Η ΤΗΛΕΦΩΝΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ (ΜΕΡΟΣ Α’) Slide 1 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών ENOTHTA 2η Η ΤΗΛΕΦΩΝΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ (ΜΕΡΟΣ Α’) 1. ΓΕΝΙΚΑ Είναι η συνδρομητική διάταξη με την οποία γίνονται οι τηλεφωνικές συνδιαλέξεις. Το τηλέφωνο περιλαμβάνει δύο βασικά μέρη:   Ø     Την κύρια συσκευή η οποία αποτελείται από: · Το μηχανισμό παλμοδοτήσεως (δίσκο επιλογής ή πληκτρολόγιο). Ο μηχανισμός αυτός παράγει για κάθε επιλεγόμενο ψηφίο ίσο αριθμό παλμών ρεύματος. Οι παλιότερες συσκευές χρησιμοποιούσαν δίσκο επιλογής ενώ οι πιο σύγχρονες χρησιμοποιούν το πληκτρολόγιο, όπου η επιλογή ενός ψηφίου γίνεται με πίεση του αντίστοιχου πλήκτρου.

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 2 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών ·  Το ηλεκτρικό κουδούνι. Αυτό ειδοποιεί τον συνδρομητή ότι κάποιος τον καλεί στο τηλέφωνό του. Το κουδούνι διεγείρεται με εναλλασσόμενο ρεύμα συχνότητας 25 Ηz που διοχετεύεται από τη μηχανή κλήσεων και σημάτων του τηλεφωνικού κέντρου. · Την πλακέτα εξαρτημάτων. Αυτή περιλαμβάνει τα απαραίτητα στοιχεία του ηλεκτρικού κυκλώματος της συσκευής (αντιστάσεις, πυκνωτές, μετασχηματιστής κλπ.) καθώς και τον επαφέα του αγκίστρου. Ø     Το μικροτηλέφωνο το οποίο αποτελείται από: ·  Το μικρόφωνο. Αυτό έχει ως λειτουργικό σκοπό τη μετατροπή των ακουστικών κυμάτων ομιλίας σε ανάλογο ηλεκτρικό σήμα. ·   Το ακουστικό. Αυτό εκτελεί ακριβώς την αντίστροφη λειτουργία.

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 3 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών 2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ α) Μικρόφωνο. Ø    Οι περισσότερες τηλεφωνικές συσκευές είναι εφοδιασμένες με μικρόφωνα άνθρακα λόγω χαμηλού κόστους και μεγάλης ευαισθησίας. Ø     Το μικρόφωνο άνθρακα διαμορφώνει το συνεχές ρεύμα που παίρνει από την πηγή τροφοδοτήσεώς του με το ακουστικό σήμα που παράγεται από τον ομιλητή. Το ακουστικό σήμα θέτει σε ταλάντωση τη μεμβράνη του μικροφώνου η οποία πιέζει άλλοτε εντονότερα και άλλοτε ασθενέστερα τα ψήγματα του άνθρακα που βρίσκονται σε ειδικό χώρο (σχήμα 1) με αποτέλεσμα να μεταβάλλεται η αντίσταση των ψηγμάτων.

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 4 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 5 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών  

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 6 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 7 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Η μεταβλητή συνιστώσα του ρεύματος φέρει την πληροφορία του ακουστικού σήματος ως θεμελιώδη συχνότητα. Οι άλλοι όροι αρμονικών συμβάλλουν στην παραμόρφωση του σήματος στην έξοδο του μικροφώνου. Εάν το α είναι πολύ μικρό, η παραμόρφωση μπορεί να είναι αμελητέα αλλά τότε και η ευαισθησία του μικροφώνου είναι μικρή. Ο συμβιβασμός που πρέπει να γίνει επιτρέπει κάποια παραμόρφωση στο σήμα.   Η τυπική απόκριση ενός μικροφώνου άνθρακα παριστάνεται στο σχήμα 2 απ’ όπου φαίνεται ότι το εύρος ζώνης είναι της τάξεως των 4 kHz, δηλαδή ικανοποιητικό, εφόσον το εύρος ζώνης μιας τηλεφωνικής γραμμής περιορίζεται περίπου στα 3,4 kHz.

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 8 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 9 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Ø  Άλλα μικρόφωνα που χρησιμοποιούνται στην τηλεφωνία είναι τα κρυσταλλικά και τα μικρόφωνα πυκνωτή τα οποία όμως λόγω της χαμηλής ευαισθησίας τους χρειάζονται ενισχυτικές διατάξεις.   β) Ακουστικό. Ø  Είναι η συσκευή που μετατρέπει το μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα σε ακουστικά κύματα. Τα ακουστικά των περισσότερων τηλεφωνικών συσκευών είναι τύπου κινουμένου σιδήρου (σχήμα 3).

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 10 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 11 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Ø  Σε κατάσταση ηρεμίας η μεμβράνη έλκεται συνεχώς από το μαγνητικό πεδίο του μόνιμου μαγνήτη. Όταν μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα περάσει από τα πηνία του ηλεκτρομαγνήτη, δημιουργείται ένα αντίστοιχο μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο που ενισχύει ή μειώνει το υπάρχον μαγνητικό πεδίο. Το αποτέλεσμα είναι η μεμβράνη να πάλλεται στην ίδια συχνότητα με αυτήν του μεταβαλλόμενου ηλεκτρικού ρεύματος. Ø  Η ζώνη συχνοτήτων που μπορεί να διαβιβασθεί με αυτόν τον τύπο ακουστικού είναι περίπου 3,5 kHz (σχήμα 4). Ένας νεώτερος τύπος ακουστικού που χρησιμοποιεί δακτυλιοειδή μαγνήτη έχει καλύτερη απόκριση συχνότητας που φθάνει τα 4,5 kHz (σχήμα 4).

