TUD badanie aparatu telef v1, Elektronika WAT, sem4, Techniki i urządzenia dostępowe - Tud, laborki

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->INSTYTUT TELEKOMUNIKACJIZAKŁAD SYSTEMÓW TELEKOMUNIKACYJNYCHĆWICZENIE LABORATORYJNE„BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA APARATUTELEFONICZNEGO Z WYBIERANIEM TONOWYM”wersja 1.1opr. M. PawlaczykWarszawa 2013Instrukcja laboratoryjna1. Cel ćwiczeniaCelem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z budową i zasadą działania aparatutelefonicznego z wybieraniem wieloczęstotliwościowym.2. Budowa i zasada działania aparatu telefonicznego z wybieraniemtonowym1.1. Informacje ogólneAparat telefoniczny to telekomunikacyjny aparat przetwórczy, stanowiący zakończenietelefonicznego łącza abonenckiego. UmoŜliwia przekształcanie energii akustycznej mowy naenergię elektryczną i odwrotnie oraz nadawanie i odbiór dodatkowych sygnałów niezbędnychdo zestawiania połączenia z abonentem Ŝądanym.Aparaty telefoniczne moŜna klasyfikować wg róŜnych kryteriów, m.in. sposobu zasilaniamikrofonu:- aparat miejscowej baterii MB,- aparat centralnej baterii CB (CA);W aparatach MB obwody (przede wszystkim mikrofon) zasilane są z wewnętrznego źródła(baterii), a sygnalizacja wywołania centrali i aparatu oraz końca rozmowy odbywa się zapomocą sygnałów prądu zmiennego z induktora. Aparaty CB zasilane są ze źródłaumieszczonego w centrali. Sygnalizacja wywołania centrali i zakończenia rozmowy odbywasię za pomocą sygnałów prądu stałego (przełącznik aparatowy otwiera lub zamyka obwódprądu stałego zasilającego aparat).Obwody aparatu CA moŜna podzielić na trzy grupy:-układ rozmówny UR(foniczny): przetworniki elektroakustyczne (mikrofon i słuchawka),układ antylokalny (transformatorowy lub elektroniczny),-układ przywołania UP:dzwonek lub elektroniczny odbiornik zewu z odpowiednimprzetwornikiem elektroakustycznym (głośnik, brzęczyk itp.).-układ wybierczy UW:tarcza numerowa lub klawiatura.2Instrukcja laboratoryjnaRys.1. Schemat blokowy klasycznego aparatu telefoniczneggoW stanie spoczynku do łącza abonenckiego dołączony jest układ przywołania ( układdzwonienia). W czasie rozmowy do łącza dołączone są układ rozmówny i układ wybierczy.Dołączanie i odłączanie obwodów umoŜliwiaprzełącznik aparatowy(zwany widełkowym,widełkami). Poza układami UR, UP i UW w aparacie znajdują się układy przeciwtrzaskowe,sygnalizacji optycznej i inne.2.1. Układ przywołaniaUkład przywołania ma zadanie zasygnalizowanie abonentowi nadejście wywołanianie(połączenia) z centrali . Jest dołączony do linii abonenckiej w stanie spoczynkowym aparatustaniezestykami przełącznika aparatowego. Zawiera element wykrywający w łącz przepływ prąduzuzmiennego o częstotliwości 2020-50 Hz i szeregowo włączony kondensator blokujący przepływprądu stałego przez ten układ oraz sygnalizator dźwiękowy. Funkcję wykrywania sygnałudźwiękowy.zmiennego i sygnalizacji dźwiękowej moŜe pełnić dzwonek elektromagnetyczny ( waparatach klasycznych) lub scalony detektor sygnału wywołania z dołączonymprzetwornikiem elektroakustycznym (w aparatach elektronicznych).2.2.Układ rozmównyUkład rozmówny tworzą mikrofon, słuchawka, umieszczone we wspólnej obudowie isłuchawka,nazywane mikrotelefonem, oraz układ antylokalny.Ze względu na zasadę przetwarzania energii akustycznej w elektrycznąmikrofonydzieli sięna: węglowe, elektromagnetyczne (magnetyczne o ruchomej kotwicy), dynamicznenetyczne3Instrukcja laboratoryjna(magnetyczne o ruchomej cewce), pojemnościowe , np. elektretowe, piezoelektryczne(krystaliczne).W procesie przemiany drgań powietrza na napięcie w obwodzie elektrycznym mikrofonupośredniczy membrana.W aparatach telefonicznych stosuje się głównie mikrofony węglowe (starsze aparaty) lubelektretowe (nowsze rozwiązania).Mikrofon węglowy: w