Параметры, характеризующие звуковые сигналы

Параметры, характеризующие звуковые сигналы

Речь человека представляет собой совокупность звуковых колебаний. Колебательные движения частиц упругой среды – воздуха, вызывающие слуховое ощущение, называют звуком. Процесс распространения звуковых колебаний называют звуковой волной, а пространство, в котором распространяются звуковые волны – звуковым полем.

Скорость распространения звуковых колебаний в воздухе при нормальном атмосферном давлении и температуре 20º C – 343 м/ с. Причем, она изменяется в зависимости от влажности, атмосферного давления и температуры воздуха.

При распространении звуковых колебаний в каждой точке звуковой волны создается определенное давление воздуха, которое называется звуковым давлением. По нему можно судить о силе звука. Звуковое давление в Международной системе единиц выражается в паскалях (Па).

 Звуковая волна в каждой точке характеризуется определенной интенсивностью (силой звука). Сила (интенсивность) звука – энергия звуковой волны, проходящая в одну секунду через площадь в один квадратный метр, расположенную перпендикулярно направлению распространения волны. Интенсивность звука выражается в Вт/м².

Звуковая волна, встречая на своем пути тело, способное колебаться, приводит его в колебательное движение. Так, достигая ушной раковины человека, звуковая волна приводит в колебательное движение систему органа слуха, которая передает эти колебания в кору большого полушария головного мозга, где они и создают ощущение звука.

Простейшим колебанием является гармоническое, или синусоидальное колебание, которое характеризуется амплитудой А, периодом Т и частотой f.

                       Р, Па

                0     А                            t    

 

                               Т

 

Рис. 1. Гармоническое (синусоидальное) колебание

Время, в течение которого происходит одно колебание, называется периодом колебания (секунды). Число колебаний в одну секунду называется частотой колебания (герцы). f =1/Т, Т=1/ f. Наибольшее отклонение, которого достигает колеблющееся тело за период колебания (считая от положения равновесия), называется амплитудой колебания. Чем больше амплитуда, тем больше звуковое давление и сильнее звук.

Простые синусоидальные колебания в природе встречаются редко. В телефонии мы всречаемся со сложными звуковыми колебаниями, состоящими из большего или меньшего числа простых колебаний. Звуки речи образуются в результате прохождения воздушного потока из легких человека через голосовые связки и полость рта и носа. Голосовой аппарат человека создает звуковые колебания с частотами 80-12000 Гц, а ухо человека может воспринимать звуковые колебания с частотами 16-20000 Гц. В процессе разговора происходит усиление отдельных областей частот, так называемых формант, которыми определяется разборчивость речи. Большинство формант расположено в полосе частот 300-3400 Гц. Эта часть спектра называется эффективно передаваемой полосой частот иявляется стандартом для всех телефонных линий. Она рекомендована Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ) для телефонной передачи. Итак, параметры речевых сигналов:

1. Эффективно передаваемая полоса частот (полоса разборчивости речи) (300-3400 Гц).

2. Средняя мощность телефонного сигнала в интервалах активности (в отсутствие длинных пауз) составляет 88 мкВт.

3. Максимальная мощность телефонного сигнала равна 2220 мкВт.

4. Минимальная мощность телефонного сигнала, который еще слышен на фоне шумов, принята равной 0,22 мкВт.

5. Динамический диапазон речевого сигнала Dc = 10×lg (Pmax/Pmin) = 10×lg (2220/0.22) = 40 (дБ). Он характеризует диапазон изменения мощности звуков речи.

Слуховое восприятие звука

Существуют три элемента слухового восприятия:

1. Высота (тон).

Она зависит от частоты звукового колебания. С возрастанием частоты колебаний увеличивается высота звука вплоть до частот, при котором ухо уже не воспринимает звуковые колебания.

2. Громкость.

Громкость зависит от звукового давления. Звуковое колебание частоты, при которой громкость минимальна и звук едва слышен, называют порогом слышимости. Верхний предел восприятия интенсивности звука называют порогом болевого ощущения. Область звуковых колебаний, заключенная между частотными характеристиками порога слышимости и порога болевого ощущения называют областью слухового восприятия.

3. Тембр.