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 12 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 13 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 14 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Όταν περάσει εναλλασσόμενο ρεύμα 25 Ηz από τα πηνία, στη μια κατεύθυνση του ρεύματος το μαγνητικό πεδίο του ηλεκτρομαγνήτη προστίθεται σε αυτό του μόνιμου μαγνήτη και έλκεται περισσότερο η πάνω μεριά του οπλισμού, ενώ συγχρόνως αφαιρείται από την κάτω μεριά, η οποία έλκεται λιγότερο. Στην άλλη κατεύθυνση του ρεύματος αναστρέφονται τα παραπάνω και έτσι έλκεται περισσότερο η κάτω μεριά. Το αποτέλεσμα είναι ότι το σφαιρίδιο στη ράβδο που είναι συνδεδεμένη στον οπλισμό χτυπά τα σήμαντρα μία φορά σε κάθε κύκλο του ρεύματος κλήσεως 25 Ηz.   δ) Το ηλεκτρικό κύκλωμα. Σκοπός του είναι η προσαρμογή του μικροφώνου στη γραμμή, η προσαρμογή του ακουστικού στη γραμμή και ο περιορισμός της μεταδόσεως ενέργειας από το μικρόφωνο στο ακουστικό (σχήμα 6).

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 15 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 16 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 17 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών ·  To εναλλασσόμενο ρεύμα που παράγεται στο μικρόφωνο κατά την εκπομπή περνά από το ακουστικό και προκαλεί αυτακουστικότητα. Αυτό αναγκάζει τον ομιλητή να χαμηλώσει την ένταση της φωνής του, οπότε μειώνεται σημαντικά το σήμα του μικροφώνου. Η αυτακουστικότητα επίσης κουράζει τα αυτιά του ομιλητή. ·     Δεν γίνεται προσαρμογή του μικροφώνου και του ακουστικού στη γραμμή και επομένως η τηλεφωνική συσκευή δεν λειτουργεί αποδοτικά.Για την αποφυγή των παραπάνω μειονεκτημάτων, χρησιμοποιείται η διάταξη του ισορροπημένου μετασχηματιστή ή υβριδικού πηνίου (σχήμα 8), η οποία έχει το πλεονέκτημα του διαχωρισμού της κατευθύνσεως εκπομπής και λήψεως.

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 18 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 19 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών ε) Μηχανισμός παλμοδοτήσεως (δίσκος επιλογής). Χρησιμεύει για να καθοδηγεί τα ζευκτικά όργανα του αυτόματου τηλεφωνικού κέντρου και αποτελείται από τα παρακάτω μέρη: ·     Το διάτρητο δίσκο με τον οποίο επιλέγουμε τον αριθμό που θέλουμε να καλέσουμε. ·     Το μηχανισμό σχηματισμού παλμών. Σκοπός του είναι να μετατρέπει τον κάθε αριθμό, κατά την επιστροφή του δίσκου, σε παλμούς ρεύματος που δημιουργούνται με διακοπές ορισμένης διάρκειας του συνδρομητικού βρόχου. ·   Το φυγοκεντρικό ρυθμιστή που εξασφαλίζει σταθερή ταχύτητα περιστροφής του δίσκου κατά την επιστροφή του, οπότε σχηματίζονται οι παλμοί.

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 20 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών ·        Τρεις επαφείς που στέλνουν τους παλμούς προς το τηλεφωνικό κέντρο (σχήμα 10): 1.     O βραχυκυκλωματικός επαφέας nsa, του οποίου σκοπός είναι, μόλις ο μηχανισμός σχηματισμού παλμών εγκαταλείψει τη θέση ηρεμίας του και μέχρι επανόδου του, να βραχυκυκλώσει τη διάταξη μικροφώνου ΖΒ και τον μετασχηματιστή. Έτσι πετυχαίνουμε υψηλότερο ρεύμα παλμών στο συνδρομητικό βρόχο ενώ ταυτόχρονα παρεμποδίζουμε τους παλμούς κλήσεως να φθάνουν στο ακουστικό, όπου θα ήταν ενοχλητικοί. 2.     Ο παλμοδοτικός επαφέας nsi με τον οποίο κατά την επιστροφή του δίσκου, οπότε η ταχύτητα διατηρείται σταθερή, διακόπτεται και αποκαθίσταται ο συνδρομητικός βρόχος τόσες φορές, όσες μονάδες περιέχει το καλούμενο ψηφίο. Η διάρκεια της διακοπής είναι 62 ms και η διάρκεια της αποκαταστάσεως είναι 38 ms, έτσι ώστε η περίοδος των παλμών είναι 100 ms. Έτσι, κατά την επιλογή ενός ψηφίου, π.χ. του 5, δημιουργείται στον συνδρομητικό βρόχο μία παλμοσειρά από πέντε διαδοχικούς παλμούς συνολικής διάρκειας 5x100=500 ms.

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών Slide 21 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών