Телефонный аппарат та-68

Рассмотрим работу аппарата ТА-68, принципиальная схема которого приведена на рис. 6. Аппарат работает по противоместной схеме компенсационного типа. В состав схемы входят: рычажный переключатель РП, звонок Зв, конденсатор С1, номеронабиратель НН, телефон Т, микрофон М, трансформатор Тр, балансный контур (конденсаторы С1 и С2 и резисторы R1 и R2). Трансформатор имеет три обмотки: линейную I, балансную II и телефонную III.

Рис. 6. Принципиальная схема телефонного аппарата ТА-68

Для защиты уха абонента от акустических ударов и уменьшения силы щелчка при заводе и возвращении диска номеронабирателя установлен варистор, состоящий из двух диодов Д1 и Д2, подключенных параллельно телефону. Рычажный переключатель аппарата имеет контакты 1-2-3 РП и 4-5-6 РП. Когда микротелефонная трубка лежит на рычаге, к линейным зажимам 1 и 2 подключен приемник вызова по цепи: клемма 2, Зв, контакт 3-2 РП, С1, клемма 1. Конденсатор С1 преграждает путь постоянному току от ЦБ АТС. Сигнал вызова от АТС подается переменным током частотой 25 Гц. При этом конденсатор С1 обеспечивает прохождение переменного тока и поляризованный звонок Зв оповещает абонента о поступлении вызова.

При снятии микротелефонной трубки замыкается контакт 5-6 РП, контактом 1-2 размыкается цепь вызова. Контактом 5-6 РП замыкается цепь постоянного тока: клемма 2, контакт 5-6 РП, обмотка I Тр, микрофон М, контакты НН, клемма 1. Замыкание цепи постоянного тока воспринимается на станции как сигнал вызова.

Описание функциональной схемы макета

В состав лабораторного макета входят следующие элементы (рис. 7):

• учрежденческая АТС М-200;

• телефонные аппараты ТА-68;

• соединительные провода;

• осциллограф -

Рис. 7. Схема лабораторной установки

3.3. Практическая программа

1. Включить и настроить АТС М-200, назначив номера подключенным к ней телефонным аппаратам ТА-68.

2. К линейному входу одного из телефонных аппаратов подключить осциллограф и снять осциллограммы следующих сигналов:

- «ответ АТС» (непрерывная передача тональной частоты);

- осциллограмму импульсов набора номера;

- «контроль посылки вызова» (периодическая передача тональной частоты);

- «занято» (периодическая передача тональной частоты) ;

- осциллограммы разговорных и питающих ТА напряжений

4. Лабораторная работа № 3.

Изучение оборудования абонентского комплекта АТСЭ М-200

4.1. Цель работы

- изучение устройства и принципа работы абонентского комплекта АТСЭ М-200;

- исследование сигналов набора номера и информационных акустических сигналов с помощью осциллографа.

2. Краткие теоретические сведения.

Обобщенная структурная схема абонентского комплекта. Перечень функций BORSCHT

Рис. 1.1. Абонентский комплект АТСЭ, обобщённая структурная схема

Рисунок 2 . Абонентский комплект АТСЭ, обобщённая структурная схема

Полный перечень функций, реализуемых оборудованием абонентских комплектов, выполненных на основе электронных схем, принято обозначать аббревиатурой BORSCHT [1] (рис. 2).

Функция B – дистанционное батарейное питание абонентского телефонного аппарата постоянным напряжением 60 В. Подавляющее большинство абонентских линий имеют длину менее 8 км и сопротивление шлейфа менее 1000 Ом [1]. Для удалённых абонентов и в других исключительных случаях напряжение питания может быть повышено путём включения дополнительного источника и/или использования специальных абонентских комплектов удалённых абонентов.

Функция O – защита от перенапряжений, источниками которых могут быть бытовые нарушения в электропроводке, метеорологические условия (например, наводки от удара молнии), воздействия промышленной среды (например, связанные с повреждениями высоковольтных линий). Для защиты могут использоваться газонаполненные приборы, стабилитроны, диоды, позисторы, термисторы, варисторы.

Функция R – каждый абонентский комплект выполняет коммутацию цепи вызывного тока при посылке вызова к телефонному аппарату. В аналоговых телефонных аппаратах звонок работает от переменного напряжения 90 В частотой 25 Гц с длительностью посылок, различающейся при местном вызове и при международном вызове. Для современных бесшнуровых или цифровых телефонов дистанционное возбуждение звонка переменным током низкой частоты заменяется тональным вызывным сигналом.