Определяется наличием в звуковых колебаниях кроме колебаний основной частоты дополнительных колебаний с другими частотами.

Каждый звук голоса человека является сложным колебанием, состоящим из ряда простых колебаний, различающихся по частоте и силе, но характеризующихся частотой основного колебания (тона). Частота импульсов основного тона речи лежит в пределах от 50-80 Гц (очень низкий голос – бас) до 200-250 Гц (женский и детский голоса). При телефонной передаче нужно учитывать адаптацию слуха и маскировку звуков. Адаптация (приспособляемость) слуха – это свойство уха менять во времени порог слышимости в зависимости от уровня внешнего звукового воздействия. Явление ослабления слышимости полезного звука на фоне одновременно воздействующего меняющегося звука называется маскировкой звуков.

Классические ТА

К классическим телефонам относятся электромеханические приборы, в которых могут использоваться и полупроводниковые элементы вплоть до транзисторов. Телефоны, которые содержат хотя бы одну интегральную схему, будем называть электронными телефонами.

В классических ТА можно выделить пять основных функциональных блоков: звонок, рычажный переключатель (РП), разговорная схема, номеронабиратель (НН), микротелефонная трубка (микрофон и телефон). Каждый из этих блоков в том или ином виде присутствует в любых ТА, в том числе и в электронных, беспроводных и сотовых. Но их схемы намного сложнее и для построения этих узлов используется другая элементная база.

Функциональная схема ТА

В состоянии покоя к линии с помощью контактов 1-2 рычажного переключателя РП подключен вызывной прибор, который в любой момент принимает вызов от телефонной станции. Когда трубка положена на рычажный переключатель, постоянный ток потребляемый линией от центральной батареи (U_пост= 60 В) равен току утечки. При ответе на вызов или для вызова абонентом телефонной станции с ТА снимается микротелефонная трубка, контакты 1-2 размыкаются и отключают вызывные приборы, а контакты 1-3 замыкаются и к линии подключаются разговорные приборы. При снятии трубки к линии телефонной станции в качестве нагрузки подключается микротелефонная трубка, поэтому напряжение на линейных зажимах ТА падает до 5-15 В, в зависимости от класса ТА. Это воспринимается станцией как сигнал ответа или вызова станции абонентом. Номеронабиратель передает на АТС адресную информацию.

 

 

Л1               РП

        1 3

2

                    

                       

 

                       Н2            

 

                       НН            Н1

Л2                                                                                                                

Рис. 3. Функциональная схема ТА

Вызывным прибором в ТА является звонок переменного тока, преобразующий вызывной электрический сигнал частотой 25 Гц в звуковой сигнал. К разговорным приборам ТА относятся микрофон и телефон. Для удобства пользования они конструктивно объединены в одно общее устройство, называемое микротелефонной трубкой.

Для связи отдельных элементов разговорной части схемы ТА и согласования сопротивления микрофона с входным сопротивлением линии предназначен трансформатор. В схему телефонного аппарата входят также конденсаторы, резисторы, полупроводниковые элементы.

МИКРОФОНЫ

Микрофон – это устройство, предназначенное для преобразования звуковых колебаний в электрические. По конструкции и принципу преобразования колебаний микрофоны подразделяются на угольные, электродинамические, электромагнитные, электростатические (конденсаторные и электретные) и пьезоэлектрические. В ТА в основном используются угольные, электретные и электродинамические.

Рис. 4. Устройство угольного микрофона

 

Работа угольного микрофона основана на изменении сопротивления угольного порошка под действием звуковых колебаний. Угольный микрофон включается в цепь постоянного тока (батарея Б) и нагружен на сопротивление R_н (представляющее собой почти весь тракт телефонной передачи).

Преобразование звуковых колебаний в электрические рассмотрим на графике изменения звукового давления Р, сопротивления угольного порошка R_н и тока в цепи микрофона I_м.

