Opis działania telefonu i zestawiania połączenia
Do telefonu abonenta dopływa prąd stały o napięciu zwykle ok. 50V.
Na prąd stały mogą być nałożone różne sygnały informujące abonenta o stanie połączenia oraz sygnał mowy.
Do wywołania (prąd dzwonienia) wysyłany jest prąd o częstotliwości 25Hz i amplitudzie 90-150V.
W podstawowym typie aparatu (bez elektroniki) obwód rozmówny składa się z transformatora, słuchawki elektromagnetycznej (obecnie dynamicznej), mikrofonu węglowego i układu RC będącego równoważnikiem impedancji linii telefonicznej.
Prąd stały płynie przez uzwojenie pierwotne transformatora (dzielone), mikrofon węglowy i układ równoważnika linii. Uzwojenie pierwotne transformatora stanowi część mostka prądu zmiennego, w którym w jednej gałęzi jest włączona impedancja linii (tzn. wszystko co jest elektrycznie widoczne z zacisków liniowych aparatu telefonicznego w stronę centrali) a w drugą gałąź impedancja równoważnika linii. Mikrofon jest podłączony do środkowego odczepu transformatora. Mostek ten stanowi tzw. układ antylokalny, który powoduje stłumienie przepływu sygnału pomiędzy mikrofonem i słuchawką (tak by abonent nie słyszał się sam w słuchawce).
Tłumienie nie jest idealne, bo linie mają różne impedancje ( wynikające z ich różnych długości i konstrukcji ) a równoważnik linii jest liczony dla przeciętnych parametrów linii.
Mówiąc do mikrofonu powodujemy "napastowanie" jego membrany falą dźwiękową co powoduje ściskanie pyłu węglowego umieszczonego za nią w wąskiej rurce (różnica średnic membrany i "młoteczka" ściskającego powoduje mechaniczne wzmocnienie siły ściskającej węgiel zgodnie z wzorem F1*Smembrany=F2*Smłoteczka). Zmienna siła ściskająca powoduje zmiany rezystancji pyłu węglowego a co za tym idzie zmiany natężenia prądu w linii. U drugiego abonenta ta składowa zmienna prądu przepływa przez podobny układ z transformatorem powodując zmiany strumienia magnetycznego w rdzeniu i indukowanie napięcia w jego oddzielnym uzwojeniu, do którego podłączona jest słuchawka. Ponieważ sygnał ten wchodzi niesymetrycznie (w jedną gałąź) w mostek układu antylokalnego to nie jest przez niego tłumiony.
Dla zabezpieczenia słuchu abonenta równolegle do słuchawki włączony jest dwukierunkowy diodowy ogranicznik napięcia.
W nowych aparatach układ rozmówny jest mocno zelektronizowany ale zasada działania jest podobna.
Do telefonu abonenta dopływa prąd stały o napięciu zwykle ok. 50V. Do wywołania (prąd dzwonienia) wysyłany jest prąd o częstotliwości 25Hz i amplitudzie 90-150V. Na prąd stały mogą być nałożone różne sygnały informujące abonenta o stanie połączenia oraz sygnał mowy.
Współpraca aparatu z linią telefoniczną
We współpracy aparatu telefonicznego z linią rozróżniamy kilka faz:
1. Rozłączenie - linia zamknięta obwodem dzwonienia stanowiącym przerwę dla prądu stałego (w wersji dawnej był to dzwonek połączony szeregowo kondensatorem 1uF). Obwód rozmówny jest odłączony od linii.
2. Abonent podnosi mikrotelefon z widełek: Następuje dołączenie obwodu rozmównego do linii telefonicznej. Wywołany tym przepływ prądu stałego jest wykrywany przez układy liniowe centrali telefonicznej. Następuje kolejno: zidentyfikowanie linii abonenta, przydzielenie zasobów centrali do obsługi danej linii telefonicznej (przydział ten wynika z faktu, że centrala może zrealizować tylko pewną ilość jednoczesnych połączeń telefonicznych dużo mniejszą niż ilość abonentów podzielona przez 2).
Gotowość centrali jest zgłaszana sygnałem ciągłym o częstotliwości 400 do 450 Hz (zalecane dla Polski 425 Hz)
3. Abonent wybiera numer telefoniczny:
możliwe są dwie metody: impulsowa i tonowa
w impulsowej mechaniczny (tarcza numerowa) lub elektroniczny przerywacz zwiera linię telefoniczną z częstotliwością 10 Hz ze stosunkiem czasu przerwy do zwarcia równym 2 (zależnie od typu centrali są też używane stosunki 1.4 i 1.7) tyle razy jaką wybrano cyfrę (0 odpowiada 10 impulsom).
Przed rozpoczęciem impulsowania zwierany jest układ rozmówny dla uzyskania możliwie ostrych zboczy sygnału impulsowania. Po zakończeniu impulsowania układ rozmówny jest rozwierany.
Pomiędzy nadanymi cyframi musi być przerwa co najmniej 200 ms (tzw. przerwa międzyseryjna).
