电话原理详解

图1.4 交换与传输网络示意图
§1.6 对交换机和话机的一些相关技术说明 (1) 交换机判断话机摘挂机的一般条件： 交换机判断话机摘挂机的一般条件： 线路电流达到3mA~7 mA判断为摘机 国标规定线 判断为摘机(国标规定线 ●线路电流达到 判断为摘机 路电流大于13mA应判断为可靠摘机 。 应判断为可靠摘机)。 路电流大于 应判断为可靠摘机 线路电流降到3mA以下交换机一般会判断为挂机。 以下交换机一般会判断为挂机。 ●线路电流降到 以下交换机一般会判断为挂机 (国标要求挂机漏电流应≤25µA)。 国标要求挂机漏电流应 国标要求挂机漏电流应≤25µA)。
电话线上的振 铃电压75Vrms 48V直流
106V
t
DTMF双音多频信号(平均幅度大约为-8dBm)
§2 电话机通话电路 §2.1 最简单的通话电路
线路阻抗
TIP线 线
送话器
47µF
TIP线 线
受话器
线路阻抗
30mA
30mA
48V
线路阻抗
47µF
RING线 线 RING线 线
线路阻抗
此通话电路存在的问题： 此通话电路存在的问题：自己讲话产生的话音电压毫不衰减的 送回到了受话电路，这样在耳机里会听到很大自己的声音 即侧音 送回到了受话电路，这样在耳机里会听到很大自己的声音(即侧音 很大)，致使打电话者非常难受，会不由自主地减小说话的声音， 很大 ，致使打电话者非常难受，会不由自主地减小说话的声音， 从而间接造成对方听到声音很小。 从而间接造成对方听到声音很小。
47ΩF 47ΩF 0.047µFG 47ΩF 47ΩF
(a) 阻抗Z1的组成 图1.3 阻抗 的组成
(b)
680
0.1
100
§1.5 对传输和交换网络的说明
长途局 市话 汇接局 DC2 长途局 中继线 端局 交换机 关口局 端局 交换机 市话 汇接局
DC2 长途局
DC1 长途局
DC1 长途局
PSTN以 以 外的其他 网络
§1.1 模拟交换方式下通话原理示意图
2
线路阻抗
甲
模 拟 传 输 交 换 网 络
线路阻抗
2
乙
Z1
Z1：话机甲之外的等效阻抗。
§1.2 数字程控交换方式下通话原理示意图
A/D
2
转换
2/4线 /4线
平 衡 网 络
G2
2
A/D
数 字 传 输 交 换 网 络
D/A
2
G1 平 衡 网 络
2/4线 2/4线 转换
§1 电话机工作环境
交换机
话音交 换网络 信号 设备 48V 电源 控制 电路 铃流 电路
线路阻抗
用 户 电 路
反 极 继 电 器
铃继 电 流器
用户电路以恒流方式给话机 供电，馈电电流约25~35mA。 供电，馈电电流约25~35mA。 话机挂机后需50uA供CPU。 话机挂机后需50uA供CPU。
挂机电流供求关系如下： 挂机电流供求关系如下：
国标要求 来电显示话机实际需要 交换机可提供 ≤ 25µA µ 50~100 µ µA ≤3mA (2) 摘机后话机等效直流电阻要求≤300Ω。 摘机后话机等效直流电阻要求≤300Ω (3) ●交换机送出的拨号音：450Hz连续的长音。 交换机送出的拨号音：450Hz连续的长音。 连续的长音 交换机送出的忙音：450Hz的间断音 0.3秒送 的间断音， 秒送， ●交换机送出的忙音：450Hz的间断音，0.3秒送， 0.3秒断，幅度大约300~500mVrms左右。 0.3秒断 幅度大约300~500mVrms左右 秒断， 左右。 (4) 交换机送出的振铃信号： 交换机送出的振铃信号： Hz正弦交流 正弦交流。 约75Vrms,25 Hz正弦交流。
交换机
48V 电源
用户电路中 恒流源电路
100µA 100µ
线路阻抗
