Телефонный аппарат. Принципы. Устройство

В качестве примера на рис. 1.1 приведен внешний вид самого обычного телефонного аппарата, предназначенного для ведения телефонного разговора.

Обычный телефонный аппарат способен выполнять восемь основных функций, которые обеспечивают предоставление услуг абоненту.

Рис. 1.1. Телефонный аппарат (Благодаря любезности компании Radio Shack)

Он очень прост как по внешнему виду, так и по устройству, хотя и обладает способностью выполнять на удивление большое количество функций, наиболее важными из которых являются следующие:

1. Аппарат позволяет использовать систему телефонной связи после того, как телефонная трубка снята с рычагов аппарата.

2. Аппарат сигнализирует, что система телефонной связи готова к предоставлению услуг путем подачи специального сигнала, получившего название «сигнал готовности набора номера» (или просто — гудок в телефонной трубке).

3. Аппарат посылает набираемый номер в систему связи. Номер набирается абонентом, когда он нажимает кнопки набора (либо же вращает диск номеронабирателя в старых моделях телефонных аппаратов).

4. Аппарат информирует абонента о состоянии, в котором находится процесс устанавливаемого соединения, путем подачи специальных сигналов (вызов абонента, вызываемый номер занят и т.п.).

5. Аппарат сигнализирует о поступлении вызова другого абонента звонком или каким-нибудь иным звуковым сигналом.

6. Аппарат преобразует речь говорящего по телефону абонента в электрические сигналы, которые передаются второму собеседнику по системе телефонной связи. Он также преобразует электрические сигналы, поступающие с другого, иногда удаленного на очень значительные расстояния, телефона в речевой или иной воспринимаемый органами слуха человека звуковой сигнал.

7. Аппарат автоматически адаптируется к изменениям питающего его напряжения.

8. Аппарат автоматически сигнализирует системе связи об окончании разговора после того, как говорящий «повесил трубку».

Совершенно естественно, что для того чтобы телефон работал, он должен быть соединен с другим телефонным аппаратом. На заре развития телефонной связи аппараты были просто постоянно соединены друг с другом электрическими проводами. По мере увеличения количества телефонов такое решение оказалось малопрактичным, поэтому были созданы местные и центральные телефонные станции, задачами которых было установление соединения между отдельными аппаратами, а также выполнение ряда других функций по установлению связи.

Абонентская линия связи.Каждый абонентский аппарат соединяется с центральной телефонной станцией, которая достаточно часто является районной АТС и накоторой установлено коммутационное оборудование, сигнальное оборудование и станционные батареи, обеспечивающие напряжение постоянного тока, необходимое для работы телефонов. Схема подключениятелефонного аппарата к телефонной станции приведена на рис. 1.2

Рис. 1.2. Упрощенная электрическая схема соединения телефонного аппарата и районной телефонной станции (приводится по книге: D. L. Cannon and G. Luecke, Understanding com- munication systems, SAMS, a Division of Macmillan Computer Publishing, 1984)

Каждый телефонный аппарат через абонентскую или местную линию связи соединяется с районной телефонной станцией двумя проводами, получившими название телефонной пары обозначается буквой Т (от tip — штекер), а второй — буквой R (от ring — кольцо), использовавшихся в штекерных разъемах, применяемых телефонистками на первых коммутационных панелях при ручном установлении соединения. В ряде стран, включая страны Соединенного королевства Великобритании, эти провода получили названия А-провод и В-провод соответственно.

Переключение соединения на районной или центральной телефонной станции осуществляется в соответствии с управляющими импульсами, передаваемыми при наборе номера с телефона вызывающего абонента (либо же тональными сигналами), в результате которых производится соединение вызывающего телефонного аппарата с вызываемым аппаратом. После того как соединение установлено, два телефона оказываются соединенными с использованием трансформаторно связанных шлейфов, в которых используется ток от аккумуляторных батарей центральных (районных) телефонных станций.

Пара электрических проводов соединяет телефонный аппарат с центральной (районной) телефонной станцией. Такое соединение получило название местной или абонентской линии связи. Один из соединительных проводов получил обозначение Т по названию соединительного штекера, или головки штекера, (Т — от англ. tip), а второй — R от названия гнезда, кольца или шейки штекера (R — от англ. ring).

Осуществление вызова.Пока телефонная трубка лежит на рычагах телефонного аппарата, которые под ее весом воздействуют на контакты переключателя рычагов телефонной трубки, контакты переключателя остаются разомкнутыми. О таком положении телефонной трубки принято говорить, что она лежит на рычагах. Электрическая цепь между телефонной трубкой и центральной телефонной станцией будет разомкнута. Однако цепь вызывного сигнала (цепь звонка) в телефоне всегда подключена к центральной телефонной станции, как это показано на рис. 1.2. Конденсатор C препятствует протеканию постоянного тока от аккумуляторной батареи, однако он пропускает переменный ток сигнала вызова. (Цепь звонка имеет высокое собственное сопротивление для речевого сигнала, поэтому она не оказывает влияния на его прохождение.)

Когда телефонная трубка снята с рычагов телефонного аппарата, телефонная станция посылает на вызывающий телефонный аппарат сигнал готовности набора номера.

Как только телефонная трубка снимается с рычагов, подпружиненные кнопки освобождаются и замыкают контакты. Замкнутые контакты переключателя замыкают абонентскую линию связи, соединяющую телефон с центральной телефонной станцией, по линии начинает протекать электрический ток. О таком состоянии принято говорить, что телефонная трубка снята с рычагов. (Такие архаичные выражения, как «трубка лежит на рычагах», «трубка снята с рычагов» или «повесить трубку» пришли из тех далеких времен, когда приемная трубка телефона, преобразующая электрический сигнал в звуковой, была выполнена в виде отдельного элемента и в случаях, когда не использовалась для разговора, висела на специальном рычажном выключателе, — рис. 1.3. Это также объясняет, почему многие люди продолжают относиться к телефонной трубке как к приемной телефонной трубке даже в наши дни.)

Рис. 1.3. Одна из первых моделей телефонного аппарата, у которого приемная телефонная трубка была выполнена отдельно и подвешивалась на специальном рычажном выключателе

На электрической схеме телефонного аппарата, приведенной на рис. 1.2, постоянный ток протекает через контакты рычагов трубки, контакты номеронабирателя, катушку индуктивности, а также через телефонный и микрофонный капсюли, конструктивно объединенные в единой телефонной трубке. В телефонах с электронными схемами постоянный ток также питает внешние дополнительные цепи, поэтому величина тока, протекающего по линии связи, должна быть несколько больше.

Цепь постоянного тока имеет высокое сопротивление для протекания сигнала переменного тока, что обеспечивает такие условия для протекания постоянного тока, при которых не происходит замыкания полезного речевого сигнала. Сигнал, протекающий по замкнутой цепи (иногда говорят — шлейфу телефона) при поднятой трубке, информирует районную телефонную станцию, что кто-то захотел поговорить по телефону. В свою очередь районная телефонная станция посылает на данный телефонный аппарат сигнал готовности набора номера, который позволяет звонящему быть уверенным, что телефонная станция готова принять и обработать сигналы набираемого номера. (Телефонный номер можно также рассматривать в качестве своеобразного адреса, по которому будет отправлено речевое сообщение.)