гииб. Занятие 4 Анализ телефонной нагрузки. Основные параметры нагрузки. Цель работы
 Скачать 178.57 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 Анализ телефонной нагрузки. Основные параметры нагрузки.Цель работыОпределить параметры и характеристики основных функциональных узлов электронного телефонного аппарата. Получить выходные сигналы этих узлов в различных режимах функционирования. Сравнить полученные результаты с ожидаемыми. Приборы и оборудованиеАбонентская телефонная линия ( от АТС Panasonik KX-TEM 824RU), 1 шт. Телефонный аппарат PANASONIC, 1 шт. Системный телефонный аппарат Panasonik KX-T7730, 1 шт. Осциллоскоп С1-93+, 1 шт. Цифровой мультиметр, 1 шт. Телефонный кабель с двумя разъемами RJ-12, плоский, 2 шт. Кабель-переходник «Джек RJ-12 – телефонная розетка» 1 шт. Общие сведенияАбонентская телефонная линия Абонентские телефонные линии, которыми оборудуются почти все жилые дома, выполняются из медного провода с пластмассовой изо- ляцией. Источником электропитания абонентских линий служит цен- тральная аккумуляторная батарея АТС с напряжением 60 В постоян- ного тока, непрерывно подзаряжаемая выпрямителем сетевого тока. При временном отключении сетевого напряжения батарея может в те- чение 4 ч обеспечивать нормальную работу АТС. Предусматривается резервный электрогенератор для подзарядки батареи в аварийном ре- жиме. На АЛ применяются: кабели типа ТПП с медными жилами диаметром 0,32; 0,4 и 0,5 мм с полиэтиленовой изоляцией и в полиэтиленовой оболочке; кабели типа ТГ с медными жилами диаметром 0,4 и 0,5 мм с бу- мажной изоляцией и в свинцовой оболочке; Абонентская проводка должна выполняться однопарными провода- ми типа ТРП и ТРВ. Соединения в кроссах и распределительных шкафах должны вы- полняться кроссировочными проводами марки ПКСВ с диаметром медных жил 0,4 и 0,5 мм. Электрические характеристики цепей АЛ нормируются от розетки телефонного аппарата до кросса и должны удовлетворять следующим значениям: электрическое сопротивление цепи постоянному току должно быть не более 1200 Ом; рабочая электрическая емкость цепи должна быть не более 1 мкФ; затухание цепи на частоте 1000 Гц должно быть не более 6,0 дБ. Параметры цепей АЛ: Электрическое сопротивление 1 км цепей абонентских кабельных линий постоянному току при температуре окружающей среды 20 °С, в зависимости от применяемого кабеля, приведено в таблице 1. Таблица 1
Значение асимметрии сопротивлений жил АЛ постоянному току должно быть не более 0,5 % от сопротивления цепи. Интерфейсы FXS( АЛ-абонентская линия) и FXO(СЛ-соединительная линия) — это названия портов, к которым подключаются аналоговые телефонные линии ТФОП (также известные под названием «телефон- ные сети общего пользования»). Интерфейс FXS(АЛ)— порт, который дает возможность подключения абонента к аналоговой телефонной линии. Другими словами «розетка в стене» выдает сигнал станции, обеспечивает батарейное питание линии и напряжение, необходимое для звонка. На порт FXS подается постоянное напряжение около 50 В с телефонной станции. Поэтому прикосновение к проводникам подключенной телефонной линии вы- зывает слабый «электрический удар». Отдельное питание телефонной линии позволяет осуществлять звонки даже при отсутствии напряже- ния в сети переменного тока. Интерфейс FXO(СЛ) — разъем, в который включается аналоговая те- лефонная линия. Это разъем на телефонном или факсимильном аппа- рате или разъем / разъемы на аналоговой мини-АТС. Такой порт име- ет индикацию состояния трубка снята / трубка на телефоне (замыка- ние цепи). Так как порты (разъемы) являются частью устройства, например, телефона или факса, такое устройство часто называют «устройством FXO» или «аналоговым устройством». Схематично: аналоговый телефон (FXO) <--> (FXS) мини-АТС (FXO) <--> (FXS) провайдер услуг связи Разъемы FXO и FXS всегда парные, то есть имеют «вилку» и «гнездо». При отсутствии мини-АТС, телефон подключается прямо к розетке FXS, предоставляемой телефонной компанией. При наличии мини-АТС, телефонные линии, ведущие от телефонной компании, подключаются к мини-АТС, к которой также подключают- ся абонентские телефоны. Поэтому мини-АТС должна быть оборудо- вана портами обоих типов — для подключения портов FXS от теле- фонной компании и портов FXO для подключения телефонов или факсов. Схема телефонной связи с центральной батареей и принцип её работы.Процесс преобразования речевых сигналов в электрические, передача их на расстояние и преобразование последних вновь в речевые сигна- лы называется телефонной передачей речи. Для осуществления теле- фонной передачи создаются телефонные тракты, содержащие акусти- ко-электрические (микрофоны М) и электроакустические (телефоны Т) преобразователи, являющиеся составными частями телефонного аппарата (ТА), а также соединительные тракты, состоящие из линей- ных и станционных устройств сети связи. На рисунке 1 приведена схема телефонной связи с центральной бата- реей.  Рисунок- 1. Схема телефонной связи с ЦБ. На рисунке 1 коммутационные приборы АТС не показаны. Не показа- ны также рычажные переключатели ТА, через которые подается пи- тающее напряжение на ТА от АТС. Телефонная связь осуществляется следующим образом. Микрофоны телефонных аппаратов питаются от общей центральной батареи Е. Дроссели L1 и L2 необходимы для того, чтобы переменный разговорный ток не замыкался через центральную батарею Е, внут- реннее сопротивление которой составляет доли Ома. Дроссели L1 и L2 имеют большую индуктивность, следовательно, их сопротивление пе- ременному току велико, поэтому разговорный ток практически не от- ветвляется в центральную батарею и почти полностью замыкается АТС осуществляет питание абонентских линий абонента постоянным напряжением 60В (за рубежом 48В). При снятой телефонной трубке к абонентской линии в качестве нагрузки подключается микротелефон- ная пара трубки(сопротивление 600-800 ом), в абонентской линии протекает ток, в результате падения напряжения в кабельной линии напряжение на линейных зажимах ТА может уменьшаться, до вели- чины 5 ÷ 15В. Индуктор служит для посылки сигнала вызова абонен- ту. Структурная схема кнопочного телефонного аппарата и принципегоработы.Аппараты, предназначенные для включения в абонентские линии те- лефонных станций, являются оконечными устройствами телефонного тракта. Рассмотрим работу телефонного аппарата с кнопочным номе- ронабирателем. Номеронабиратель формирует сигналы адресной информации о вы- зываемой абонентской линии и различных службах телефонной сети, которые передаются на АТС для автоматического управления уста- новлением соединения. В последнее время применяют кнопочные но- меронабиратели КН, достоинством которых являются удобство поль- зования и высокая скорость набора, в отличие от дискового номеро- набирателя. В телефонном аппарате с номеронабирателем кнопочного типа вместо механических контактов номеронабирателя используют- ся электронные ключи: специальные транзисторы, работающие в ключевом режиме. Применение электронных ключей позволяет повы- сить стабильность параметров импульсов набора номера и повысить надежность телефонных аппаратов. Для передачи адресной информа- ции с кнопочного номеронабирателя используются различные спосо- бы передачи сигналов: импульсный и частотный. Структурная схема кнопочного телефонного аппарата изображена на рисунке 2. Она содержит следующие блоки: вызывное устройство (ВУ) - предназначено для приема сигналов индуктора (вызова абонента АТС) и преобразования его в звуко- вые колебания; диодный мост - исключает влияние полярности напряжения цен- тральной батареи АТС на полярность включения ТА; схема «отбой» - осуществляет начальную установку микросхемы электронного номеронабирателя (ЭНН); рычажный переключатель (РП) - отключает питание ТА от цен- тральной батареи АТС при уложенной на рычаг трубке; времязадающие элементы генератора - определяют частоту внутрен- него тактового генератора, от которого зависят все временные пара- метры сигналов, вырабатываемых микросхемой ЭНН (скорость пере- дачи знаков номера, длительность импульсов и межсерийной паузы и т.