Параметры микрофонов

Тип микрофона	МК- 10	МК- 16
Диапазон частот, кГц	0,3-3,5	0,3-4,0
Чувствительность, В*м2/Н	0,25-0,3	0,45-0,55

Основным показателем, характеризующим качество микрофона является чувствительность. Чувствительность (коэффициент передачи) определяется отношением величины электродвижущей силы E_M, развиваемой микрофоном, к звуковому давлению P_M, действующему на его мембрану [2]:

k_M= E_M / P_M.

Постоянную чувствительность микрофон сохраняет только в определенной полосе частот. Для определения средней чувствительности микрофона в заданной частоте частот пользуются выражением

где k (f) - частотная характеристика микрофона, f₂ - f₁ - заданная полоса частот.

Качество телефона как преобразователя электрических колебаний в звуковые и обратно оценивается чувствительностью телефона k_T - отношением звукового давления P, развиваемого телефоном, к напряжению на зажимах телефона U:

k_T= P / U.

Устройство телефонных аппаратов. Вызывные приборыосуществляют вызов абонента станцией и станции абонентом, к ним относиться индуктор, звонок переменного тока и номеронабиратель.

В аппаратах систем местная батарея (МБ) и центральная батарея (ЦБ) приёмником вызова служит звонок переменного тока. Вызов станции в аппаратах системы МБ осуществляются индуктором, в аппаратах системы ЦБ - замыканием цепи постоянного тока батареи станции. Приём вызова на телефонных станциях осуществляется вызывными клапанами, бланкерами (реле).

Номеронабиратель телефонных аппаратов системы ЦБ-АТС используется для управления приборами автоматической телефонной станции во время соединения. Вызов абонента со станции как в системе МБ осуществляется индуктором, так и в системе ЦБ-АТС осуществляется с помощью генератора переменного тока частотой 15-25 Гц и напряжением 70-110 В.

Индуктор представляет генератор вызывного тока, который приводится в действие в ручную. В аппаратах системы МБ применяются многополюсный индуктор типа ИМ-6, состоящий из неподвижной катушки с обмоткой (статора) и вращающего двенадцати полюсного магнита (ротора). Это позволило исключить из конструкции индуктора трущиеся токоотводящие контакты обмотки и зубчатую передачу, имеющиеся в составе индукторов других типов. Если ротор делает три оборота в секунду, то при шести парах полюсов в индукторе частота колебаний будет равна 18 Гц, напряжение на нагрузке 2500 Ом - 65 В, отдача мощности - 1,6 Вт.

Звонок является приёмником вызова в телефонных аппаратах. В аппаратах системы МБ и ЦБ-АТС применяется поляризованный звонок переменного тока (рис. 2.6), состоящих из 2-х электромагнитов 3, укрепленных на стальном основании, якоря 2 в виде коромысла с бойком 5, двух звонковых чашек 4 и постоянного магнита 1.

При отсутствии тока в обмотке электромагнитов оба плеча якоря притягиваются к сердечникам с одинаковой силой магнитным потоком постоянного магнита Ф₀. Если ток проходит по обмотке, то магнитный поток в одном сердечнике возрастает, а в другом уменьшается. Плечо якоря, через которое проходит в данный момент суммарный магнитный поток, притягивается к сердечнику, и боёк ударяет по чашке звонка. При смене направления тока возрастает магнитный поток во втором сердечнике, а в первом уменьшается. Якорь притягивается ко второму сердечнику, и боёк ударяет по второй чашке. Так как при вызове через звонок проходит переменный поток Ф~, то якорь попеременно притягивается то к одному сердечнику, то к другому, а боёк поочерёдно ударяет по чашкам звонка. На рис. 2.6 штриховыми линиями показан момент, когда магнитные потоки постоянного магнита Ф₀ и электромагнита Ф~ складывается в правом сердечнике.

Номеронабиратель, устанавливаемый на телефоном аппарате, предназначен для передачи информации о номере вызываемого абонента на станции при установлении автоматического соединения. Номеронабиратель имеет заводной диск с дестью отверстиями. Абонент, получив сигнал ответа станции, поворачивает заводной диск до упора. При этом рабочая пружина номеронабирателя закручивается. При обратном движении диска происходит периодическое замыкания и размыкания абонентского шлейфа (линий) импульсными контактами номеронабирателя. Число размыканий шлейфа соответствует значению набранной абонентом цифры. Равномерность обработанного движения механизма номеронабирателя обеспечивается центробежным регулятором, в результате импульсы имеют необходимую длительность и правильную форму.