a b ？Ω ab
用户电路以恒流方式给话 机供电， 机供电，馈电电流约为 25~35mA。 25~35mA。 话机挂机后需50~100uA 话机挂机后需50~100uA CPU。 供CPU。
根据上图，看一下要学习的内容： 根据上图，看一下要学习的内容： 1、了解电话网络的构成和通话基本原理。在了解通话基 、了解电话网络的构成和通话基本原理。 本原理的基础上弄清什么叫侧音以及如何降低侧音。 本原理的基础上弄清什么叫侧音以及如何降低侧音。 2、了解交换机和电话机的相关标准。主要了解什么叫摘 、了解交换机和电话机的相关标准。 什么叫挂机； 机、什么叫挂机；摘、挂机条件下电话线上的电流分别 是多少；摘机条件下话机的直流阻抗是多少； 是多少；摘机条件下话机的直流阻抗是多少；交换机送 出的振铃信号的电压和频率是多少等。 出的振铃信号的电压和频率是多少等。 3、了解电话机的三个基本功能。 、了解电话机的三个基本功能。 拨号、 拨号、通话 (送、受话 、振铃功能。 送 受话)、振铃功能。 4、结合实习话机电路图了解话机电路组成 原理框图； 原理框图； 、结合实习话机电路图了解话机电路组成—原理框图 5、实习用话机电路原理分析： 、实习用话机电路原理分析： 电路框图；防雷电路；极性保护桥路；电源电路； 电路框图；防雷电路；极性保护桥路；电源电路；发 送话)电路 送(送话 电路、受话电路；微音器电路；免提功放；振 送话 电路、受话电路；微音器电路；免提功放； 铃电路； 管脚功能介绍； 铃电路；CPU管脚功能介绍；其他电路。 管脚功能介绍 其他电路。
对应CPU端子及其定义 端子号 字符 对应 端子及其定义 11 GND 地线，与CPU的VSS相连。 地线， 相连。 的 相连 12 GND 通上。 通上。 13 SPI 线路状态、振铃信号检测端。 线路状态、振铃信号检测端。 14 MUT MUTE 静噪输出端，低有效 静噪输出端， 15 LED 连到键盘指示灯正端，不与 连到键盘指示灯正端，不与MCU连 连 16 R1 经2R5到主板的LK作用为锁控线之一 2R5到主板的 到主板的LK作用为锁控线之一 17 R3 键盘行线，在此作用为锁控线之二 键盘行线，在此作用为锁控线之二(LO) XIN 晶体振荡器输入端 XOUT 晶体振荡器输出端 PLCC 锁相环电容 SEG 液晶显示器“ 液晶显示器“段”驱动信 号 COM 显示器的公共端 实现位选 显示器的公共端(实现位选 实现位选)
2
D/A
电话线的结构功能： §1.3 电话线的结构功能： ▐ 结构：φ0.5mm单股铜芯聚氯乙烯绝缘双绞线。 结构： 单股铜芯聚氯乙烯绝缘双绞线。 单股铜芯聚氯乙烯绝缘双绞线 ▐ 功能：传输恒流馈电、传输信令信号语言信号。 功能：传输恒流馈电、传输信令信号语言信号。
●
馈电：供给电话机工作的电能。 馈电：供给电话机工作的电能。我国电话线路 馈电电压48V，馈电电流在 馈电电压 ，馈电电流在18~80mA之间的 之间的 某个值。普通电话机依靠交换机馈电工作。 某个值。普通电话机依靠交换机馈电工作。 信令信号包含了：完成呼叫接续所需的信号。 信令信号包含了：完成呼叫接续所需的信号。 比如拨号提示音、 比如拨号提示音、DTMF、振铃信号等等。 、振铃信号等等。
●
对外线阻抗Z1的说明 §1.4 对外线阻抗 的说明 Z1包括线路阻抗和对端话机阻抗之和。0.5mm 包括线路阻抗和对端话机阻抗之和。 包括线路阻抗和对端话机阻抗之和 双绞铜线每公里阻抗用下图网络(a)等效 每公里阻抗用下图网络 等效， 双绞铜线每公里阻抗用下图网络 等效，对方话机 阻抗用下图网络(b)等效 等效。 ± 阻抗用下图网络 等效。(F±1%)