Функция S – контроль состояния шлейфа абонентской линии для распознавания абонентской сигнализации (снятие трубки, набор номера) .

Функция C – аналого-цифровое (A/D) и цифро-аналоговое (D/A) преобразование – кодирование речевого сигнала.

Функция H – функции дифсистемы, обеспечивающая переход от двухпроводной схемы передачи речевых сигналов по абонентской линии к внутристанционной четырёхпроводной схеме и наоборот.

Функция T – тестирование абонентской линии и аппарата абонента, позволяющее при возникновении неисправности установить её причину и место. Сюда входит контроль сопротивления изоляции провода a или b относительно земли, сопротивления изоляции между проводами a и b, рабочей ёмкости между проводами a и b, сопротивление шлейфа, параметров номеронабирателя ( при взаимодействии оператора АТС с абонентом).

Для разработки современных схем абонентских комплектов существует целый ряд функционально-специализированных микросхем, имеющих название SLIC (Subscriber Line Interface Circut) [4]. Для осуществления функции «C» существует класс микросхем, имеющих название кофидек. Такие устройства состоят их следующих элементов: фильтр и кодер в канале преобразования A-D и декодер с фильтром в канале преобразования D-A. Фильтр, является необходимым компонентом для формирования канала с полосой пропускания 0,3 ... 3,4 кГц, являющегося стандартным для телефонной связи [4].

Сигналы от телефонного аппарата по проводам a и b абонентской линии поступают в абонентский комплект через схему защиты от перенапряжений и токов. При входящем вызове в абонентском комплекте к проводам a и b подключается вызывное напряжение, и сигнал вызова передаётся по линии к телефонному аппарату абонента.

Схема интерфейса абонентской линии SLIC содержит устройство абонентской сигнализации и блок перехода от двухпроводной линии к четырёхпроводной. В SLIC устанавливаются один приёмный и один передающий фильтры, которые служат для ограничения полосы частот речевого сигнала. Сигналы набора номера, поступающие от абонентского аппарата, детектируются в SLIC и в двоичной форме передаются в управляющее устройство (УУ) абонентского модуля. Функции УУ варьируются от системы к системе, но на самом низком уровне должно обеспечиваться сканирование каждого абонентского комплекта, чтобы детектировать изменение состояния соответствующей абонентской линии.

Абонентский комплект АТС М-200

Л1

Л2

Рис 3. Цепи питания, подачи звонка и детектирования состояния АК

Телефонные аппараты питаются по системе ЦБ (центральной батареи питания с напряжением 24, 48 или 60 В, расположенной на телефонной станции).

В телефонном аппарате имеется приемник вызывного сигнала – звонок. При коммутируемой связи звонок вызываемого аппарата получает вызывной сигнал, генерируемый на станции. Чтобы звонок был хорошо слышен, электрический сигнал вызова должен быть достаточно мощным. В станциях российской телефонной сети общего пользования (ТфОП) напряжение этого сигнала составляет приблизительно 90 В при частоте 25 Гц.

Телефонные аппараты (ТА), питающиеся от АТС, содержат очень важный элемент - рычажной переключатель. В зависимости от того, находится микротелефонная трубка на рычаге или нет, переключатель пребывает в одном из двух возможных состояний, каждому из которых соответствует определенное положение его контактов, - если трубка на рычаге, цепь потребления тока от станционной батареи разомкнута, а при поднятой трубке эта цепь замкнута (рис. 1 контакты 5-6). Когда трубка положена, контакт рычажного переключателя разомкнут, и ток, потребляемый линией от батареи, равен току утечки.

Рис. 4. Принципиальная схема телефонного аппарата ТА-68

Когда абонент снимает трубку, контакты 5-6 замыкаются, и потреблять ток начинает микрофонная цепь телефонного аппарата. Ток начинает протекать по цепи т.GND2, транзистор OVT1, резистор OR31, резистор OR10, контакты 6-7, реле OS2, вывод OLB абонентской линии, контакты 5-6, 4-3 телефонного аппарата (рис.1). По изменению тока, потребляемого линией (падение напряжения на резисторе 0R10), которое через усилитель микросхеме U2 и вывод 10 микросхемы 0D1 передается на АТС, станция может определить состояние рычажного переключателя в аппарате, подключенного к этой линии, благодаря чему обеспечивается вызов станции абонентом и сигнализация об отбое. Нужно заметить, однако, что чем длиннее линия, тем больше ток утечки и тем меньше ток при поднятой трубке. Это обстоятельство затрудняет определение станцией состояния рычажного переключателя в аппарате абонента, расположенного от нее на большом расстоянии.

