неоновая лампа) вызывное устройство.

Индуктор в телефонных аппаратах системы МБ с индукторным вызовом служит источником вызывного тока. Он представляет собой маломощный генератор переменного тока, приводимый в действие от руки. При скорости вращения ручки 3 об/с индуктор вырабатывает переменный ток частотой 18 Гц, развивая напряжение 65 В.

Номеронабиратель предназначен для набора номера. Во время его работы создаются импульсы постоянного тока, которые управляют приборами АТС для соединения с аппаратом вызываемого абонента. Номеронабиратели бывают дисковые и кнопочные. Для исключения влияния на набор номера разговорных приборов и слышимости щелчков во время набора, в нем предусмотрена пара контактных пружин, которые шунтируют разговорные приборы во время посылки вызова.

Противоместная схема мостового типа

При передаче микрофон BM является генератором переменной ЭДС, которая вызывает появление разговорного тока, замыкающегося через обмотку TI в линейной цепи и через обмотку TII в балансной цепи. При этом телефон BF в этой схеме связан с другими элементами только индуктивно (посредством трансформатора).

– линейная цепь: BM → TI → Л1 → Z_л → Л2 →BM;

– балансная цепь: BM → TII → Z_б → BM.

Рисунок 2 – Схема разговорного тракта ТА мостового типа при передаче

За счет протекания разговорных токов в линейной цепи происходит передача исходящего разговора. Протекание же разговорных токов в балансной цепи обеспечивает противоместность схемы ТА.

Работа противоместной схемы при передаче

Для обеспечения полной противоместности при передаче необходимо, чтобы обмотки TI и TII были симметричны, величины сопротивлений Z_б и Z_л были равны.

Тогда разговорные токи, протекая в противоположных направлениях по обмоткам TI и TII, создают два магнитных поля, которые, в свою очередь, вы-зывают появление в сердечнике трансформатора двух равных по величине и противоположных по направлению магнитных потоков. Результирующий маг-нитный поток при этом оказывается равным нулю, в следствии чего в обмотке телефонной TIII не будет индуктироваться переменная ЭДС и собственный голос в телефоне прослушиваться не будет.

Работа противоместной схемы при приеме

В этом случае телефонную линию можно рассматривать как генератор переменной ЭДС - E_л с внутренним сопротивлением Z_л. При этом поступающий

Рисунок 3 – Схема разговорного тракта ТА мостового типа при приеме

в схему ТА ток будет замыкаться по цепи:

E_л → Z_л → Л1 → TI → (TII, Z_б) / ВМ → Л2 → E_л.

Из этой цепи видно, что входящий разговорный ток протекает через линейную TI и балансную TII обмотки трансформатора Т в одном направлении. Благодаря этому в сердечнике трансформатора создается магнитный поток, равный сумме магнитных потоков от обмоток TI и TII. Этот суммарный поток магнитный индуцирует в обмотке TIII ЭДС, которая создает ток в обмотке те-лефона BF. Телефон преобразует электрические колебания тока в звуковые, и абонент слышит входящий разговор.

Противоместная схема компенсационного типа

Эти схемы чрезвычайно разнообразны. В них условие противоместности удовлетворяется при наличии переменного магнитного потока в сердечнике трансформатора во время работы телефонного аппарата на передачу.

Микрофон является генератором ЭДС. Эта ЭДС вызывает появление тока разговорного, замыкающегося через обмотку TI в линейной цепи и через TII обмотку в балансной цепи.

Следовательно, разговорный ток, создаваемый микрофоном, замыкается по двум параллельным цепям:

Рисунок 4 – Схема разговорной части ТА компенсационного типа

• линейная цепь: BM → TI → Л1 → Z_л → Л2 → BM;

• балансная цепь: BM → R_IV / (BF, TIII) → TII → Z_б → BM.

Для условия полной противоместности схемы ТА необходимо, чтобы ЭДС, индуктируемая в обмотке TIII, и падение напряжения на компенсационном соп-ротивлении R_IV были равны по величине и противоположны.

При выполнении этого условия ток, протекающий через телефон BF, будет равен нулю, так как телефон окажется подключенным к точкам с одинаковыми потенциалами, и собственный голос в телефоне прослушиваться не будет. Таким образом, при полной противоместности схемы ток в телефоне не возникает вследствиие того, что действие ЭДС обмотки TIII компенсируется разностью потенциалов, создаваемой на зажимах R_IV. Поэтому сопротивление R_IV получило название компенсационного.

При приеме разговорный ток протекает по линейной TI и балансной TII обмоткам трансформатора Т в одном направлении. Этот поток индуктирует в обмотке TIII переменную ЭДС, которая вызывает появление тока, протекающего по цепи:

• TIII → BF → R_IV → TIII.

Разговорный ток проходя через R_IV, создает на нем падение напряжения.

Полярность этого напряжения и индуктируемой в обмотке TIII ЭДС такова, что их взаимодействие вызывает появление суммарного тока, проходящего через обмотку телефона BF, который преобразует этот ток в звуковые колебания.

