电话机的基本工作原理

电话机工作原理

电话通信是通过声能与电能相互转换、并利用“电”这个媒介来传输语言的一种通信技术。两个用户要进行通信，
最简单的形式就是将两部电话机用一对线路连接起来。

a) 当发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动激励空气振动，形成声波。

b) 声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流。

c) 话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内，

d) 而受话器作用与送话器刚好相反--把电流转化为声波，通过空气传至人的耳朵中。

这样，就完成了最简单的通话过程。





电话机设置在电话通信起点和终点的用户侧，是电话网的用户终端设备。现代的电话机能够方便地实现终端用户之间的呼叫和通话，
是经过一百多年来许多人的研究和无数次的改进而形成的。尽管它们的式样千差万别，但一般都有如下基本功能；

1、声电和电声转换功能

因为要进行快速的、远距离的通信，不能直接传送声音，而必须先把声音变成电信号（即以电作为载体），
到对方后再把电信号还原成为声音。

2、摘机识别功能

当主叫方拿起电话机时，交换机应有能知道“有人要打电话”的功能，以便交换机做好接续准备。

3、发送拨号信号的功能

自动电话机正是通过发送拨号信号来指挥电话交换机的工作，并进而建立两个电话机之间的连接的。

4、响铃的功能

即在对方来电话时，电话机能以铃声告诉主人：“有人来电话了。”

5、和交换机之间的电接续功能

电话机中，实现这五大功能的部件依次是：送受话器、叉簧、拨号盘（或按键盘）、电话铃和电话回路。

送话器是一个装着碳粒的小盒子。小盒子的后面有一个固定电极，前面有个振动膜（称为振动电极）。当你对着送话器讲话时，
振动膜随声音的大小变化做幅度不等的振动，使碳粒时而压紧（电阻减小），进而放松（电阻增大），从而使流过两个电极之间
的电流也跟着变化。就这样，声音的大小变化便被变成为适合在电路上进行传输的电信号的强弱变化了。

受话器的主体是一个绕有线圈的永久磁铁。对方传来的话音电流在通过线圈时产生一个磁场，吸引磁铁前面的薄铁片产生振动
，发出声音。振动的大小决定于流过线圈的电流的大小。这就是受话器为什么能把电信号还原成声音的简单道理。

在我们打电话时，第一个动作便是“摘机”（把送受话器从电话机上拿下来）。这时，电话机上承载送受话器的部分（叫“叉簧”）就
会弹起来，使电话机与交换机之间的电路接通。如这时交换机的机线

有空，便向电话机送去一个连续的“拨号音”，它告诉你：“我已
经在待命，请拨号！”

电话机的拨号盘有旋转式的和按键式的。用它们拨号时，送出去的是直流脉冲或双音频信号。不管是哪一种信号，
它们的作用都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间的接续。

如果被叫电话空闲，交换机便向它送出一个振铃电流，使对方的电话机响铃。这是在告诉对方：“有人来电话了！”与此同时，
主叫用户将听到一个“回铃音”。如果对方电话没空，交换机便给主叫用户送出一个“嘟、嘟、嘟……”的“忙音”。

















若有人问你‘什么是电话机？’，您将怎样解释呢？词典上解释为‘是相隔远距离的人相互间通话时使用的装置’，或‘为了传达语言或电波而安装在电话线终端的设备’。可能大多数人以前者解释较多。一般人都知道电话的用途是什么，但都不太清楚其原理。




有线电话机


电话机具有将终端的音波转换为电子信号，通过电话线传送到远距离的对方，同时将对方传送来的电子信号再生为语音（音波），使其通话的功能，以及发送可从多个对方中选择的信号（拨号脉冲），告知对方的呼叫音等功能。电话机由将语音转换为电流发送到电话线的送话机、将对方传送来的电流还原为语音的受话机、呼叫对方的拨号或按钮、发送呼叫音的铃声、将这些连接在电话线上执行其功能的线路网等组成。送话机内有装满碳素颗粒的小箱子，其前方有薄硬铝合金振动板。振动板根据语音振动，振动碳素颗粒，碳素颗粒传导电流，随着颗粒的接触程度，电阻发生变化，生成语音电流。受话机接受对方的语音电流后，在线圈上生成语音电流引起的磁力，振动铁振动板，发出声音。




无线电话机


这种电话机大致可分为磁石式电话机和共振式电话机及自动式电话机。磁石式电话机由呼叫话务员的响铃小发电机和附有可与对方通话的电池的电话机组成，目前几乎不使用。共振式电话机由在电话局加入者可共同使用的电池和发电机组成，是拿起受话机时其信号到达电话局的电话机。自动式电话机是拨号或旋转按钮数字时，电话局的自动交换机连接对方的电话机。若对方与他人通话时，给出通话中的信号。是目前最为常用的电话机。（来源：）