Когда на мембрану звуковые колебания не воздействуют (состояние покоя), угольный порошок микрофона имеет сопротивление R₀ и в цепи микрофона проходит ток I₀ (отрезок времени 0 – t₁). В момент времени t₁  на микрофон начинает воздействовать увеличивающееся давление. Мембрана микрофона вместе с подвижным электродом ПЭ начинает передвигаться в сторону неподвижного электрода НЭ, угольный порошок будет сжиматься и сопротивление микрофона уменьшается, а ток, проходящий через микрофон, увеличивается. В момент времени t₂ давление на мембрану и величина тока будут максимальны, а сопротивление минимально. С момента t₂ давление уменьшается, мембрана микрофона и подвижный электрод удаляются от неподвижного электрода, проходят исходное состояние и в момент t₃ расстояние между электродами будет максимальным. Угольный порошок при этом имеет наибольшее сопротивление, а ток наименьшее значение.

Анализируя наши графики можно сделать вывод: под действием звукового давления в цепи микрофона протекает пульсирующий ток, следовательно, микрофон преобразует звуковые колебания в электрические.

Средняя мощность звуковых колебаний Р_зв , действующая на мембрану во время разговора, равна примерно 1 мкВт, а средняя мощность, отдаваемая микрофоном на согласованную нагрузку, - 1-2 мВт. Поэтому угольный микрофон является не только преобразователем одного вида энергии в другой, но и усилителем мощности с акустическим коэффициентом усиления К равным 1000-2000. Угольный микрофон управляет величиной тока в цепи батареи Б. Поэтому в цепи угольного микрофона можно получить большую мощность переменного тока звуковой частоты, чем падающая на него мощность звука.

P

 

 P₀

 

                                                            t 

 

R_m

 

 R₀

 

                                                           t   

 

 

I_m

 

 I₀

 

t₁ t₂  t₃ t₄                                                t

 

Рис. 5. Преобразование звуковых колебаний в электрические в угольном микрофоне

Сопротивление угольного порошка зависит от сорта и величины зерен, их термической обработки, плотности соприкосновения зерен между собой, конструкции угольной ячейки. Между зернами образуются контактные мостики, которые создают пути току между неподвижным и подвижным электродами.

 Сопротивление микрофона также зависит от его положения в пространстве. R_min – когда плоскость мембраны микрофона расположена вертикально. При отклонении от такого положения в обе стороны сопротивление увеличивается. R_max – когда плоскость мембраны микрофона расположена горизонтально и порошок ссыпается с одного электрода и сосредотачивается у другого. В микрофонном капсюле МК-10 сопротивление может возрастать в пять раз. Для микрофона МК-16 этот показатель равен 1,5.

Сопротивление микрофона уменьшается с возрастанием тока питания. При больших токах питания может произойти спекание угольных зерен и микрофон выйдет из строя.

В ТА применяются низко-, средне- и высокоомные микрофоны. Величина сопротивления определяется диаметром зерен угольного порошка и их термической обработкой. Низкоомные микрофоны с сопротивлением 20-80 Ом используются в аппаратах системы МБ; высокоомные, с сопротивлением 100-260 Ом – во всех других аппаратах.

Электретные микрофоны

Чтобы разобраться в том, как работает электретный микрофон, рассмотрим схему, поясняющую принцип работы конденсаторного микрофона.

 

                                 - + Б

                                                     R    Выход                           

 

 

 

Рис.6. Схема включения конденсаторного микрофона

 

Мембрана и электрод выполнены из электропроводного материала и разделены изолирующим кольцом, т.е. представляют собой конденсатор. Жестко натянутая мембрана под действием звукового давления совершает колебательные движения относительно неподвижного электрода. Конденсатор включен в электрическую цепь последовательно с источником постоянного тока и нагрузочным сопротивлением. При колебаниях мембраны емкость конденсатора меняется с частотой воздействующего на мембрану звукового давления, поэтому изменяется и напряжение на обкладках конденсатора. В электрической цепи появляется переменный ток той же частоты, и на нагрузочном сопротивлении возникает переменное напряжение, которое является выходным сигналом микрофона. Конденсаторный микрофон является емкостным преобразователем, емкость которого лежит в пределах 30-150 пф. Следовательно, внутреннее сопротивление такого микрофона на низшей частоте рабочего диапазона составляет десятки и сотни мОм. Сопротивление нагрузки микрофона должно быть значительно больше его внутреннего сопротивления, или равным ему. Поэтому такие микрофоны обладают высоким выходным сопротивлением. Для его уменьшения в корпус микрофона встраивается истоковый повторитель на полевом п-канальном транзисторе. (рис. а). Это позволяет понизить выходное сопротивление до 3-4 кОм. При этом уменьшаются потери сигнала при подключении выхода микрофона ко входу усилителя сигнала микрофона. Усилитель подключается для усиления выходного сигнала микрофона.