Абонентская сигнализация - это передача информации, необходимой для создания и разрушения соединения двух абонентов телефонной сети. После передачи сигнала об изменении состояния абонентского шлейфа, которое происходит, когда абонент инициирует вызов, сняв телефонную трубку с рычага, он должен передать на станцию телефонный номер вызываемого абонента (того, кто инициирует вызов, обычно называют абонентом А, а того, кому этот вызов адресован, - абонентом Б). Когда шлейф замыкается, в линии появляется импульсный ток с амплитудным значением приблизительно, 20 - 50 мА, который создает падение напряжения на резисторе 0R10. Абонентский комплект АТС обнаруживает изменение тока в линии и активизирует аппаратные (сигнальные цепи) или программно-аппаратные средства, предназначенные для приема цифр, которые передаст абонент А, и в соответствии с которыми, АТС должна будет установить соединение.

Когда станция обнаруживает вызов со стороны абонента А (снята микротелефонная трубка), она передает ему через абонентский трансформатор 0Т1 и конденсатор 0С3 акустический сигнал «ответ станции» (400Гц), который абонент слышит в телефоне своего аппарата и воспринимает как приглашение набрать номер. После набора АТС информирует абонента А о том, что соединение успешно установлено, посылая ему через абонентский трансформатор 0Т1 и конденсатор 0С3 сигналы КПВ (контроль посылки вызова–тональный сигнал частотой 400Гц, длительностью 1 сек и паузой 4сек) с одновременной передачей вызывного сигнала с такими же временными параметрами в телефонный аппарат абонента Б. Когда абонент Б отвечает, АТС отключает как вызывной сигнал, так и сигнал КПВ. В конце разговора АТС обнаруживает состояние «трубка одного из абонентов положена» (отсутствие падения напряжения на резисторе ОR10) и разрушает соединение.

Номеронабиратель НН предназначен для формирования сигналов адресной информации о вызываемой абонентской линии и различных службах телефонной сети, которые передаются на АТС для автоматического управления установлением соединения. В случае использования дискового номеронабирателя (ННД) информация о цифре номера передается на АТС в виде серии импульсов постоянного тока. Между соседними сериями должен быть достаточно большой промежуток времени (межсерийное время), который позволяет приборам АТС отделять одну набираемую цифру номера от другой. Минимальное межсерийное время ННД составляет 500 мс. Для правильной работы АТС ННД должен обеспечивать стабильность посылки импульсов с частотой f = 1/T = 101 имп/с и постоянное соотношение между временем размыкания tp и временем замыкания tз импульсного контакта (T = tp + tз = 100 мс). Отношение этих величин k = tp/tз называется импульсным коэффициентом. Для ННД импульсный коэффициент принят равным k = 1,6 (tp ≈ 61,5 мс и tз ≈ 38,5 мс) с допустимыми отклонениями в пределах от 1,4 до 1,7.

ТА с кнопочным номеронабирателем (ННК) обеспечивают передачу адресной информации на АТС при нажатии кнопок. Для передачи адресной информации с кнопочного номеронабирателя используется два способа передачи сигналов: импульсный и частотный. При первом способе импульсы с параметрами дискового номеронабирателя формируются специализированной интегральной микросхемой. Для второго способа передачи адресной информации используется двухчастотный код. Посылка в линию двух частот обеспечивается нажатием кнопки. Частоты выбраны в диапазоне выше 500 и ниже 2000 Гц, что обеспечивает лучшую защиту приемников от разговорных токов и меньшее переходное влияние между телефонными трактами.

Сигналы набора номера тональной частоты, поступающие от абонентского аппарата, детектируются и в двоичной форме передаются в управляющее устройство (ПК) абонентского модуля.

Описание функциональной схемы лабораторной установки.

В состав лабораторной установки входят следующие элементы (рис. 5):

• учрежденческая АТСЦ М-200;

• телефонные аппараты ТА-68;

• соединительные провода;

• осциллограф