| Компенсация потерь в длинной линии |
Функции большинства составных частей и деталей телефона очевидны, но схема компенсации потерь в длинной линии, вероятно, потребует небольшого пояснения. Для любой электрической цепи сопротивление и импеданс (сопротивление на переменном токе) имеют важное значение. К сожалению, в телефонной системе их невозможно точно предсказать и согласовать. Существуют три основных составляющих сопротивления телефонной системы, о которых вам необходимо знать:
♦ Rвн —сопротивление внутренней схемы телефонного аппарата;
♦ Rм —изменяющееся сопротивление передатчика (или микрофона);
♦ Rа —сопротивление телефонной линии между телефонной
станцией и телефонным аппаратом.
Общее сопротивление системы может быть выражено как
Rx=RBвн+Rм+Ra
Из этих трех составляющих только Rвн может считаться постоянным. Для большинства телефонов Rвн имеет величину около 400 Ом. На некоторое время не будем учитывать Rn- Сопротивление передатчика Rм принципиально является изменяющимся в зависимости от звукового давления вблизи микрофона. По закону Ома это изменяющееся сопротивление преобразуется в изменяющийся ток, который и является речевым сигналом, передаваемым от одного телефона к другому:
I=U/Rx.
В этом случае U — подаваемое на телефонные линии напряжение, имеющее номинальную величину 48 В. Реальная величина может быть несколько иной. Но для дальнейших рассуждений это не столь важно. Телефонная станция следит за этим рабочим напряжением и поддерживает его относительно стабильным. В каждом конкретном случае рабочее напряжение может рассматриваться как постоянное, и его можно принять равным 48 В:
I=48/Rx=48/(RBH+RM)=48/(400+RM).
Поскольку в зависимости от звукового давления RM изменяется, ток будет соответствовать речевому сигналу. Телефонное оборудование может декодировать электрический сигнал и воссоздать оригинальный речевой сигнал, т.е. просто решить уравнение для неизвестной переменной, поскольку, когда ток измеряется телефонным оборудованием, все другие элементы уравнения известны. Математически уравнение может быть преобразовано к виду
RM=(48/I) -400.
Это достаточно просто. Но все гораздо сложнее, когда к уравнению добавляется Rn (сопротивление кабеля, соединяющего телефон с телефонной станцией):
I=48/(RBH+RM+RJI).
Для каждого телефона в системе величина Кд различна. Для кабеля постоянным является удельное сопротивление на единицу длины. Чем длиннее провод, тем выше сопротивление. Это означает, что чем дальше от телефонной станции находится телефон, тем выше его сопротивление R^. Если не скомпенсировать это увеличение, возникнут проблемы с согласованием уровней громкости для всех телефонов в сети.
Допустим, в системе существует только три телефона, представляющих интерес — назовем их А, Б и В. Телефоны А и Б, Б и В удалены друг от друга на расстояние 5 миль, а телефон В удален от телефона А на 10 миль. Пусть А звонит Б. Все хорошо. Б звонит В. Тоже нет проблем. Поскольку длина линии для каждого случая одинакова, то уровни передаваемых речевых сигналов тоже оказываются одинаковыми (предполается, что абоненты говорят с одинаковой громкостью). Но что произойдет, когда А позвонит В? Расстояние между ними вдвое больше, поэтому Ъ\л тоже должно быть вдвое больше. В первых двух случаях ток будет равен:
I=48/(RBH+RM+R*).
В третьем случае удвоение Кп приводит к уравнению:
I=48/(RBH+RM+2RK).
Очевидно, что ток в этом случае будет значительно меньше, чем раньше. Это означает, что либо С будет слышать голос А слишком тихо, либо А должен говорить громче.
Чтобы избежать таких проблем, в современные телефоны введена схема компенсации потерь в длинной линии. Упрощенная схема показана на рис. 3.12. Из всех ее компонентов для нас представляет интерес варистор. Для более короткой линии (короче провода между телефоном и телефонной станцией) ток увеличивается (поскольку сопротивление линии уменьшается). Варистор "замечает" это и соответственно уменьшает свое сопротивление, отводя некоторую часть тока линии от передатчика и приемника, пока ток передатчика не станет приблизительно равным номинальному значению. Это равносильно тому, что телефонный аппарат находится на более длинной линии (дальше от телефонной станции).
Представим себе, что этот же телефон передвинут в более удаленное от телефонной станции положение. Сопротивление линии (Кл) увеличится, уменьшая ток линии. Варистор увеличит свое сопротивление, заставляя большую часть тока линии протекать через передатчик. Ток передатчика увеличится, приблизившись к номинальному значению.
Компенсация, обеспечиваемая варистором, уменьшает влияние расстояния между телефонным аппаратом и телефонной станцией. Это приводит к согласованию уровней сигналов, независимо от того, как далеко отстоят друг от друга два соединенных между собой телефона.
|
|
Как работают современные телефоны
