Преимущества использования метода двухтональных многочастотных сигналов. Микрофон

Коротко подводя итог, можно отметить, что метод двухтональных многочастотных сигналов, DTMF, пришел на смену методу импульсного набора в силу следующих преимуществ:

1. Снижения общего времени, затрачиваемого на набор номера.

2. Увеличения надежности работы телефонного аппарата вследствие использования полупроводниковых элементов и интегральных микросхем.

3. Возможности использования тонального набора для передачи сигналов между оконечными абонентами после установления соединения телефонной станцией (для передачи данных с небольшими скоростями потока).

4. Снижения требований к количеству необходимого для использования на телефонной станции оборудования.

5. Более высокой совместимости с телефонными станциями, управляемыми электронными (программируемыми) средствами.

Микрофон.Та часть телефона, в которую говорит абонент, называется микрофоном. Это устройство преобразует речь (энергию акустических колебаний) в синхронно изменяющийся с речью электрический ток (электрическую энергию), который может быть передан по системе связи в приемное устройство вызываемого телефона. Подавляющее количество используемых в настоящее время в телефонных аппаратах микрофонов почти ничем не отличаются от изобретенного более века тому назад Томасом А. Эдисоном.

Конструкция микрофона.Как показано на рис. 2.7а, старинный микрофон состоит из небольшого капсюля, полностью заполненного угольными гранулами.

Рис. 2.7.Устройство микрофона телефонного аппарата

Передняя и задняя части капсюля представляют собой металлические проводники, поэтому они изолированы одна от другой. Одна сторона капсюля выполнена так, что она находится в зафиксированном положении с помощью упора, который представляет собой часть гнезда в телефонной трубке.

Вторая часть капсюля прикреплена к диафрагме, которая может совершать колебательные движения синхронно с действием давления воздуха, вызываемого речью говорящего в трубку телефона абонента. Колебания диафрагмы изменяют силу давления, оказываемого ей на угольные гранулы. Если гранулы сжимаются под действием оказываемого на них давления, то электрическое сопротивление угольной массы снижается. Когда давление на гранулы снижается, они несколько раздвигаются и электрическое сопротивление капсюля возрастает.

Ток, протекающий по капсюлю микрофона, изменяется в зависимости от величины сопротивления угольной массы. Таким образом, изменяющееся давление воздуха, связанное с речью говорящего человека, превращается в синхронно изменяющийся электрический сигнал, который может передаваться по линии связи к другому абоненту. Конструктивно могут существовать различные модели микрофонов, однако принцип их работы ничем не отличается от только что описанного.

С течением времени угольные микрофоны становятся более шумными из-за того, что частички угля растрескиваются, и поэтому при перемещении телефонной трубки небольшие образовавшиеся угольные частички образуют случайным образом электрически проводящие ток мостики между остальными гранулами. Для устранения этой неприятности следует обратиться в ремонтную мастерскую и заменить микрофон, который отличается повышенным уровнем шума. По этой причине, а также для снижения искажений сигнала угольные микрофоны в современных моделях телефонов заменяются на другие типы микрофонов (см. следующие разделы данной главы).

Принцип работы микрофона.Для того чтобы понять, как величина тока в шлейфе зависит от уровня звука, следует обратиться к рис. 2.7б, на котором приведена упрощенная электрическая схема включения микрофона в схему. Микрофон с угольными гранулами на схеме представлен в виде переменного сопротивления RTR, величина которого изменяется синхронно с речью говорящего. Величина напряжения, приложенного к микрофону, остается постоянной. Следовательно, с изменением энергии звука изменяется сопротивление RTR микрофона, ток, протекающий по цепи, изменяется в точном соответствии с изменением звуковой энергии или интенсивностью звука.

Так как приложенное напряжение представлено другим источником энергии (электрической), то изменения величины электрического тока в цепи передают энергию на приемное устройство вызываемого телефона, которое, в свою очередь, воспроизводит акустическую энергию, превышающую по своему уровню ту, которая первоначально вызвала изменение электрического сопротивления в микрофонном капсюле передающего абонента. Таким образом, за счет дополнительного источника электрической энергии исходный акустический сигнал оказался усиленным.