В телефонных аппаратах системы МБ источник питания находится внутри телефонного аппарата или непосредственно вблизи от него. (Полевой телефонный аппарат ТА-57). В телефонных аппаратах системы ЦБ микрофон питается по проводам абонентской линии от общей центральной батареи, расположенной на телефонной станции. (Телефонный аппарат ТА-68). Телефонные аппараты системы ЦБ-АТС по способу питания микрофона одинаковы с телефонными аппаратами системы ЦБ и отличаются от телефонных аппаратов системы ЦБ наличием номеронабирателя (дисковый или кнопочный).

Рис. 2.6. Устройство звонка

Основной принцип организации телефонной связи в телефонных сетях – принцип коммутации каналов, т.е. соединение между абонентами устанавливается только на время сеанса связи, по окончании которого КС разрывается. Соединение абонентов, межстанционные соединения в телефонной сети осуществляется на телефонных станциях, которые делятся на ручные (коммутаторы) и автоматические. В настоящее время практически во всех областях жизнедеятельности человека в качестве телефонных станций используются телефонные станции с автоматическим соединением абонентов (АТС). Иными словами соединение оконечных устройств на телефонной станции осуществляется без участия обслуживающего персонала телефонной станции самим абонентом путем набора определенного номера абонента телефонной сети. Ручное соединение абонентов имеет место в телефонных сетях с необходимостью диспетчеризации. Телефонные сети с ручным соединением организуются в основном некоторыми службами при решении специальных задач (например, диспетчерская телефонная связь). На рис. 2.7 изображена схема компонентов центральной АТС.

Управляющий процессор и память

Контроллеры магистральных линий

Коммутируемая сеть (матрица)

Контрол- леры абонентских линий

Специальные каналы

Система питания и контроля

Магист-ральные линии

Магистральные линии

Рис. 2.7. Компоненты центральной АТС

Рис. 2.8. Схема АТС на три номера:1 – телефонный аппарат; 2 – номеронабиратель;

3 - храповое колесо; 4 – подвижная щетка (токосниматель); 5 – ламель; 6 – электромагнит;

7 - многократное поле; 8 – источник питания

Телефонная сеть может быть организована по одному из следующих принципов [1]:

· радиального включения абонентов (узловая система), т.е. сосредоточением всего оборудования в одном здании или помещении. Такие сети чаще всего организуются в небольших населенных пунктах. Телефонные сети, построенные по этому принципу, также используются для внутренней связи в отдельных зданиях (учреждения, организации и т.д.). Основой узловой системы телефонной связи является станция (коммутатор), к которой радиально линиями связи подключены оконечные устройства. Наиболее распространенными узловыми системами являются телефонные сети на базе АТС малой и средней емкости (до несколько сотен абонентов). На рис 2.8 изображена схема АТС на три номера.

· радиально-кольцевого включения абонентов (радиально-узловая система), т.е. установка в определенных районах населенного пункта телефонных станций с соединением этих станций между собой. Другими словами, это объединение нескольких узловых систем. Такое построение телефонной сети используется в крупных городах (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Упрощенная схема городской телефонной сети

радиально-узлового принципа построения

Общегосударственная автоматически коммутируемая телефонная сеть состоит из местных (городских и сельских) сетей связи, зонных телефонных сетей и междугородной автоматической и заказной (полуавтоматической или ручной) телефонных сетей (рис. 2.10) [2].

Рис. 2.10. Схема организации городской телефонной сети:

ЦС – центральная станция; ОС – оконечная станция; УС – узел связи

Коммутируемая сеть связи гарнизона пожарной охраны состоит из стационарных и линейных устройств и обеспечивает каждому абоненту сети выбор требуемых направлений связи. На рис 2.11 приведен пример организации доставки информации в гарнизоне по коммутируемым сетям полной значности городской телефонной сети (ГТС) [2].

В зависимости от вида коммутационных устройств, применяемых на АТС, последние разделяют на следующие типы: декадно-шаговые; координатные; электронные. В декадно-шаговых АТС, впервые появившихся в первой половине ХХ века, применяются электромеханические искатели с электромагнитным приводом. Данный тип АТС прост в обслуживании, относительно дешевый. Недостатком этих АТС является ненадежность соединения, малое быстродействие, высокий уровень шума при работе устройств станции. В настоящее время использование этих станций незначительно.

Более высокой надежностью и быстродействием обладают координатные АТС, которые, несмотря на большую стоимость, нашли более широкое применение и стали приемниками декадно-шаговых АТС. В качестве коммутационных устройств в АТС этого типа применены многократные координатные соединители, осуществляющие соединение линий по схеме координатной сетки. В настоящее время парк данных координатных АТС в населенных пунктах и учреждениях еще значителен.

