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1、第二章 电话机的原理与维修技术,2.1 电话机概述,2.2 电话机的结构和基本工作原理,2.3 新型电话机,2.4 电话机的维护和保养,电话机学习要点,1电话机的基本电路形式是怎样的？,2电话机在整个通信过程中处于什么位置？,3电话机起什么作用？,4若电话机工作不正常，会导致哪些故障？,故障分析基础,5若电话机工作不正常，应如何检修？,故障判断,故障检修,2.1 电话机概述,2.1.1 电话机的产生,1875年：美籍苏格兰人贝尔发现电磁互换可以作为声音传递途径。1876年：贝尔与沃森在两个房间里用最简单的电话通话成功。1877年：爱迪生发明碳精送话器。1878年：美国设计制造并安装了第一台交换
2、机。1882年：出现了共电式人工交换机和共电式电话机。1879年：美国人康纳利等获得了自动电话交换机的专利，并展出第一部8线自动交换机。1883年：英国国家电话公司辛克莱获得第一部自动电话机的专利。1889年：美国一个殡仪馆老板史端乔获得第一个自动电话选择器的专利。1892年：第一部用史端乔选择器的自动电话交换机在美国印第安纳州拉波特城使用。1896年：美国人爱立克森发明旋转电话拨号盘。（第二代电话机）,脉冲拨号原理,1963年：出现第一部按键电话机。1969年：出现第一部按键式全电子电话机和双音多频发号方式。（第三代电话机）1979年：出现大规模集成电路电子电话机。语音拨号，触屏拨号，智能自
3、动拨号，集图象，数据等于一体的,双音多频：,即DTMF（Dual Tone Multi Frequency），由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率。一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字。DTMF信令有16个编码。利用DTMF信令可选择呼叫相应的电话机。,DTMF按键信号的定义,2.1.2 电话机的发展,1、磁石电话机（HC）2、共电式电话机（HC）3、拨号盘式电话机（HB）4、脉冲按键式电话机（HA-P）5、音频按键式电话机（HA-T）6、脉冲/音频兼容按键式电话机（HA-P/T）7、扬声电话机（HA-d）8、免提电话机（Ha-D）,2.1.3 电话机的发展方向
4、,1、微型化 5、复印化2、多功能化 6、智能化3、声控化 7、翻译化4、录音化 8、可视化,2.2 电话机的结构和基本工作原理,2.2.1 电话机的结构,机壳,送话器,受话器,显示屏,按键盘,主板,叉簧,2.2.2 电话机的安装,遵照说明书即可。,2.2.3 电话机的工作原理,1、声音频率：20Hz20KHz。2、纯音：频率单一，符合正弦规律的声音。3、复音：由很多纯音构成的声音，如人声。4、声压及声压级：SPL=20lg（P/Po）5、声音响度：2KHz4KHz左右最敏感。6、掩蔽效应：大掩小，小无声。7、疲乏现象：久则疲，灵敏降。8、非线性失真：声太大，听不清。,一、基本概念,二、通话原
5、理,最基本的由送话器、受话器、线路构成。,1、贝尔原始电话,2、改进电话,3、再改进电话,电话外线上平时有48V直流电压。打电话时：首先是摘机，这时，叉簧就会弹起来，使电话机与交换机之间的电路联通，线上降为12V左右；如此时交换机有空，便向电话机送去一个连续的25Hz拨号音，表明可以拨号了；电话机拨号时，送出直流脉冲或双音频信号，它的作用是控制电话局里的交换机，让它去完成主叫用户和被叫用户之间的连接；若被叫电话空闲，交换机便向他发送一个90V110V，25Hz，响3s停1s的交流振铃电流，使对方的电话机响铃。接电话时：如有响铃，被叫人提起听筒后，叉簧弹起，接通通话电路，振铃电路由于电压降低而停
6、止工作，开始通话。,三、电话命名方法（邮电部）,HA,389,（）,P/T,类别,序号,外形,功能,四、电话机常用元件,1、受话器,双极式，差动式，动圈式，压电式,主要指标,（1）阻抗,电磁式：150、300、350,动圈式：150,压电式：1200,（2）灵敏度,功率灵敏度：将受话器接在一个和它内阻相等的信号源上，受话上获得1mW电功率时在仿真耳中测得的声压级（dB），一般是在1KHz信号测定。所以有平均功率灵敏度，即在3003400Hz范围内测定的功率灵敏度算术平均值。,（3）频率响应,差动式：较好,动圈式：较好,压电式：较差,双极式：较差,双极性受话器,差动受话器,动圈式受话器,动圈式受