Электретные микрофоны по принципу работы являются теми же конденсаторными, но в них отсутствует отдельный источник поляризованного напряжения. Постоянное напряжение в них обеспечивается зарядом электрета (диэлектрика), тонким слоем нанесенного на мембрану. Этот диэлектрик способен заряжаться в сильных электрических полях и при высокой температуре сохранять заряд продолжительное время. Этот заряд сохраняется свыше 30 лет. Электретные микрофоны обладают повышенными электроакустическими и техническими характеристиками и обеспечивают более разборчивую передачу речи по телефону.

 

 

                                             

а)                                              б)     

 

Рис. 7. Внутренние схемы электретных микрофонов (а) и (б) и схема подключения электретного микрофона с двумя выводами

 

У электретных микрофонов с двумя выводами выход микрофона выполнен по схеме усилителя с открытым стоком (рис.б).

Телефоны (1 час)

Телефон это устройство, где происходит преобразование электромагнитных колебаний в звуковые. По конструкции и принципу действия телефоны бывают различных типов: электромагнитного, электродинамического, конденсаторного, пьезоэлектрического.

Работа электромагнитных телефонов основана на взаимодействии магнитных потоков, создаваемых постоянным магнитом и электромагнитом телефона, воздействующих на мембрану телефона. Основными частями ЭМ-телефона являются мембрана М, электромагнит, содержащий две полюсные надставки ПН с обмотками О, постоянный магнит ПМ. Все детали помещены в пластмассовый корпус, закрытый крышками с отверстиями. Мембрана удерживается силой постоянного магнита и дополнительно зажимается по краю крышкой.

 

 

    

                                                                      

 

Рис. 8. Устройство электромагнитного телефона

 

В обмотке О протекает разговорный переменный ток. В зависимости от направления этого тока, создаваемый им переменный магнитный поток либо увеличивает начальную силу притяжения мембраны, либо уменьшает ее. В результате возникают колебания мембраны с амплитудой А_м, что приводит к возникновению звуковых колебаний. Так происходит преобразование телефоном электрических колебаний в звуковые. Постоянный магнит позволяет повышать чувствительность телефона и снижать нелинейные искажения. Без постоянного магнита мембрана притягивается к якорю электромагнита как при положительной так и при отрицательной полуволнах тока. Это удваивает частоту ее колебаний в сравнении с частотой проходящего по обмоткам телефона тока. Следовательно удваивается частота передаваемой речи, что приводит к потере естественности голоса при телефонной передаче. Кроме того, амплитуда колебаний мембраны в этом случае незначительна и акустический эффект был бы минимален. Постоянный магнит обеспечивает преобразование электрических колебаний в звуковые с частотой, соответствующей частоте тока, протекающего по обмоткам телефона. При этом минимальные допустимые нелинейные искажениях составляют 2-3%, и достигается максимальный акустический эффект.

Пьезоэлектрические телефоны

Принцип действия этих телефонов основан на обратном пьезоэлектрическом эффекте. Деформирующийся под действием приложенного напряжения пьезоэлемент, приводит в движение мембрану телефона, которая вызывает звуковые колебания.

 

Параметры телефонов

Качество телефона как преобразователя электрической энергии в звуковую характеризуется следующими параметрами:

1. чувствительность – отношение звукового давления Р (Па), развиваемого телефоном к переменному напряжению, приложенному к его зажимам S_т= P/ U (Па/В)

2. частотная характеристика чувствительности телефона – зависимость чувствительности от частоты при постоянной величине действующего напряжения на зажимах телефона.

Для сравнения различных телефонов пользуются следующими параметрами: средней чувствительностью и коэффициентом неравномерности частотной характеристики.

Средняя чувствительность в заданном диапазоне определяется как среднее арифметическое значение чувствительности на различных частотах этого диапазона.