mikrofonie węglowym zmienny prąd rozmówny powstaje na skutekzmiany rezystancji proszku węglowego ściskanego drgającą membraną.Otrzymywana energia prądu zmiennego jest wystarczająca do przesyłania jej przez łącze odługości kilkunastu kilometrów i odbioru przez słuchawkę; Mikrofon charakteryzuje się duŜąskutecznością pozwalającą na niestosowanie wzmacniaczy, stosunkowo wąskim pasmem,niską ceną i duŜą trwałościąMikrofon elektretowy: wyjściowe napięcie zmienne powstaje na skutek zmiany pojemnościkondensatora, w którym jedna z okładzin (ruchoma lub nieruchoma) jest wykonana zdielektryka posiadającego stały ładunek elektryczny (elektretu). Drgania membrany ,stanowiącej elektrodę ruchomą, powodują zmianę odległości między okładzinami , a przez tozmianę napięcia pomiędzy nimi. Mikrofon charakteryzuje duŜa stabilność parametrów, małezniekształcenia liniowe i nieliniowe, niewraŜliwością na pola magnetyczne, prostota –konstrukcja zawiera scalony przedwzmacniacz; nie wymaga stałego zasilania (zasilaniawymaga przedwzmacniacz), ma małą wraŜliwość na wibracje obudowy.Jakość mikrofonów określają:•••••skuteczność,charakterystyka skuteczności,sprawność przetwarzania,charakterystyka kierunkowości,zniekształcenia liniowe aparatach nieliniowe.Skuteczność :stosunek siły elektromotorycznej aparatach stanie jałowym (napięcie nanieobciąŜonych zaciskach wyjściowych mikrofonu) do ciśnienia akustycznego działającegona membranę:S = U / p [V/Pa]S – skuteczność, U – napięcie skuteczne mikrofonu, aparatach – wartość skuteczna ciśnieniaakustycznego.Dla mikrofonów skuteczność wynosi od 1 mV/Pa do 1 V/Pa.4Instrukcja laboratoryjnaCharakterystyka skutecznościto skuteczność mikrofonu w określonym paśmieczęstotliwości. ZaleŜy ona od wielu czynników, np. konstrukcji, kształtu membrany, kształtuwkładki itd. Dla mikrofonów węglowych nierównomierność charakterystyki jest znaczniewiększa od 8 dB. (dla wkładki węglowej CB68 w paśmie 300 – 3400Hz nie przekracza 10dB).Sprawność przetwarzaniato iloraz mocy akustycznej dochodzącej do membrany i mocymikrofonu oddawanej do obwodu zewnętrznego.Właściwości kierunkoweto stosunek skuteczności przy dowolnym kierunku padania falidźwiękowej do skuteczności mierzonej na osi symetrii mikrofonu przy zerowym kąciepadania fali.Zniekształcenia liniowe zaleŜą od nierównomierności skuteczności dla danego pasma.Zniekształcenia nieliniowe wynikają aparatach zasady działania mikrofonów – są róŜne dlaróŜnych typów przetworników.W aparatach telefonicznych stosuje się powszechniesłuchawkielektrodynamiczne.Słuchawka dynamiczna zbudowana jest z magnesu trwałego w kształcie walca znabiegunnikiem w kształcie pierścienia, cewki drgającej umieszczonej w polu magnesu imembrany z folii poliwęglanowej przymocowanej do cewki. Cewka, przez którą przepływaprąd, na skutek oddziaływania pola magnesu jest wciągana w środek obwodu magnetycznegolub wypychana z niego (zaleŜnie od kierunku przepływu prądu). Powoduje to drgania cewki iprzymocowanej do niej membrany z częstotliwością odpowiadającą częstotliwości prądu. Siławciągania (wypychania) zaleŜy od natęŜenia prądu. Nie ma zniekształceń nieliniowych.Jakość słuchawek określają:•skuteczność(stosunekciśnieniaakustycznegodonapięciazmiennegodoprowadzonego do zacisków słuchawki;••charakterystyka skuteczności (skuteczność w funkcji częstotliwości);zniekształcenia nieliniowe.W celu wyeliminowania zjawiska lokalnego (przedostawania się sygnału z mikrofonu dowłasnej słuchawki stosuje sięukład antylokalny(rys. 1).Uzwojenie III włączone jest w obwód słuchawki, a uzwojenia I i II - w obwód mikrofonu.Prąd zmienny powstający w mikrofonie trakcie mówienia, w uzwojeniach wtórnych rozpływasię na prądy i2i i1. Prądy wytwarzają strumienie magnetyczne o przeciwnych kierunkach.5 [ Pobierz całość w formacie PDF ]