7、话器,2、送话器,碳精式，驻极体，动圈式，压电式,主要指标,（1）阻抗,（2）频率范围,碳精式送话器,驻极体式送话器,3、拨号盘,（1）旋转拨号盘：间隔时间不小于300ms。,（2）按键拨号盘：标准键盘排列、导电橡胶结构、E形印刷电路。,4、振铃器,（1）机电式振铃器,（2）压电式振铃器,（3）动圈式振铃器,5、叉簧、开关、接插件,（1）叉簧：完成通话电路与振铃电路转换功能。,（2）开关：有拨动式、按压式，完成不常用开关 和转换功能。,（3）接插件：完成连接功能。,（4）四线绳：做成密绕螺旋形，截面为椭圆形。,五、电话机电路的组成,1、按键电话机电路的组成,（1）振铃电路 它把交换机送来的25
8、Hz振铃信号变成直流，然后再产生一高一低两个频率的信号，频率较高的作为音频信号，由频率较低的信号控制其断续输出。,（2）极性保护电路 它把a、b上极性不确定的的交流电压变成极性一定的直流电压，以确保拨号电路的要求。？,（4）通话电路 它主要起2/4线转换、放大接收、发送信号、消侧音作用。,（3）拨号电路 是由拨号专门集成电路、键盘和外围电路构成。它可以把键盘输入的号码变成相应的脉冲或者双音多频信号，送到线路上。同时发出静噪信号来消除拨号时在受话器中产生的“咯咯”声。,（1）振铃电路,2、按键电话机电路的工作原理,电路,原理分析,整流电路将交流振铃电压降压整流后，为2411集成电路供电，其3、4
9、脚内部电路产生低频交流信号，6、7脚内部电路产生高频交流信号，并从第8脚输出断续振铃信号。,（2）极性保护电路,电路,二极管的正向电流大于180mA，反向电压大于180V。,原理分析,为了保证输入电话机拨号电路的电压极性一定，本电路工作原理和整流电路一样，通过相对位置的两组二极管的交替工作，将外线上的电压极性变成固定的。为什么能让音频信号通过，又不把音频信号整流呢？这是因为极性保护电路在工作时给二极管提供了偏置电流，而音频信号又非常小，是叠加在直流上的。试画一画音频信号、直流电压、调制电压波形图。,工作原理,当电话摘机以后，在启动电路，恒流源电路的作用下拨号IC开始工作。由键盘输入的数字信号通
10、过拨号IC转换成脉冲信号，控制脉冲开关电路，将其送至线路上。同时，IC送出静噪信号，使通话电路与拨号电路断开，达到静噪目的。,（3）脉冲拨号电路,电路一：并联拨号,a,b,为什么用恒流源？,组成？,启动电路工作原理,拨号IC电路有两种工作状态，即等待方式（挂机）操作方式（摘机）。这两种方式由IC的一个引脚来控制。有高电平和低电平控制两种形式。,启动电路形式,a、用叉簧的一组开关，控制IC启动脚的电平。b、用晶体三体管开关电路控制IC启动脚的电平。,故障现象？,构成？,恒流源电路的工作原理,V1：恒流管,R2：恒流电阻,Z1：稳压管,C1：滤波、储能,V4：隔离二极管,a、V1基极电压基本不变。
11、b、假设Vi增大，则V1电流增大，R2压降增大，由于V1V2限压，则V1发射结压降减小，V1电流减小。由此达到恒流目的。,故障现象？,构成？,V1V2：限压管,并联脉冲开关电路,构成？,a、摘机后，话机处于通话状态，此时V3、V4导通，V1、V2A截止。？b、拨号时：先由M脚输出低电平约40ms，V3、V4截止，进行静噪；此时V1、V2导通，外线上低电平。接着DP变成低电平，V1、V2截止，外线高电平。DP根据低电平61.5ms,高电平31.5ms交替改变电平值，在此期间M一直为低电平;c、当一个号码发送完毕，M回至高电平，环路回到通话状态，等待下一个拨号。,并联脉冲开关电路工作原理,故障现象
12、？,并联脉冲开关电路工作波形,电路二：串联拨号,为什么用稳压源？,构成？,启动电路工作原理,一般为高电平控制形式。,a、摘机后，话机处于通话状态，此时Q1导通（未饱和），Q2导通。此时环路上为低电平。？b、拨号时：先由M脚输出低电平约40ms，将话筒电源短路，进行部分静噪；接着DP变成低电平，Q2截止，Q1饱和。DP根据低电平61.5ms,高电平31.5ms交替改变电平值，在此期间M一直为低电平;c、当一个号码发送完毕，M回至高电平，环路回到通话状态，等待下一个拨号。,串联脉冲开关电路工作原理,故障现象？,串联脉冲开关电路工作波形,串联拨号简图？,串联脉冲开关电路实型,ZX2029电话机拨号芯