S_{т ср}= (S_т1 + S_т2 + … + S_{т n} )/ n,

где n – число частот, на которых определяется чувствительность.

Коэффициент неравномерности частотной характеристики телефона определяется как

∆ S_т= 20 lg S_{т max}/ S_{т min} (дБ)

Выполнение телефона в виде капсюля приводит к неравномерности частотной характеристики чувствительности из-за конечных размеров мембраны и наличия акустических объемов – резонаторов. Для уменьшения неравномерности характеристики производят снижение добротности резонаторов за счет введения акустического трения в области резонансных частот мембраны с помощью акустических перегородок. Это приводит к тому, что объем воздуха между мембраной и акустической перегородкой вместе с воздухом, колеблющимся в отверстиях перегородки, уменьшают колебания мембраны на резонансной частоте.

                                         ЗВОНОК

Звонок служит для приема сигнала вызова с АТС и представляет собой электромагнитное устройство, преобразующее вызывной электрический сигнал переменного тока в звуковой. Звуковой сигнал создается ударами бойка о металлические звонковые чашки. В ТА используются поляризованные звонки различных типов, которые размещены внутри корпуса телефона.

Постоянный магнит создает постоянную полярность сердечника, поэтому звонок называют поляризованным.

Работа: При вызове незанятого телефона оборудование телефонной станции посылает в линию короткие импульсы переменного сигнала с напряжением 16-110 В и частотой 16-50 Гц. Этот сигнал возбуждает в обмотках звонка переменное магнитное поле. Создаваемый этим полем переменный магнитный поток взаимодействует с магнитным потоком постоянного магнита и попеременно ослабляет силу притяжения одного и увеличивает силу притяжения другого электромагнита. Электромагнит попеременно притягивает или отталкивает якорь. Якорь перемещается на своей оси, а скрепленный с ним боек, ударяет по двум металлическим чашкам эвонка. За один период переменного тока боек ударяет по каждой чашке один раз. При частоте тока 25 Гц боек ударяет по чашкам 50 раз.

Отрегулированный звонок должен обеспечивать уровень громкости звука на расстоянии 0,5 м от ТА не менее 70-75 Дб при вызывном напряжении 50 В и частоте 25 Гц. Чашки звонка несколько смещены относительно центра. Это позволяет их поворотом регулировать громкость и мелодичность звучания звонка.

В настоящее время на смену электромеханическим звонкам приходят электронные. Они построены на базе специализированных ИС и используют пьезоэлектрические преобразователи в качестве звукоизлучателей. Такие звонки меньше, легче, дешевле в производстве и издают мелодичный звук.

 

                                                                                                   

Рис. 9. Звонок поляризованного типа

1 – якорь

2 – постоянный магнит

3 – две электрические обмотки, соединенные между собой последовательно

4 – металлическая чашка

5 – боек

6 – винт

7 – ось якоря

Номеронабиратели

Номеронабиратель (НН) обеспечивает передачу адресной информации на АТС для установления требуемого вызывающим абонентом соединения. Номер передается путем прерывания цепи постоянного тока, проходящего через ТА, а значит и через приборы АТС. Для набора номера используются импульсные (Н₁) и шунтирующие (Н₂) контакты НН. По конструкции номеронабиратели бывают: дисковые с импульсным набором номера, кнопочные с импульсным набором номера и кнопочные с тональным набором номера.

НН телефонного аппарата, с помощью которого передача адресной информации осуществляется при возвращении заводного диска в исходное состояние, называется дисковым номеронабирателем (ННД).

При заводе диска номеронабирателя замыкаются шунтирующиеся контакты, выключающие разговорные приборы. Это делается для уменьшения влияния реактивных элементов (L, C) схемы на передачу номерной информации (может изменяться форма импульсов). Сопротивление аппарата тогда приближается к нулю. При возвращении диска в исходное состояние импульсные контакты размыкают цепь тока, что воспринимается прибором станции. ННД имеет следующие основные части:

1. заводной пальцевый диск;

2. пальцевый упор;

3. заводную пружину;

4. импульсную звездочку (размыкает и замыкает импульсные пружины, посылая тем самым импульсы на станцию в соответствии с набранной цифрой);

5. импульсные и шунтирующие контакты.