电话机的功能
电话机发展到现在，已有好几代，但其基本功能是类似的。


电话机的基本功能主要有：



1、把声音变成电信号和把电信号变回声音的功能。因为要进行快速的、远距离的传送，不能直

接传送声音，所以必须先把声音变成电信号，到对方后再把电信号还原回声音；


2、拿起电话时，让交换机知道“有人要打电话”的功能，以便交换机做好“为你服务”的准备。


3、发送拨号信号功能。自动电话机正是通过这个拨号信号来指挥电话交换机的工作，并由它来建立两个电话之间的连接的。


4、响铃的功能。即在对方来电话时，电话机能以铃声告诉你：“有人来电话了”；


5、和交换机之间的电接续功能。电话机中实现这五个功能的部件依次是送受话器、叉簧、按键盘（或拨号盘）、铃和电话回路。送话器是一个装着碳粒的小盒子。小盒子后面有一个固定电极，前面有个振动膜（称为振动电极）。当你对着送话器讲话时，振动膜随声音的大小变化做幅度不等的振动，使碳粒时而压紧（电阴减小），时而放松（电阴增大），从而使渡过两个电极之间的电流也跟着变化。就这样，声音的大小变化便被变成为适合在电路上进行的电信号的强弱变化了。受话器的主体是一个绕有线圈的永久磁铁。对方传来的电流在通过线圈时产生一个磁场，吸引磁铁前面的薄铁片产生振动，发出声音。振动的大小决定于流过线圈的电流的大小。这就是受话器把电信号还原成声音的原理。叉簧是在摘机时，电话机上承载送受话机的部分会弹起来，使电话机与交换机之间的电路接通。如这时交换机的机线有空，便向电话机送去一个连续的“拨号音”，告诉你“已在待命，请你拨号”。如果对方电话空闲，交换机便向它送出一个振铃电流，使对方的电话机响铃，告诉对方“有人来电话了”。与此同时，主叫用户将听到一个“回铃音”，如果对方电话没空，交换机就给主叫用户送出“忙音”。



电话机的未来
　现在世界电话机的用途不仅传达语言的功能，还拥有更多有用的用途。电话机可分两类，是有线电话机、无线电话机。 大部分的人常用有线电话，可是最近用无绳电话，车辆电话和手机的人越来越多。最近随着电脑和通信线路的发展，将很快开发符合综合信息通信网的最新电话机。其中最主要是以下几种电话机。可以传达声音的Analogue信息，电脑及传真类似的Digital电话机，带着随时都能发/收图片和动画像功能的画像电话机，不需拨号或按钮只用自己的声音来可以打出去的声音确认电话机。。等等。


这样高科技电话机的发展都是随着无线通信的发达而形成的。现在电话机的发展趋势经过Digital电话机和PCS后发展到可以用卫星通信的IMT-200服务。IMT-200支持信息的高速传送，Packet，画像等多媒体的服务，将来世界各个

地方都可以使用所有声音电话，电报用户直通电路，传呼和电子邮件。











模拟用户接口是集团电话、程控交换机连接普通模拟终端（如：普通电话机、传真机等）的接口电路，也常称为：用户端口。在交换系统中，由于处理交换采用数字化和集成化，对于电流和电压较高的电信号不能被直接处理，所以许多功能必须由用户接口电路来处理。这部分电路单元通常占交换机系统总成本的60%左右，就是我们在集团电话、程控交换机中所说的：模拟用户板、专用分机板、数字分机板等等。单位一般是按线数或者端口数算，例如：每板8端口、16端口、24端口。用户电路的功能：

1，馈电

俗成：供电。馈电方式有电压馈电和电流馈电两种。所有连接在交换系统的终端，都是由交换机向其供电。一般程控交换机的馈电电压在48V，通话馈电电流在20毫安—50豪安之间。小型集团电话及部分进口集团电话的馈电电压在30V左右，馈电电流在20毫安—60毫安之间，这就是为什么程控交换机比集团电话传输距离更远的原因之一。

2，过压保护

即使在外部配线部分安装保安器，并且接地以后，在雷击等瞬间高压时，其残余端电压仍会在100V以上，这对交换机来说是致命大打击，故必须采取过压保护措施。相应的会有过流、过压保护。

3，振铃

振铃电压较高，国内一般为 90V左右。一般采用继电器来控制铃流接点。振铃是由交换机系统来控制，当需要振铃时，发出控制信号，是继电器闭合，振铃电路发出铃流信号至用户。当用户摘机时，摘机信号由振铃监视电路检测，立即切断振铃。有些集团电话这部分功能由高压电子器件实现，取消掉了继电器。

4，状态监控

通过对线路的通/断状态可以反馈出以下状态：①用户摘机、挂机、通话状态。②话机拨号发码。

5，信号转换

用户电路实际上是模拟电路和数字电路间的接口。用户电路从终端方收到的都是电信号的模拟信号，所以上交处理系统时转换成数字信号，这部分是由编码器实现的。同样在收到处理结果为数字信号要变成模拟信号，这部分是由译码器来实现的。

6，混合电路

普通话机送出的信号都是模拟信号，采用二线进行双向传输，而专用话机等用到PCM数字信号，在去话方向上进行编码，在来话方向上需要译码，这样就必须采用四线制传输。这就是为什么一些集团电话、程控交换机上的专用话机需要四芯线路，而通常所说的数字话机专用话机，为必是全数字话机，正规说应该是叫做：混合专用话机。