д.); схема питания микросхемы ЭНН – обеспечивает питание микросхе- мы во время набора номера и временную поддержку питания опера- тивного запоминающего устройства номеронабирателя при уложен- ной на рычаг трубке; микросхема электронного номеронабирателя - выполняет сле- дующие функции: опрос клавиатуры; формирование сигналов набора номера, управляющих ра- ботой импульсного ключа; формирование сигнала, управляющего работой разговорно- го ключа, который отключает разговорную часть ТА во время набора номера; запоминание последнего или нескольких набранных ранее номеров; импульсный ключ – формирует импульсы набора номера в линии связи; телефонный усилитель - усиливает речевой сигнал до уровня нор- мальной слышимости и согласует сопротивление линии с сопротив- лением звукоизлучающего элемента; микрофонный усилитель - усиливает сигнал микрофона; противоместная схема - применяется для подавления сигнала мик- рофона в цепи прослушивания. Один из вариантов противоместной схемы приведен на рис. Из схемы видно, что для полного подавления сигнала микрофона необходимо Z лин =Zбал.  разговорный ключ - отключает разговорную часть на время прохож- дения импульсов набора, что устраняет неприятные щелчки в теле- фоне трубки; клавиатура - выполняет функцию датчика микросхемы ЭНН.  Рисунок- 2. Структурная схема ТА с кнопочным номеронабирателем. Работа схемы ТА происходит следующим образом: При снятии трубки рычажный переключатель РП подает питание от абонентской линии на микросхемы ТА. В результате падения напря- жения на участке абонентской линии напряжение на входе ТА снижа- ется с 60В до 5 ÷ 15В. При этом схема «отбой» после поступления на нее напряжения осуществляет начальную установку микросхемы но- меронабирателя (режим готовности к набору номера). В режиме готовности к набору номера управляющие сигналы микро- схемы ЭНН замыкают разговорный ключ, в результате чего разговор- ный узел, состоящий из микрофонного и телефонного усилителей и противоместной схемы, подключается к линии и в трубке прослуши- вается сигнал ответа станции. Импульсный ключ (ИК) находится в разомкнутом состоянии. При нажатии кнопки клавиатуры микросхема электронного номеро- набирателя формирует импульсы, управляющие работой импульсного и разговорного ключей. Под действием этих импульсов импульсный ключ, замыкаясь и размыкаясь, формирует в абонентской линии серии импульсов кодовых комбинаций, отображающих цифры набираемого номера. Разговорный ключ на время следования посылок набора но- мера отключает разговорный узел от общего провода, что устраняет неприятные щелчки в телефоне трубки при наборе номера. После окончании набора номера разговорный ключ вновь подключает разговорный узел к общему проводу. В трубке прослушиваются то- нальные посылки АТС, свидетельствующие об окончании процесса соединения и поступлении на линию вызываемого абонента посылок вызывного сигнала (контроль посылки вызова). При снятии вызывае- мым абонентом трубки будет слышен его голос. По окончании разговора трубка укладывается на рычаг. Рычажный переключатель РП размыкает цепь, и схема телефонного аппарата пе- реходит в дежурный режим. В этом режиме схема питания микросхе- мы ЭНН обеспечивает подпитку ОЗУ ЭНН, в котором хранится по- следний набранный номер. При этом схема «отбой» запрещает набор номера с клавиатуры с целью временного сохранения последнего набранного номера (для возможности его автоматического повторно- го набора знаки сохраненного в памяти номера не требуется повторно набирать). Вызывное устройство готово к приему сигналов вызова АТС. При поступлении сигнала вызова от АТС, вызывное устройство выра- батывает звуковые сигналы, информирующие о вызове другим або- нентом. До снятия трубки схема ТА находится в дежурном режиме. При снятии трубки микросхема ЭНН устанавливается в исходное со- стояние с той лишь разницей, что вместо ответа станции будет слы- шан голос вызывающего абонента. Основные сигналы взаимодействия телефонного аппарата и АТС.В состав телефонного аппарата входят номеронабиратель (НН), управляющий импульсным ключом (ИК), замыкание и размыкание которого создает импульсы кода цифры набираемого номера. Для то- го чтобы импульсы набора номера не прослушивались в телефоне, используется разговорный ключ (РК), шунтирующий цепьмикроте-лефоннойпары. Для работы с электронными и квазиэлектронными АТС используются кнопочные телефонные аппараты с частотным набором номера. Пере- дача каждой цифры в частотном номеронабирателе осуществляется многочастотным кодом «2 из 8» (ГОСТ 25554-82). Для формирования частотных кодов цифр номера применяются две группы частот: нижняя группа частот - 697 Гц, 770 Гц, 852 Гц, 941 Гц; верхняя группа частот - 1209 Гц, 1336 Гц, 1477 Гц, 1633 Гц. Сочетания частот, отображающие цифры и другие символы, приведе- ны в таблице 1.
