| Звонок |
До недавнего времени во всех телефонах использовались обычные электромеханические звонки. Поскольку любая электронная схема электрически имитирует электромеханический звонок, стоит потратить некоторое время на изучение его работы. На самом деле это чрезвычайно простое устройство.
Сначала рассмотрим, для чего предназначен звонок. Очевидно, его назначение — предупредить абонента, что передаваемый вызов требует его внимания, т.е. телефонная компания ждет от своего клиента скорейшего ответа на звонок. Лучший способ сообщить об этом — воспользоваться громким предупреждающим устройством, которое трудно проигнорировать.
Возникает вопрос: как же звонок реагирует на электрический сигнал? Это нетрудно понять, вспомнив основные принципы электромагнетизма. Система, применявшаяся во всех телефоных аппаратах до тех пор, пока не была разработана приемлемая электронная схема, была изобретена Томасом Ватсоном, помощником Александра Белла. Ватсон получил патент на это устройство в 1878 году.
Устройство и принцип действия стандартного электромеханического телефонного звонка - это исключительно простая схема — две обмотки электромагнитов и конденсатор.
Конденсатор препятствует протеканию постоянного тока через электрическую цепь звонка. Это предотвращает шунтирование телефонной линии по постоянному току при замкнутом рычажном переключателе, которое может нарушить нормальную работу остальной схемы телефона.
Когда через обмотки электромагнитов протекает переменный электрический ток, вокруг них образуется магнитное поле, полярность которого меняется дважды за период. Обмотки включаются таким образом, чтобы вращающийся вокруг оси якорь молоточка (который изготавливается из магнитного металла) притягивался сначала к одной обмотке, затем к другой, после чего процесс повторяется. Молоточек расположен между двумя чашками звонка. Когда якорь двигается вправо и влево, молоточек ударяет по чашкам.
Чем выше приложенное напряжение, тем больше наведенное магнитное поле. Это значит, что молоточек быстрее притягивается к электромагнитам и сильнее ударяет по чашкам. Чем сильнее удар, тем громче звук. Вот почему для стандартного телефонного сигнала вызова было выбрано относительно высокое напряжение.
Звонок звонит не непрерывно, а включаясь и выключаясь в соответствии с импульсами сигнала вызова. В Соединенных Штатах и в большинстве стран Европы каденция сигнала вызова состоит из двух секунд звучания с последующим четырехсекундной паузой, затем цикл повторяется до тех пор, пока вызываемый абонент не ответит, или вызывающая сторона не даст отбой, разрывая соединение.
В Великобритании для сигнала звонка используется более сложная каденция. Сигнал звонка включается на 0,4 секунды, выключается на 0,2 секунды, снова включается на 0,4 секунды, потом выключается на 2 секунды, после этого вся картинка повторяется. Это придает английским телефонам очень характерный тембр звонка.
Иногда могут использоваться другие, нестандартные сигналы вызова, особенно в частных телефонных сетях. По различным каденциям сигналов вызова вы сможете определить, например, что вызов приходит либо от другой линии внутри локальной сети, либо извне (дальний вызов). Абонент может уже по звуку определить, на какой звонок ему придется ответить по своему телефону.
Зачем телефонным компаниям возиться с дополнительными схемами, требующимися для импульсного включения и выключения звонка? Не проще было бы телефонному аппарату абонента просто непрерывно звонить, пока он не ответит или вызов не прекратится? Проще, это верно. Но не практичнее. Телефонные станции должны одновременно управляться с многими вызовами. Десятки и сотни аппаратов могут звонить разом. При непрерывной посылке сигналов вызова будет потрачено огромное количество энергии. Более эффективно посылать импульсные сигналы вызова, чередующиеся друг с другом. На рис. 3.6 показано, как могут использоваться три схемы вызова, каждая из которых вырабатывает сигнал, задержанный на 2 секунды относительно сигнала предыдущей схемы. В каждый момент времени только одна генераторная схема реально посылает сигнал. В действительности на телефонной станции существует гораздо больше схем вызова, и картинка чередования сигналов сложнее, с более короткими задержками, чем в этом простом примере, но принцип тот же самый.
Другое преимущество чередующихся посылок от разных генераторов состоит в том, что сигнал вызова может быть немедленно послан абоненту, как только оборудование телефонной станции принимает новый вызов. Система может не ждать до следующего активного периода импульса, если вызов приходит в начале периода паузы (что было бы неизбежно при использовании единственного генератора — прим. ред.). Для каждого конкретного вызова экономия времени от этого незначительна, но совокупно оно может сводиться к ощутимой экономии для телефонной компании.
Когда телефонная станция посылает импульсные сигнала вызова, она постоянно следит за положением рычажного переключателя вызываемого телефона. В тот момент, когда по линии начнет протекать постоянный ток, показывающий, что рычажный переключатель вызываемого телефонного аппарата замкнулся (снята телефонная трубка), сигнал вызова выключается. Задержка может составлять до 200 миллисекунд.
Достоверность обнаружения телефонной станцией активного состояния телефона сильно зависит от импеданса абонентской телефонной линии. Любой разработчик дополнительного телефонного оборудования должен позаботиться о том, чтобы его устройство не очень существенно изменяло общий импеданс системы, поскольку ее обслуживание телефонной станцией станет в лучшем случае неустойчивым.
|
|
Как работают современные телефоны