13、片资料,HM9102D是音频/脉冲可转换的拨号器，有上次号码重拨（LNB）功能。它用CMOS工艺制成，无论工作于哪种方式，工作电压范围很宽。挂机保持电流很小。,引脚功能图,内部方框图,键盘功能图,引脚功能：,M/B引脚功能：,（4）双音频拨号电路,指用两个特定的单音频信号的组合来代表数字或功能。频率不同，所代表的数字和功能也不同。一共有8种不同的频率。分高频群和低频群。在编码时，每次从低频组和高频组中各取一个频率信号组合，共可提供16种组合，分别对应于电话号码的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、*、#、A、B、C、D，解码（也称为译码）时，通过滤波检测出低频信号分量和高频信号分量，就可以
14、得到是哪一组信号，区分出0D。,电路,HA389P/T电话机原理图,原理分析,当拨号集成电路工作后，并按下某个按键时，第32脚即输出混合后的双音频信号，经R32,C19送到Q3的基极，经Q3一级放大后由C极送到Q4的基极，Q4为一射极输出放大电路，将放大的双音频信号从E极送到外线上；同时有一部分信号到达受话器电路，并受消侧音电路削弱，故而自己听到的拨号音不太大。,（5）送话电路,电路,HA389P/T电话机原理图,原理分析,当拨号完成并双方接通后，话筒在由外线提供的稳压电源下开始工作，语音信号经C18送到Q3的基极，经Q3一级放大后由C极送到Q4的基极，Q4为一射极输出放大电路，将放大的语音信
15、号从E极送到外线上；同时有一部分信号到达受话器电路，并受消侧音电路削弱，故而自己听到的声音不太大。,（6）受话电路,电路,HA389P/T电话机原理图,原理分析,当双方通话时，外线上传来的语音信号经C12,R17,R18,C13送到Q5,Q6进行两级放大，并由Q6的C极推动扬声器发声。,（7）消侧音电路,消侧音电路作用：,当拨号或通话时，本机听筒上听至的拨号音或语音叫做侧音。为了保证通话质量，本机所听到的音量必须限定在一定范围，这就是消侧音电路的作用。1920 年美国人坎贝尔发明了消侧音电路。,消侧音电路原理：,主要利用的原理是将拨号音和语音信号进行抵消或衰减，而外线信号不削弱，达到消侧音目的
16、。,消侧音电路形式：,主要有变压器式，相位抵消式，平衡电桥式。,十,一,一,最初形式：变压器式：类似于平衡电桥式。,演变形式：由于变压器体积大，参数不易对称。所以用电阻替代了变压器。,十,一,平衡电桥形式：,实际电路一,HA389P/T电话机原理图,B,A,C,D,D,相位抵消式：,（8）自动音量控制电路,自动音量电路作用：,当外线线路增长时，由于线损，本机受话器的音量弱，反之又太强。为了保证通话音量，以前的电话机分长线和短线两种，即A型和B型，分别适用于35km和03km。后来在电子电话机中采用自动音量控制电路。,主要有两种，一种是根据长短线改变放大电路的放大倍数，另一种是改变放大电路的输入
17、信号的大小，从而达到自动控制音量的目的。,自动音量控制电路原理：,手动调节音量电路：,自动调节音量电路：,利用二极管的非线性：,从二极管的伏安特性曲线可知，随着二极管两端的电压的增大，斜率增大，而交流电阻反而减小。故而利用其分流作用限制输入信号的大小。,自动音量控制电路：,请找出HA389P/T电话机的该电路。,（9）扬声器受话电路,扬声器受话电路作用：,当对方无人接电话而又不得不一直拨号，或是人离电话机较远，或是需要多人受话时，可采用扬声器受话电路。,通过机械切换或电子切换，使手柄通话电路在扬声器受话时断开，而提起手柄时自动转为手柄通话。注意：扬声器受话时不能送话。,扬声器受话电路原理：,扬
18、声器受话电路：,手柄,极性保护电路,拨号电路,通话电路,振铃电路,H1,a,b,扬声器受话电路,H2,（10）免提通话电路,免提通话电路作用：,当接电话而又不得不腾出手来做其它事时，可采用免提通话电路。,通过机械切换或电子切换，使手柄通话电路在免提通话时断开，而提起手柄时自动转为手柄通话。注意：免提时手柄不能送话。,免提通话电路原理：,免提通话电路：,手柄,极性保护电路,拨号电路,通话电路,振铃电路,H1,a,b,免提通话电路,H2,声控通话电路：,LS、LR：衰减器,声控通话电路工作原理：,在没有通话时，此电路处于受话状态，LS衰减很大，LR衰减很小，接收通路打开，发送电路关闭。一般来说，送