Таблица1 Многочастотный телефонный код. Кнопки «*» и «#» используются при наборе кодов дополнительных видов обслуживания. Кнопки A, B, C и D применяются в расширен- ной клавиатуре для заказа дополнительных услуг в электронных АТС в частотном режиме набора номера. Кроме сигналов набора номера для взаимодействия с АТС от теле- фонного аппарата к АТС поступают следующие линейные сигналы: вызов станции («поднятие трубки» при исходящем вызове) - непре- рывное замыкание шлейфа абонентской линии на время > 250мс; ответ («поднятие трубки» при входящем вызове) - замыкание шлей- фа абонентской линии на время > 500 мс;отбой – размыкание шлейфа абонентской линии на время > 400мс. От АТС к абоненту поступают следующие виды информационных сигналов: ответ станции - непрерывный гудок, который слышит абонент после снятия телефонной трубки; посылка вызова - сигнал вызова абонента;контроль посылки вызова - сигнал, предназначенный для информированияабонентаопосылкевызова; занято - поступает при занятости абонентской линии вызываемого абонента; занято-перегрузка - поступает при занятости соединительных (меж- станционных линий или коммутационного оборудования. Характеристики этих сигналов приведены в таблице
Передача номера абонента по абонентской линииВ настоящее время на телефонной сети используются два способа набора номера вызываемого абонента: импульсный набор (декадным кодом) и тональный набор (многочастотным кодом). При импульсном наборе импульсы посылаются путем поочеред- ного размыкания и замыкания абонентского шлейфа (цепи постоянно- го тока) со скоростью 10 импульсов в секунду. Длительность размы- кания (безтоковой посылки) равна 60мс, а длительность замыкания (токовой посылки) равна 40 мс. Для того, чтобы определить конец од- ной цифры и начало следующей, межсерийный интервал должен быть не менее 200 мс. Число размыканий или замыканий до межсерийного интервала соответствует цифре номера. На рисунке 7.3 представлена временная диаграмм передачи цифр 2 и 4 импульсным набором номе- ра.    tРисунок 3 – Временная диаграмма передачи цифр 2 и 4 импульсным набором Для передачи адресной информации тональным набором исполь- зуют многочастотный код «2 из 8». Сигнальные частоты выбираются из двух отдельных групп частот звукового диапазона (рисунок 4): нижняя группа - 697, 770, 852, и 941 Гц; верхняя группа- 1209, 1336, 1477 и 1633 Гц. 1209 Гц 1336 Гц 1477 Гц 1633 Гц  697 Гц770 Гц 852 Гц 941 Гц Рисунок 4 – Клавиатура телефонного аппарата Каждый сигнал содержит две сигнальные частоты. Одна из частот выбирается из нижней группы, вторая частота – из верхней. Частота 1633 Гц (кнопки А, В, С, D) используется для реализации дополни- тельного набора функций (например, в мини-АТС). Вопросы для самоподготовкиКаковы основные функциональные узлы электронного теле- фонного аппарата? Каковы параметры сигнала вызова? Как измерить полное сопротивление устройства вызова с помощью вольтметра, если известно сопротивление линии передачи вместе с АТС? Что такое "местный эффект"? Как снизить его влияние? Как определить полное сопротивление телефонного аппарата по постоянному току RТА, если имеется вольтметр, а сопротив- ление линии передачи по постоянному току RЛ известно? Что такое импульсный набор номера? Что такое тональный набор номера? Что такое время межцифровой паузы? Какова частота импульсов набора номера в электронных те- лефонных аппаратах? Как меняется напряжение линии при наборе некоторой цифры при импульсном наборе номера? Зачем нужен разговорный ключ? Зачем нужен импульсный ключ? Какие изменения происходят в структуре телефонного аппарата при замыкании или размыкании рычажного пе- реключателя? Последовательность выполнения работы Начальные установки цифровой мультимер - включен. Переключатель цифрового мультимера - в положении 200В . Ко входу 1 осциллоскопа подключен кабель с двумя концами. Переключатель диапазона входных сигналов - . Синхронизация - . Регулятор уровня выходного напряжения повернут против часо- вой стрелки до упора. ЗаданиеИзмерение параметров и характеристик основных узлов телефонного аппарата Измерение параметров вызывного устройства Включить АТС Panasonik KX-TEM 824RU клавишей "ВКЛ- СЕТЬ", расположенной на боковой панели панели. Признаки включения имитатора: светится индикатор зеленого цвета. 