Лекция 2.

Абонентские терминалы
Терминал – это устройство передачи и приема информации. Каждому абонентскому терминалу присваивается номер, т.е. номер, по которому терминал идентифицируется в сети телекоммуникаций. В зависимости от вида передаваемой и принимаемой информации различают следующие виды терминалов:
 ТА стационарный;
 ТА сотовой сети связи;
 Факс;
 Телевизор, радиоприемник;
 Модем;
 Пейджер.
Наибольшее количество терминалов, подключенных к сети электросвязи – это ТА стационарные и аппараты мобильной связи.
Стационарный ТА состоит из трех основных частей (рис.1):
1.Микротелефонная трубка, соединяется с корпусом ТА трех- или четырехжильным шнуром.
2.Номеронабиратель (НН).
3.Вызывное устройство (ВУ) – звонок.
Телефонный аппарат соединен с АТС при помощи двухпроводной абонентской линии (линейные зажимы Л1 и Л2). По способу питания микрофона ТА бывают с местной батареей (питание микрофона обеспечивается от батареи, расположенной непосредственно в каждом ТА) и центральной батареей, расположенной на телефонной станции.
ТА работает в двух режимах: в режиме ожидания и в разговорном режиме.
Переход с одного режима в другой обеспечивается контактами рычажного переключателя (РП). Трансформатор отделяет цепь питания микрофона от переменного тока телефона и служит для увеличения дальности телефонной связи. Звонок преобразует вызывной электрический сигнал частоты 25 Гц в акустические колебания.
Рис.1. Схема стационарного телефонного аппарата
В микротелефонную трубку входят преобразователи – микрофон и телефон. Преобразователи делятся на: электромагнитные, электродинамические, конденсаторные, угольные, электретные, пьезоэлектрические, транзисторные. Перечисленные выше преобразователи, кроме угольных, электретных и транзисторных, могут работать в качестве, как микрофонов, так и телефонов, поэтому они называются обратимыми преобразователями.
Конденсаторные, угольные, электретные и транзисторный преобразователи требуют для своей работы источник питания и поэтому называются активными.
Электромагнитные телефоны выпускаются с простой и дифференциальной магнитными системами и предназначены для преобразования электрического сигнала в звуковой.
Рассмотрим схему и принцип действия электромагнитного телефона с простой электромагнитной системой (рис.2).
Рис.2. Устройство электромагнитного телефона
В схему телефона входят: - мембрана, - обмотка, - постоянный магнит,
- полюсные надставки.
Принцип действия электромагнитного телефона основан на взаимодействии постоянного и переменного магнитных потоков. Результатом взаимодействия двух магнитных потоков является изменение силы, действующей на мембрану телефона. В зависимости от направления тока в обмотке переменный магнитный поток либо увеличивает начальную силу притяжения мембраны, либо ее уменьшает. Поскольку сила притяжения прямо пропорциональна квадрату магнитного потока, для синусоидального тока, протекающего по обмотке телефона, сила, действующая на мембрану, определяется из выражения:
 Kп – коэффициент пропорциональности, определяемый по формуле ,
 S – площадь эквивалентного поперечного сечения магнитного потока между концом полюсной надставки и мембраной,
 Ф= – постоянный поток, создаваемый постоянным магнитом телефона,
 Ф~ – амплитуда переменного магнитного потока, создаваемого протекающим по обмотке синусоидальным током .
Постоянный магнит необходим для обеспечения преобразования электрической энергии в звуковую с частотой, соответствующей частоте тока, протекающего по обмотке телефона и обеспечения максимальной чувствительности.
Полюсные надставки нужны для получения оптимального магнитного потока в мембране, повышения акустического эффекта телефона и снижения нелинейных искажений. Раскрывая вышеприведенное выражение, получаем:
Сила F представляет собой сумму трех сил:
 воздействует на мембрану телефона с угловой частотой ωt, совпадающей с частотой тока, протекающего по обмоткам телефона.
 приводит к нелинейным искажениям, так как сообщает мембране колебания с удвоенной частотой.
 постоянная сила, обеспечивающая прогиб мембраны в сторону постоянного магнита
Рассмотрим схему и принцип действия угольного микрофона. Микрофон предназначен для преобразования звукового сигнала в электрический.
В схему микрофона входят (рис.3): - угольный порошок, - неподвижный электрод (НЭ), - подвижный электрод (ПЭ), - мембрана
Рис.3. Устройство угольного микрофона
Принцип действия микрофона основан на свойстве угольного порошка изменять свое сопротивление в зависимости от звукового давления на порошок, вызывающего его уплотнение или разрыхление. При отсутствии звуковых колебаний мембрана находится в покое, а в цепи микрофона под воздействием напряжения U в первичной обмотке трансформатора протекает ток питания Io При разговоре перед мембраной образуется электрическое поле, переменное звуковое давление которого действует на мембрану. При увеличении давления мембрана прогибается в сторону порошка, сжимает его, уменьшает сопротивление порошка, ток возрастает. При уменьшении звукового давления на мембрану происходит разрыхление угольного порошка, увеличение сопротивления и уменьшение тока в его цепи.
Таким образом, вследствие колебаний мембраны микрофона в первичной обмотке трансформатора будет протекать изменяющийся по величине и постоянный по направлению ток, который называется пульсирующим. Переменная составляющая этого тока во вторичной обмотке трансформатора наводит переменную электродвижущую силу звуковой частоты, наличие которой приводит к появлению тока в цепи нагрузочного сопротивления R.
В телефонных аппаратах используются номеронабиратели двух видов – дисковый (ННД) и кнопочный (ННК).
ННД при наборе номера вырабатывает импульсы, которые передаются на АТС. ННК передает на АТС номерную информацию двумя способами: импульсным и частотным. Частотный набор поддерживают только электронные АТС.
Для передачи цифр номера частотным способом МСЭ рекомендует двухгрупповой код. Каждая цифра номера передается в виде двух частот согласно таблице 1. Посылка в абонентскую линию двух частот обеспечивается нажатием кнопок. Частоты выбираются в диапазоне выше 500 Гц и ниже 2000 Гц, что обеспечивает лучшую защиту приемников от разговорных токов. По статистике, время передачи одной цифры при использовании частотного способа – 0,8 сек, при использовании импульсного способа - 1,5 сек. Использование частотного (тонального) набора показано в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Вторая группа частот, Гц Первая группа частот, Гц
1209 1336 1477 1633
697
770
852
941 1
4
7
* 2
5
8
0 3
6
9
# Резервные комбинации частот
Развитие бесшнуровой телефонии привело к созданию новых, более совершенных ТА. Современные ТА строятся на телефонной базе повышенной степени интеграции с использованием многофункциональных микросхем и микропроцессоров. К таким аппаратам относятся: многофункциональные ТА, радиотелефоны, ТА сотовой сети связи, ТА мобильной спутниковой связи.