Научно-технический прогресс привел к появлению качественно нового типа АТС: электронным. В качестве коммутационных устройств на АТС этого поколения используются электронные ключи, реализованные на базе полупроводниковых элементов. В качестве централизованного устройства, управляющего работой ключей, а также обеспечивающего выполнение некоторых дополнительных функций применяются специализированные комплексы на базе компьютерной техники, где предусмотрено программное управление процессами коммутации телефонных каналов и распределения потоков телефонных сообщений. Электронные АТС имеют меньшую потребляемую мощность, малые габариты. Применение полупроводниковой технологии создает бесшумность работы АТС, ее надежность и быстродействие.

Рис 2.11. Пример организации доставки информации в гарнизоне

по коммутируемым сетям полной значности ГТС:

РШ – распределительный шкаф; РК – распределительная коробка; МЛ – магистральная

линия; СЛ – соединительная (абонентская) линия; РЛ - распределительная линия

На рис. 2.12. изображена схема связи абонентов по линиям связи «01» на базе электронной АТС [2].

При организации телефонной связи в телефонных сетях, где действуют АТС с программным управлением, открывается возможность введения дополнительных видов обслуживания абонентов, в частности, предоставления им таких дополнительных услуг, как возможность применения сокращённого (с меньшим количеством знаков) набора номеров наиболее часто вызываемых абонентов; установка телефонного аппарата «на ожидание», если номер вызываемого абонента занят; уведомление абонента о вызове, когда он ведёт разговор с другим абонентом; переключение соединения на другой телефонный аппарат (переадресация вызова); организация одновременной телефонной связи нескольких абонентов (конференц-связь); обеспечение преимущественного права на соединение (приоритет) и др.

Рис 2.12. Схема связи абонентов по линиям связи «01»: КСВ – комплект связи внешний:

1 – ведомственная сеть МЧС; 2 – абонентские линии; 3 – линии «01»; 4 – внешний узел связи; 5 – однотипная станция по соединительным линиям; 6 – внешний канал тональной частоты (ТЧ); АК – абонентский комплект; КМБ – комплект местной батареи; ЭАТС-ОС – электронная АТС – оконечная станция; ЦС – центральная станция; УС – узел связи

Основным видом кабеля, используемым при построении ГТС, до недавнего времени являлся телефонный кабель связи типа «витая пара» (рис. 2.13), применяемый при построении телефонных сетей в населенных пунктах или отдельных зданиях [1]. Пара проводников кабеля обеспечивает подключение одного телефонного номера. Количество проводников в различных видах телефонного кабеля колеблется от единиц до нескольких тысяч (max 9400 проводников). Телефонные кабели в зависимости от области применения и назначения могут быть различных видов, но имеют общие требования по передаче сигналов: исключение взаимного влияния проводников многожильного кабеля друг на друга, а также воздействие на них внешних электрических и магнитных полей. Первое условие достигается путем наложения ограничений на параметры электрических сигналов по мощности и амплитуде, а второе – экранизацией кабеля. Витая пара сконструирована таким образом, чтобы минимизировать наводки на нее со стороны соседних пар, электрических линий, источников импульсных помех. Конструкция витой пары способствует уменьшению (в идеале отсутствию) излучения со стороны пары на соседние пары в пучке. В симметричном кабеле провода свиты между собой и этим достигается баланс, т. е. симметричные условия возбуждения помехи в проводах кабеля. В идеальной симметричной паре помехи, наведенные в проводах пары, взаимоуничтожаются.

Рис. 2.13.Многожильный телефонный кабель «витая пара»

Развитие телекоммуникационных технологий не обошло стороной классический вид связи – телефонную. В обычном телефонном звонке подключение между обоими собеседниками устанавливается через телефонную станцию исключительно с целью разговора. Сигналы голосового спектра передаются по определенным телефонным линиям, через выделенное подключение. Обычные телефонные соединения требуют разветвленной сети телефонных станций, связанных закрепленными телефонными линиями, подвода волоконно-оптических кабелей и т.д. Высокие затраты телефонных компаний приводят к дорогим для абонентов междугородным разговорам. Выделенное подключение телефонной станции также имеет много избыточной производительности или времени простоя в течение речевого сеанса.

Интернет-телефония частично основывается на существующей сети закрепленных телефонных линий. Но главное, она использует самую передовую технологию сжатия голосовых сигналов, и полностью использует емкость телефонных линий. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной линии одновременно.

Основное преимущество пакетной телефонии для корпоративных пользователей - эффективное использование вложенных денежных средств за счет эксплуатации единой унифицированной телекоммуникационной сети. Было бы неправильно считать IP-телефонию идеальным средством передачи голоса. Как и любая, пусть самая совершенная технология, IP-телефония имеет свои минусы: необходимость набора длинной последовательности цифр, обязательное наличие у абонента ТА с тональным набором, недостаточное качество связи и др. Наиболее перспективными направлениями развития пакетной телефонии являются корпоративные мультисервисные сети связи (МСС) и организация альтернативной междугородной и международной телефонной связи.