Влияние длины проводов линии связи или шлейфа

Величина сопротивления электрических цепей телефонного аппарата, используемого на территории США, составляет, как правило, 400 Ом при измерении между точками X и Y, указанными на схеме рис. 2.7б (цепь шлейфа линии связи должна быть отсоединена). Оно определяется сопротивлениями, обозначенными как RTR и RINT, при этом RINT представляет в сумме все остальные сопротивления, за исключением сопротивления RTR.

В полное сопротивление электрической цепи телефона также должно быть включено сопротивление проводов витой пары. Чем длиннее линия связи, тем выше сопротивление и, следовательно, тем меньше будет сила тока в цепи. Так как пределы изменения величины сопротивления микрофона остаются постоянными, то при увеличении длины линии относительные изменения величины тока, которые вызваны изменением сопротивления микрофона относительно среднего значения тока в цепи, будут уменьшаться.

Резистор RL представляет сопротивление обоих проводов линии связи. Оно меняется с изменением расстояния до районной АТС: чем больше расстояние, тем длиннее провода, тем выше их сопротивление. Резистор RB представляет согласующий резистор, установленный на районной АТС; для упрощения рассмотрения его величина принимается равной нулю.

Величина тока IL, протекающего по шлейфу, определяется по закону Ома:

Напряжение АТС, которое применяется на телефонных станциях США, составляет обычно 48В, следовательно, ток будет определяться выражением:

Общее сопротивление шлейфа (RTR + RINT + RL) становится больше, если увеличивается расстояние между телефонным аппаратом и районной АТС, следовательно, величина тока, протекающего в шлейфе, уменьшается. К тому же, при увеличении общего сопротивления шлейфа относительный вклад изменения величины сопротивления микрофона RTR в общую величину становится все меньше.

Следовательно, для одного и того же уровня речевого сигнала относительные изменения величины тока в шлейфе становятся все меньше по мере увеличения длины линии связи. Это приводит к снижению уровня речевого сигнала, который поступает на телефон вызываемого абонента. Такое явление нельзя рассматривать в качестве положительного, поэтому были разработаны методы автоматической компенсации сопротивления, учитывающие изменения длины линий связи.

Компенсация изменения сопротивления, связанного с изменением длины линии связи. Для облегчения и создания одинаковых условий пользования телефонами необходимо, чтобы речевой сигнал всех телефонных разговоров поступал на телефонную станцию с примерно одинаковым уровнем (или громкостью речи) вне зависимости от длины абонентской линии связи. Для достижения такого положения все современные модели телефонных аппаратов оснащены схемами автоматической компенсации. На схеме, приведенной на рис. 2.7б, сопротивление варистора уменьшается, если ток шлейфа увеличивается при более короткой абонентской линии связи. Через варистор начинает протекать избыточная часть тока микрофона, поэтому величина тока, протекающего через микрофон, остается практически такой же, какой она была бы при большой длине шлейфа. Таким образом, варистор автоматически устанавливает уровень речевого сигнала, который поступит на телефонную станцию, делая его не зависящим от длины абонентской линии связи и сопротивления шлейфа.

В схему телефонного аппарата включен варистор, который автоматически шунтирует часть избыточного тока, протекающего через микрофон, что позволяет регулировать величину тока в достаточно широких пределах при изменении длины линии связи.

Искажения. Основное назначение микрофона — это производить выходной электрический сигнал, форма которого идентична форме входного звукового сигнала. Этот выходной сигнал называется аналоговым выходным сигналом, так как выходной электрический сигнал микрофона представляет собой как бы аналог (или подобие) акустического входного сигнала. Все отличия, возникающие между формами этих двух сигналов, получили название искажений. Некоторые виды искажений совершенно не воспринимаются слушателем, другие, наоборот, что называется «режут слух».

Наиболее очевидным видом искажения в телефонии является придание голосу говорящего «льстивых» оттенков речи. Часть искажений вызывается свойствами угольного микрофона, часть определяется тем, что голосовой канал имеет более узкую полосу пропускания по сравнению с частотным диапазоном голоса, и поэтому часть частот голосового спектра просто не передается во время телефонного разговора.

Это не ухудшает качество и различимость речи, однако слушатель всегда быстро определяет запись разговора, сделанную по телефонным проводам, сравнивая ее по качеству с записью, сделанной при воспроизведении речи с использованием высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры. Большая часть искажений, вызванных угольным микрофоном, может быть устранена в электронных телефонных аппаратах, в которых применяется активный усилитель сигнала и микрофон с малым уровнем искажений.

Угольный микрофон имеет присущие ему ограничения по частотным и динамическим характеристикам. Это приводит к искажениям речевого сигнала.