19、话和受话不会同时进行（除非吵架）。当用户对着送话讲话时，经A1放大的信号分成两路，一路送LS，一路送比较器B,当发送音强时，比较器使LR增大衰减量，LS减小衰减量，从而相当于关闭了受话通路。反之则关闭送话通路。,注意：由于免提电话的话筒和扬声器处于开放状态，灵敏度较高，故而容易造成反馈自激，产生啸叫。,（10）振铃、免提共用电路,以HA868电话机为例：,HA868电话机免提电路工作原理：,送话器信号经Q503放大后分两路送出：一路送到N3第3脚输入并放大，输出信号经倍压整流变成直流电压，使Q502、Q504、Q506导通，从而关闭受话通路，同时打开送话通路。另一路信号经N2放大后分成两部分，
20、一部分经C503接地消侧音，另一部分送到外线。,免提通话时，SW2接ON,HS2接OFF。,受信号经C502、T1感应到次级后分两路送出：一路送到N4第5脚输入并放大，输出信号经倍压整流变成直流电压，使D507导通，将N3的输入信号旁路，Q502、Q504、Q506截止，从而关闭送话通路，同时打开受话通路。另一路信号经音量电位器后送IC502放大，分成两支，一部分送扬声器，另一部分送到Q505使其截止短路送话信号，确保受话不断。,2.3 新型电话机,无绳电话机、可视电话机、网络电话机、多功能电话机,1、无绳电话机：分模拟和数字形式,数字无绳电话的“数字”指的是座机和分机间的数据传输是数字化的，
21、原有的电话线还是模拟传输的。目前常用2.4G的数字无绳电话，24G是座机和分机间的工作频率，工作频率范围：2.42.4835 GHz。所以一般就称为2.GHz数字无绳电话。目前市场上常见的是西门子和松下的产品，国内好像步步高也生产，价格比普通无绳的贵很多。,移频键控，又称数字调频、频移键控。就是用数字信号去调制载波的频率，载波频率随数字信号而变化的一种调制方式。是信息传输中使用得较早的一种调制方式,它的主要优点是:实现起来较容易,抗噪声与抗衰减的性能较好。在中低速数据传输中得到了广泛的应用。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。除具有两个符号的二进制频移键
22、控之外，尚有代表多个符号的多进制频移键控，简称多频调制。一种用多个载波频率承载数字信息的调制类型。最常见的是用两个频率承载二进制1和0的双频FSK系统。,FSK（Frequency-shift keying）：,2、可视电话机：分静态图象和动态图象,可视电话设备是由电话机、摄像设备、图象接收显示设备及控制器组成的。可视电话根据图像显示的不同，分为静态图像可视电话和动态图像可视电话。静态图像可视电话在荧光屏上显示的图像是静止的，图像信号和话音信号利用现有的模拟电话系统交替传送，即传送图像时不能通话；传送一帧用户的半身静止图像需510秒。动态图像可视电话显示的图像是活动的，用户可以看到对方的微笑逐
23、颜开或说话的形象。动态图像可视电话图像信号因包含的信息量大，所占的频带宽，需要把原有的图像信号数字化，并采用频带压缩技术，对数字图像信号进行“压缩”，使其所占的频带变窄，这样才可在用户线上传输。动态图像可视电话的信号因是数字信号，所以要在数字网中进行传输。可视电话还可以加入录像设备，就像录音电话一样，把图像录制下来，以便保留。静态图像可视电话现已在公用电话网上使用，而动态图像可视电话因成本较高尚未大量应用。,3、IP电话机：,IP是英文Internet Protocol的缩写，意思是“网络之间互连的协议”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算
24、机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议也可以叫做“因特网协议”。IP协议有两个主要内容：一是“数据报”，二是“IP地址”。数据报包含报头（含IP地址）和报文两部分，可根据各地网络规定改变其长度，最长65535个字节；可经不同的路径传输数据报。所以IP必须有分组打包和集合组装功能。,prot.kl,4、多功能电话机：,5、其它概念：,（1）来电显示：,（2）来电显示：,即电话主叫号码传送与显示，简称CID。该服务就是将用户一次呼叫进程中主叫方的电话号码等，通过交换、传输网络的支持，传送到被叫方的电话终端机显示并存储，供被叫方决定是否接听。其通过电信局交换机在被叫方振铃的第一、二声之间传送有关信息，也可在通话期间传送。从技术上分FSK和DTMF方式传送。,2.4 电话机的维护和保养,本章完,
