L'apparecchio telefonico ha la funzione di permettere la scelta dell'utente cui chiamare tramite la selezione a disco combinatore o a tastiera, di avvertire l'abbonato chiamato mediante il dispositivo a suoneria, ed infine di consentire la conversazione tramite il microtelefono.
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Principio della comunicazione Melortica
In fig XIX.2.1 è rappresentato un semplice esempio di comunicazione telefonica unidirezionale
, che illustra il principio della comunicazione telefonica . Il sistema è costituito da
un microfono, un ricevitore ,
una linea di trasmissione ed una batteria di alimentazione.
Il microfono, a granuli di carbone, consente la conversione della pressione dell’onda sonora in variazioni di resistenza dei microfono stesso. Infatti le onde sonore di compressione e rarefazione, che incidono sulla membrana M, la fanno vibrare i granuli di carbone risultano più o meno compressi in sincronismo con le oscillazioni della membrana e quindi la resistenza del microfono varia.
Essendo costante la tenzione di alimentazione E, la corrente I nel circuito varia perciò in funzione sonora; il campo prodotto dal magnete M', a sua volta, varia e la membrana ricevitore viene di conseguenza più o meno attirata. Il movimento della membrana genera compressioni e rarefazioni dell'aria circostante, cioè onde sonore che riproducono le onde sonore incidenti sulla membrana M del microfono.
2 Schema funzionamento e caratteristiche dell'apparecchio telefonico
a)schema dell’apparecchio telefonico
In Fig. XIX.2.2 è riportato lo schema di un apparecchio telefonico a
disco;esso è collegato alla centrale, e quindi agli altri utenti, tramite il doppino
telefonico, costituito dai fili a e b. Il microfono M ed il
ricevitore R fanno parte di un insieme detto microtelefono; L1’,
L1’’, L2, e Z costituiscono il circuito antilocale, che ha lo scopo di
impedire a chi parla di sentire la propria voce al ricevitore.
B) Funzionamento dell'apparecchio telefonico
Si considerano i casi di utente chiamato e di utente chiamante.
1) Utente chiantato
Il gancio G è normalmente abbassato, stabilendo una connessione fra centrale e dispositivo S di suoneria.Quando un utente desidera chiamare l'utente considerato, la centrale invia una corrente di chiamata che fa entrare in azione il dispositivo di suoneria S. All’atto della risposta, l'utente chiamato solleva il microtelefono, il contatto mobile del gancio si sposta verso l'alto, la suoneria S viene esclusa e si ha passaggio di corrente fonica, tramite i fili a e b, fra apparecchio dell'utente chiamato ed apparecchio dell'utente chiamante (il contatto C1 è chiuso, mentre C2 è aperto).
2) Utente chiamante
Quando l'utente vuole chiamare un altro abbonato, solleva il microtelefono contatto mobile G si sposta verso l'alto, determinando l'esclusione della suoneria S e il passaggio di corrente continua fra centrale ed apparecchio telefonico (il contatto C1 è chiuso, mentre C2, è aperto).
Per selezionare l'abbonato desiderato, l'utente aziona il disco combinatore; un eccentrico, comandato dal disco, apre il contatto C1 un numero di volte pari al numero selezionato. Contemporaneamente all'apertura di C1, si ha la chiusura del contatto C2 , comandato dallo stesso eccentrico; ciò consente di non fare pervenire al ricevitore R i disturbi provocati dall'interruzione di corrente.I circuiti di commutazione della centrale permettono di selezionare l'utente desiderato in base alle interruzioni di corrente causate dal disco combinatore, e di inviargli, dalla centrale la corrente di chiamata. Al termine della selezione, C1 è chiuso e C2 è aperto e quindi è possibile il passaggio di corrente fonica fra utente chiamato e utente chiamante, trantite i fili a e b.
C) Caratteristiche delle parti principali componenti l'apparecchio telefonico Si considerano le caratteristiche dei microtelefono, dell'alimentazione, dei dipositivo di suoneria, del circuito antilocale e dei dispositivi di selezione.
1) Microtelefono
Il microtelefono è costituito da microfono e telefono; questi due
componenti hanno la struttura descritta al Par. XIX.21. Il microfono è a carbone, in quanto consente livelli di uscita
superiori agli altri tipi di microfoni in commercio (piezoelettrici, a condensatore o
elettromagnetici).
Il ricevitore è di tipo elettromagnetico costituito da magnete
permanente, bobina e membrana, come nell'esempio schematizzato in Fig, XIX.21;
l'impedenza della bobina è dell'ordine del centinaio di ohm.
2) Alimentazione
L'alimentazione può essere a batteria locale o a batteria centrale.
La prima, ora poco usata, era impiegata particolarmente nei sistemi militari di comunicazioni. L'alimentazione è costituita da una batteria, posta presso l'apparecchio telefonico; essa fornisce la corrente necessaria al funzionamento del microfono. La chiamata dell'utente desiderato è effettuata tramite un generatore elettromagnetico, azionato a mano, che genera una corrente di chiamata a bassa frequenza.