Часть разговорного тока, поступающего с линии, ответвляется через микро-фон BM и несколько снижает величину разговорного тока, протекающего через обмотку TII.

Телефонные аппараты системы МБ, ЦБ и АТС

По способу питания микрофонов телефоны разделяются на две группы:

– системы МБ;

В которых микрофон питается от местной батареи, расположенной внутри корпуса аппарата или поблизости от него;

– системы ЦБ;

В которых микрофон получает питание от центральной батареи телефонной станции, через шлейф абонентской линии.

Рисунок 5 – Схема телефонного аппарата АТ-218 системы МБ

Разговорная часть смонтирована по мостовой схеме. В качестве вызывных приборов используются индуктор G и звонок НА переменного тока.

Прием вызова. Вызывной переменный ток с линии Л1 проходит через кон-такты 1-3 рычажного переключателя SA, звонок НА, контакты 1-2 шунта индуктора G в линию Л2. Звонит звонок НА.

Разговор. Абонент снимает микротелефон с рычага аппарата. В контактах рычага SA 1-2 замыкается линейная цепь, а в контактах 4-5 местная цепь микрофона ВМ. Создалась схема исходящего и входящего разговорных токов.

Отбой и посылка вызова. Закончив разговор, абонент кладет микротелефон на рычаг аппарата и посылает сигнал отбоя, вращая ручку индуктора G. При этом размыкаются контакты 1-3 шунта индуктора G. Переменный ток от точки д обмотки индуктора проходит замкнутые контакты 1-3 шунта в линию Л1, сигнальные приборы противоположного аппарата возвращаются по линии Л2 к точке д обмотки индуктора. Звонок своего аппарата при этом не звонит, так как он зашунтирован контактами 1-3 шунта индуктора. Телефонные аппараты МБ системы с индукторным вызовом на железнодорожном транспорте имеют ограниченное применение.

Рисунок 6 – Схема телефонного аппарата системы ЦБ

Телефонный аппарат системы ЦБ может иметь схему включения мостового типа или компенсационную. В схеме с включением разговорных приборов по противоместной схеме мостового типа применен дифференциальный трансформатор Т с четырьмя обмотками. Обмотка IV, намотанная бифилярно,совместно с активным сопротивлением обмотки III составляет балансный контур. Конденсатор С исключает возможность замыкания постоянного тока батареи GВЦ через звонок и получения ложного вызова на телефонной станции.

Прием вызова. Переменный вызывной ток от источника вызывного тока G при нажатии кнопки SB проходит по линии Л1, замкнутые контакты 1-2 рычажного переключателя SA, конденсатор С, звонок НА и возвращается по линии Л2 к G. Звонит звонок, сигнализируя о поступлении вызова.

Разговор. Абонемент снимает микротелефон с рычага SA. Контакты SA 1-2 размыкаются, а 1-3 замыкаются. При этом отключается звонок, а к линии Л1 подключается разговорная схема.

Отбой и посылка вызова. Закончив разговор, абонент возвращает микро-телефон на рычаг аппарата. Контакты SA 1-3 размыкаются, а 1-2 замыкаются. Восстанавливается цепь звонка и разрывается цепь постоянного тока от GВЦ через микрофон ВМ. Приборы телефонной станции сигнализируют об окончании разговора.

Вызов телефонной станции происходит автоматически при снятии або-нентом микротелефона с рычага SA. Замыкаются контакты SA 1-3. Ток от GВЦ проходит через вызывной прибор ВП телефонной станции, линию Л1, SA 1-3, обмотку II Т, микрофон ВМ, линию Л2 к GВЦ. Срабатывает вызывной прибор ВП, сигнализируя о поступлении вызова. По этой же цепи микрофон получает питание от батареи GВЦ.

Телефонный аппарат системы ЦБ-АТС

Предназначен для включения в автоматические телефонные станции – АТС. Аппараты отличаются от рассмотренных систем ЦБ только наличием номеро-набирателя, для подключения которого в аппарате ЦБ предусмотрены соответствующие зажимы. Аппарат системы ЦБ-АТС типа ТА-72 может быть использован для включения в телефонную станцию РТС. В этом случае вместо

номеронабирателя на корпусе аппарата устанавливается заглушка, а в схеме ставится перемычка между зажимами 5-6.

Разговорные приборы – микрофон ВМ (капсюль МК-16) и телефон (ТК-67)

Рисунок 7 – Схема телефонного аппарата ЦБ-АТС типа ТА-72

включены по противоместной мостовой схеме, в которой применен трансфор-матор Т с тремя обмотками: линейной I балансной II и телефонной III. В схему включен четырехэлементный балансный контур, состоящий из резисторов R1, R2 и конденсаторов С1, С2. Конденсатор С1 выполняет роль разделительного конденсатора в цепи звонка НА при положенном микротелефоне на рычаг SA. Параллельно телефону BF подключен фриттер, диоды VD1 и VD2. Они защищают ухо абонента от акустических ударов при малой длине абонентской линии и уменьшают силу щелчков при заводе и возвращении диска номерона-бирателя. Прием вызова и разговорные токи осуществляются так же, как и в рассмотренных выше схемах телефонных аппаратов.