Для надежной работы приборов АТС НН должен обеспечивать стабильность частоты посылки импульсов и постоянное соотношение между временем размыкания и временем замыкания импульсных контактов. Во всех типах номеронабирателей частота посылки импульсов равна 10 имп./с. Отношение времени размыкания ко времени замыкания импульсных контактов называется импульсным коэффициентом. К= t_р / t_з

 

                 

 

 

Рис.10. Изменение тока в цепи при наборе номера

На рисунке представлено изменение тока в цепи при наборе номера 41 (здесь t_р – время размыкания – 61,5 мкс, а t_з – время замыкания контактов – 38,5 мкс). В отечественных НН он принимается равным 1,6 с допустимыми отклонениями от 1,4 до 1,8. При наборе номера НН должен обеспечивать минимальное межсерийное время 500 мс. Межсерийное время – время между набором двух цифр номера. Время набора одной цифры в ННД равно 1,5 сек.

На временной диаграмме работы дискового НН показан принцип формирования импульсной последовательности, управляющей работой АТС при наборе номера 31. Значение цифровой паузы не нормируется и меняется в зависимости от скорости вращения диска и значения цифры номера.

Кнопочные номеронабиратели (ННК) обеспечивают передачу адресной информации при нажатии кнопок. Они делятся на ННК с многочастотным способом передачи адресной информации и ННК с импульсным способом передачи адресной информации.

В ННК с импульсным способом передачи информации на передачу одной цифры затрачивается примерно 0,75с. В современных конструкциях кнопочных номеронабирателей нажатие кнопок можно производить, не дожидаясь передачи предыдущей серии импульсов. Это удобно при использовании и ускоряет набор номера. Время передачи каждой цифры номера в ТА с ННК такое же, что и в случае с дисковым НН, но общее время набора за счет уменьшения межцифровой паузы заметно сокращается. Это сокращает занятость оборудования АТС примерно на 20%. На рис. показана временная диаграмма работы ННК. «Дребезг» - переходный процесс, который возникает при нажатии клавиши в связи с коммутационными эффектами. Межцифровая пауза может программироваться.

ННК с многочастотным способом передачи передают на станцию информацию о каждой цифре номера уникальной комбинацией двух звуковых частот. Причем используются две группы звуковых частот, одна – в нижней части речевого диапазона, вторая – в верхней ее части. Все частоты подобраны так, чтобы ни одна из них не была гармоничной с другой. Это уменьшает вероятность ложного срабатывания вследствие случайных шумов и увеличивает эффективность системы. Этот способ получил название двухтонального многочастотного набора (DTMF) или просто частотного набора. Телефон оборудованный DTMF-набором вместо диска имеет многочастотную тастатуру.

DTMF-сигналы вырабатываются звуковым генератором, выполненным на дискретных компонентах с использованием индуктивно-емкостных контуров. Если никакая клавиша не нажата, все контакты клавиатуры разомкнуты, конденсаторы отключены от отводов катушек индуктивности и резонансные контуры отсутствуют. При нажатии клавиши замыкаются два контакта – строковый и столбцовый и образуются два резонансных контура. Дополнительным переключателем, связанным одновременно со всеми клавишами, к схеме подключаются активные элементы – транзисторы. В схеме начинают генерироваться звуковые колебания с соответствующими частотами. После их объединения полученный DTMF-сигнал поступает в телефонную линию. При отпускании клавиши генераторы отключаются.

                   

 

 

Рис. 13. DTMF-кнопочная клавиатура (тастатура)

 

Основные требования к DTMF-генераторам: стабильность в широком диапазоне питающих напряжений, отклонение каждой частоты не более 15%, длительность двухчастотной посылки не менее 40 мкс, паузы – не менее 25 мкс.

Использование DTMF-сигналов обеспечивает намного более быстрый набор, чем с помощью дискового номеронабирателя. DTMF-цифра может быть послана и интерпретирована телефонной станцией за 100 мкс. Сюда входит время передачи, декодирования цифры и межцифровая пауза. Дисковый НН только на один импульс затрачивает 100 мкс. Поэтому для набора цифры "9" ему потребуется 900 мкс.