2.1.2. Соединить телефонный кабель и кабель-переходник «Джек RJ-12 – телефонная розетка» Полученным соединителем подключить телефонный аппа- рат PANASUNIK к порту АТС Jack02. Подключить телефонным кабелем системный телефон к порту АТС Jack01. Присоединить мультиметр к контактам 4,5 телефонной ро- зетки кабеля-переходника. Замерейте напряжение имитатора АТС при отсутствии сигнала вызова Uлин. Позвонив с системного телефона (наберите номер 102), из- мерьте действующее значение напряжения сигнала вызова UВ от АТС. Измеренное значение зафиксируйте. Рассчитайте сопротивление вызывного устройства ВУ по переменному току в тивление линии передачи и АТС, равное 1,5 кОм. Измерение параметров и характеристик разговорной цепи2.2.1. Подключите телефонный аппарат к абонентской линии по- средством кабеля-переходника «Джек RJ-12 – телефонная розетка». Подключить разговорную цепь к абонентской линии, под- няв трубку телефонного аппарата (ТА). Перевести цифровой мультиметр в режим измерения постоянно- го напряжения. Установить предел измерения напряжения - 20 В. Подключить мультиметр к гнездам 4 и 5 розетки кабеля- переходника. Измерить напряжение линии UПР в разговорном режи- ме. Отключить от абонентской линии разговорную цепь, по- ложив трубку ТА . Измерить мультиметром напряжение линии в режиме холостого хода Uло. Запишите показания мультиметра. Вычислите сопротивление телефонного аппарата по посто- янному току в разговорном режиме RТА по формуле. Наблюдение сигналов, выдаваемых ТА в абонентскую линию при наборе номера абонента в импульсном и тональном режиме.Установите переключатель на ТА PANASONIK в режим «pulse». Подключите щуп осциллографа к гнездам 4 и 5 розетки кабеля- переходника. Поднимите трубку ТА. Нажмите любую цифровую клавишу ТА. Замерьте осциллографом минимальное и максимальное напря- жение при наборе номера в импульсном режиме. Установите переключатель на ТА в режим «tone». Поднимите трубку ТА. Нажмите любую цифровую клавишу ТА. Зафиксируйте временную диаграмму, наблюдаемую на экране осциллографа. 3 Обработка результатов и оформление отчета по работе Указать в бланке отчета вычисленные в разделе 2 значения сопротивление вызывного устройства ВУ по переменному току в ре- жиме вызова и сопротивление телефонного аппарата по постоянному току в разговорном режиме.Изобразите в одинаковых масштабах и на одном поле черте- жа пары временных диаграмм импульсов набора номера в импульс- ном и тональном режиме. 3.3. Сформулировать и занести на бланк отчета нетривиальные и мотивированные выводы по работе. Таблица 1 - Основные электрические параметры телефонного аппа- рата
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫДьяконов В.П., Смердов В.Ю. Бытовая и офисная техника связи. – М.: Солон-Р, 1999. Кизлюк А.И. Справочник по устройству и ремонту теле- фонных аппаратов зарубежного и отечественного производства. – М.: АНТЕЛКОМ, 2002. Иванова Т.И. Абонентские терминалы и компьютерная те- лефония. – М.: Эко-трендз, 2001. Корякин-Черняк С.Л., Котенко Л.Я. Телефонные сети и ап- параты. – М.: Наука и техника, 1998. Корякин-Черняк С.Л. Абонентские телефонные аппараты. – СПб.: Наука и техника, 2003. Интегральные микросхемы: Микросхемы для телефонии. Выпуск 1. – М.: ДОДЭКА, 1994. Микросхемы для телефонии и средств связи. – М.: ДОД- ЭКА, 2001. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||