Centrala zestawia poszczególne części połączenia po każdej cyfrze (rozwiązanie odchodzące w przeszłość stosowane w centralach elektromechanicznych) albo dopiero po nadaniu wszystkich cyfr. W centralach Strowgera (zanikających albo już zanikłych) było tak (dla 6 cyfr):
Po podniesieniu mikrotelefonu startował wybierak zwany szukaczem liniowym (SL) do którego pola stykowego była przyłączona linia danego abonenta. Wybierak kolejno przechodził przez wszystkie styki szukając linii oznakowanej obecnością napięcia i zatrzymywał się. Z szukaczem liniowym był stowarzyszony wybierak grupowy 1 (WG1). Wybierak startował ruch pionowy szukając wolnego wyjścia z grupy. Jeżeli wybierak miał wolne wyjście do następnej grupy to abonent wywołujący dostawał sygnał zgłoszenia centrali. Abonent wysyłał kolejne serie impulsów odpowiadające cyfrom numeru.
1 cyfra -> WG1
2 cyfra -> WG2
3 cyfra -> WG3
4 cyfra -> WG4
5,6 cyfra -> Wybierak liniowy WL, w którego polu stykowym znajdowało się zakończenie linii abonenta B.
Tu następowało sprawdzenie stanu linii abonenta B i wysyłanie odpowiednich sygnałów dzwonienia lub zajętości.
Po rozłączeniu zwalniany był zestaw 6 wybieraków stanowiący tor połączeniowy.
- metoda tonowa
każdej cyfrze odpowiada para sygnałów o odpowiednio dobranych częstotliwościach leżących w paśmie roboczym telefonu (300 Hz do 3400 Hz).
Niższa częstotliwość ma wartość (697,770,852 lub 941 Hz) wyższa
(1209, 1339, 1477 lub 1633 Hz). Częstotliwości są tak dobrane by harmoniczne tych niższych nie powodowały fałszywych odczytów w zakresie wyższych ani nie mogły następować fałszywe odczyty cyfr z sygnału mowy).
Znakom na klawiaturze odpowiadają następujące pary częstotliwości:
_____1209___1339___1477___1633
697___1______2______3______A
770___4______5______6______B
852___7______8______9______C
941___*______0______#______D
Wysyłane cyfry są zapamiętywane w rejestrze i zestawianie toru połączeniowego następuje dopiero po odebraniu ostatniej cyfry (centrala analizuje numer od momentu rozpoczęcia jego wprowadzania i stąd wie ile cyfr ma mieć numer - lokalny, międzymiastowy, międzynarodowy, specjalny)
Ponieważ zestawianie połączenia może trwać pewien czas to do abonenta jest wysyłany jest tzw. sygnał marszrutowania w postaci sygnału 425 Hz przerywanego w takcie 50ms sygnału/50ms ciszy. Jeżeli trwa on długi czas to staje się sygnałem nieosiągalności. Obecnie nadawane są sygnały słowne często poprzedzane sekwencją sygnałów (950,1400 i 1800 każdy po 1/3 sekundy).
Jeżeli linia abonenta B jest zajęta to abonent A dostaje sygnał zajętości tj. sygnał zgłoszenia (425) przerywany w rytmie 0.5s sygnał/0.5s przerwa.
Jeżeli linia abonenta B jest wolna to wysyłany jest do niego prąd dzwonienia 25Hz, 90-150V taktowany w rytmie 1s sygnału i 4 s przerwy. jednocześnie abonent A dostaje podobnie taktowany sygnał oczekiwania (425Hz)
Jeżeli abonent wywoływany zgłosi się to następuje natychmiastowe wyłączenie prądu dzwonienia (dla ochrony uszu) i sygnału zwrotnego dzwonienia do abonenta A. Następuje faza rozmowy. Dodatkowo w stronę abonenta wywołującego zmieniana jest biegunowość zasilania aparatu A (miało to zastosowanie w aparatach wrzutowych - sygnalizowało konieczność pożarcia monety). Obecnie nie wszystkie centrale zmieniają biegunowość na normalnych liniach abonenckich.
Także po zgłoszeniu abonenta wywoływanego rozpoczyna się zliczanie impulsów taryfikacyjnych o częstotliwości zależnej od odległości, pory dnia i widzimisię TPSA (na życzenie impulsy te są wysyłane do Abonenta A w postaci sygnałów o częstotliwości 16 kHz.
Rozłączenie następuje po odłożeniu mikrotelefonów na widełki przez rozmówców (i też zależy od systemu czy A, czy B czy obaj). Następuje wtedy zwolnienie zasobów centrali przydzielonych do obsługi danego połączenia.
Ciekawostka:
W dawnych czasach do generowania sygnałów tonowych używana była tzw. prądnica sygnałowa wytwarzająca sygnał 400 Hz. Z jej osi był też napędzany był też zestaw krzywek popychających styki taktujące sygnał prądnicy dla uzyskania sygnałów zajętości, zwrotnego dzwonienia, ostrzegawczego (gdy telefonistka właziła na trzeciego ze sławnym "Mówi się ?"). Prądnica ta była zatrzymywana po jakimś czasie jeżeli centrala nie realizowała żadnego połączenia. Czasami dzwoniąc w nocy można było usłyszeć "syrenę" startującej prądnicy sygnałowej.
Obecnie wszystkie sygnały są generowane elektronicznie i 24h na dobę.
To tyle !