Такие номеронабиратели используются при работе с электронными и квазиэлектронными АТС.

 

 

Л2. ДИСКОВЫЕ И КНОПОЧНЫЕ ТЕЛЕФОННЫЕ АППАРАТЫ (ТА)

Рис. 15. Вызов абонента станцией

· При ответе на вызов или вызове станции абонентом снимается микротелефонная трубка и рычажный переключатель отключает звонок от линии. Микрофон получает питание от станционной батареи по проводам абонентской линии;        Тр

                                                 Л2   

                                                                                      М

 

                                                  Л1                          

Рис. 16. Вызов станции абонентом

· При наборе номера в линию включены импульсные контакты ИК номеронабирателя, а все остальные элементы схемы ТА отключены шунтирующими контактами ШК номеронабирателя. Исключение составляют элементы искрогасительного контура (резистор R и конденсатор C). Резистор R и конденсатор C подключены параллельно импульсным контактам номеронабирателя (устраняют искрение контактов при их замыкании-размыкании).

                 Л2                                                ШК

                                               С     R

 

                 Л1

                                                            ИК       

                                                                      

                                Рис. 17. Цепь набора номера                                        

 

· Во время разговора подключается разговорная схема ТА, выполненная по противоместной схеме мостового типа или противоместной схеме компенсационного типа. Разговорная схема выполняет следующие функции:

1. корректирует величину потребляемого тока в зависимости от длины телефонной линии.

2.  осуществляет перераспределение входных и выходных сигналов между телефонной линией, микрофоном, номеронабирателем и телефоном.

3.  выполняет некоторые сервисные и предохранительные функции: антизвонную (наводки в линии) и отключение приемника (телефона).

4. существенно ослабляет местный эффект

Прослушивание через телефон своего аппарата местных шумов и собственной речи при разговоре называется местным эффектом.

Под маскировкой звуков подразумевается явление полного пропадания или ослабления слышимости полезного сигнала на фоне мешающего звука. Наиболее сильно маскирующее действие оказывают звуки низкой частоты. Под адаптацией слуха подразумевают свойства уха "приспосабливаться" к перегрузке (громким звукам). В ТА местный эффект вызывают шумы помещения, собственная речь и т.д., которая воздействует на ухо абонента одновременно с полезным сигналом приема, при этом сигнал приема маскируется. Чтобы этот эффект ослабить, в ТА используются разговорные противоместные схемы. Большинство ТА построены по противоместной схеме мостового типа. В мостовой схеме микрофон, телефон, R телефонной линии и R балансного контура связаны между собой тремя обмотками трансформатора: линейной (I), балансной (II) и телефонной (III).

 

Л2                                                                 Тр

                                           Т

                      I                         III          II

         

Л1            М                                                                                       

                                                                                                        

 

Рис. 18. Разговорная цепь при мостовой противоместной схеме

 

При исходящем разговоре переменный ток от микрофона разветвляется и проходит по обмоткам I и II в противоположных направлениях (сплошные стрелки). Когда магнитные потоки, созданные этими токами в обмотках равны, они компенсируют друг друга и практически не воздействуют на обмотку III. В ней индуцируется только незначительная ЭДС. В результате этого в обмотке телефона ток практически не проходит и шумы помещения и свой разговор не слышен (полное уничтожение местного эффекта возможно лишь для одной частоты и при определенном сопротивлении линии). В реальных условиях местный эффект полностью не уничтожается, а лишь ослабляется, так как сопротивление линии колеблется в широких пределах (от 0 до 1000 Ом), а речь передается в полосе частот 300…3400 Гц.

При входящем разговоре (прием речи) ток с линии проходит по обмоткам трансформатора в одном направлении (Л2→обмотка I трансформатора→ обмотка II трансформатора→БК→Л1), вследствие чего магнитные потоки складываются и в обмотке III индуцируется значительной величины ЭДС, под действием которой начинает протекать переменный ток в обмотке телефона. В результате телефон воспроизводит переданную из другого ТА речь.

В противоместных компенсационных схемах параллельно телефону и обмотке III, подключается сопротивление называемое компенсационным.

                       

     Л2