Nell’alimentazione a batteria centrale, l'alimentazione si trova presso la centrale; il sollevamento del microtelefono determina il passaggio di corrente continua nell'apparecchio telefonico dell'utente chiamante; il funzionamento è descritto al Par. B precedente; Le tensioni usate possono essere di 12 V, 24 V, 48 V, 60 V; nelle centralli automatiche generalmente si impiegano tensioni di 48 V e 60 V. L’alimentazione, in continua, viene ottenuta raddrizzando la tensione di rete nelle stazioni di energia; per garantire, però, la continuità del servizio in casi di interruzione dell'alimentazione di rete, vengono impiegato batterie di accumulatori in tampone.
3) Dispositivo di suoneria
Il dispositivo di suoneria è costituito da un martelletto che fa parte dell'equipaggio mobile di un'elettrocalamita; la corrente di chiamata, percorrendo l'avvolgimento dell'elettrocalamita, causa l'oscillazione del martelletto che agisce su due timpani; il suono generato consente di avvertire l'abbonato chiamato. La corrente di chiamata è a frequenza di 25 Hz, Il condensatore C, in serie alla suoneria, permette il disaccoppiamento per le coni ponenti continue.
4) il circuito antilocale
Il circuito antilocale è impiegato per evitare che l'utente senta, al ricevitore, la propria voce ed i rumori dell'ambiente (rumori di sala); diversamente l'ascolto sarebbe disturbato tenderebbe ad aumentare il volume della voce, con conseguente aggiornamento della comprensione.
Un esempio di circuito antilocale è riportato nello schema di Fig, XIX.2.2. Il microfono M è collegato fra il centro del primario di un trasformatore ed un estremo di impedenza Z, pari all'impedenza della linea vista dall'apparecchio telefonico; il ricevitore R è collegato al secondario del trasformatore.
Per spiegare il
funzionamento del circuito è conveniente impiegare il teorema di
sostituzione al circuito di Fig. XIX.2.2. In assenza di segnale audio applicato al
microfono, il circuito antilocale è riportato in Fig. XIX.2.3a; Rm0 indica la resistenza del microfono in assenza di segnale audio. La corrente fonica proveniente dall'altro utente, invece, percorre le due metà L'1 e L’’1 dell'avvolgimento primario nello stesso verso; il flusso generato, diverso da zero, si concatena col secondario L2, causando il passaggio di una corrente nel ricevitore: l'utente considerato sente pertanto la voce dell'altro abbonato.
Il trasformatore presente nell'apparecchio,
oltre a realizzare il circuito antilocale, presenta due altri
vantaggi. In primo luogo consente l'adattamento di impedenza
dell'apparecchio alla linea, scegliendo opportunamente il rapporto
spire.
In secondo luogo impedisce il passaggio della componente continua
della corrente di linea nel ricevitore; essa non serve e può portare il nucleo magnetico
a lavorare in regioni non lineari, con conseguente riproduzione distorta del segnale
audio.
5) Dispositivi di selezione
I dispositivi di selezione consentono di chiamare l'abbonato desiderato; possono essere a disco combinatore o a tastiera.
Il caso di disco combinatore è considerato in Fig.XIX.22; un eccentrico,
solidale al disco, determina, come si è visto, l'apertura di C1
e la chiusura di C2 e quindi l'interruzione della corrente
continua di linea un numero di volte corrispondente al numero scelto.
La durata dell'apertura e della chiusura di C1 sono,
rispettivamente, di 60 ms e 40 ms.
I dispositivi di chiamata a tastiera consentono una migliore
precisione ed una maggiore rapidità di selezione; essi sono convenienti, dato che
l'introduzione del commutazione elettronica ha permesso di ridurre notevolmente i tempi
necessari allo stabilirsi del collegamento fra due abbonati.
In questi dispositivi ogni numero è rappresentato da due frequenze audio generate contemporaneamente nell'apparecchio
telefonico; questo pertanto deve essere provvisto di un oscillatore
in grado di operare contemporaneamente su due frequenze.
Nella tabella Tab. XIX.2.1 sono riportate coppie di frequenze corrispondenti ad
ogni tasto; le ultime due combinazioni possono essere impiegate per altri scopi.
Si osserva dalla tabella come le frequenze generate siano nel campo audio e quindi possano essere trasmesse ed impiegate per altri usi.
Le due frequenze corrispondenti ad ogni numero vengono ricevute in centrale; in essa devono essere presenti filtri accordati sulle frequenze stesse, che ne rivelino la presenza e quindi individuino il numero selezionato dall’utente.
Negli impianti interni si usano anche dispositivi di selezione a tastiera che impiegano diodi; l’apparecchio telefonico risulta semplificato, dato che non è presente un oscillatore ,però é più complesso il collegamento fra gli utenti,
per la
necessità di usare un ulteriore conduttore: il filo di terra.