电话机摘机时等效直流电阻
交换机
48V 电源
用户电路中 恒流源电路
30mA
线路阻抗
a b 300Ω 300Ω ab
用户电路以恒流方式给话 机供电， 机供电，馈电电流约为 25~35mA。 25~35mA。 话机挂机后需50~100uA 话机挂机后需50~100uA CPU。 供CPU。
电话机挂机时等效直流电阻
（6）常见通知音信号波形 拨号音 忙音 崔挂音
约30秒
450Hz
约30秒
450Hz
约30秒
950Hz
百度文库
注：1、 忙音是0.3秒送、0.3秒停的断续音； 2、崔挂音之后交换机将停止给话机供电； 3、信号幅度约为300~500mVrms。 信号幅度约为300~500mVrms。
交换机送到电话线上的振铃信号
话机(2) 话机(2)
§2.2 具有消侧音电路的通话电路(惠斯登电桥 惠斯登电桥) 惠斯登电桥 平 TIP线 线 a 线路阻抗 衡 Z1 网
话机(1) 话机
RING线 线
线路阻抗
c
络
d
等效
100
b
接受放大器
680
0.1
a、b：送话器(或送话放大器)输出端 c、d：受话器(或受话放大器)输入端
§2 .3 消侧音方程式 侧音：讲话者自己听到自己的声音叫侧音。 侧音：讲话者自己听到自己的声音叫侧音。 根据惠斯顿电桥平衡原理， 根据惠斯顿电桥平衡原理，在送话时要使受话器里听 不到自己的声音，必须满足下列方程： 不到自己的声音，必须满足下列方程：
Z Z
1
Z = Z
2
由消侧音方程式我们自然就想到，在给定 的前提下 的前提下， 由消侧音方程式我们自然就想到，在给定Z1的前提下， 电路设计的任务就是合理而粗略地安排Z2、 和 ， 电路设计的任务就是合理而粗略地安排 、Z3和Z4，然 后在调试过程中进一步确定它们。 后在调试过程中进一步确定它们。 电话机电路中最难设计和不好理解的就是通话电路， 电话机电路中最难设计和不好理解的就是通话电路， 其难点就是如何消侧音及AGC。其次是电源电路，由于 。其次是电源电路， 其难点就是如何消侧音及 电话线的供电电流很有限(虽然国标规定在 虽然国标规定在18mA~80mA 电话线的供电电流很有限(虽然国标规定在18mA~80mA 之间，但实际在 之间，但实际在25~35mA)，且话机挂机后要求漏电流小 ， 于等于25µ ，而话机挂机后还要执行一些工作任务， 于等于 µA，而话机挂机后还要执行一些工作任务，因 整流桥路、 此，电源电路是另一个难点。其余电路(整流桥路、拨号、 电源电路是另一个难点。其余电路 整流桥路 拨号、 来电显示电路)都很简单，是简单地叠加。 来电显示电路 都很简单，是简单地叠加。这些电路在下 都很简单 面第§ 章将分别加以介绍。 章将分别加以介绍 面第§5章将分别加以介绍。
680
680
§2.5
2/4线转换电路及消侧音原理之二 线转换电路及消侧音原理之二 a
2Q1 3R6 15k 3C2 682J
100
680
0.1
3Q1 3R7 6k2
外线 话机
c
3R5 10 +
-
b -
3R8 360 +
d
3C5 0.47µF
送话时红信号与绿信号叠加=0 送话时红信号与绿信号叠加
主板上17芯排线端子的字符及CPU端子定义： 17芯排线端子的字符及CPU端子定义 §3 主板上17芯排线端子的字符及CPU端子定义： 对应CPU端子字符及其定义 端子号 字符 对应 端子字符及其定义 1 SP+ 经键盘接喇叭，没有连接到 经键盘接喇叭，没有连接到CPU上 上 2 CIDON 在设置铃声时由此端输出振铃信号 3 DP 摘挂机控制输出端 4 ROUT 在振铃期间由此端输出振铃信号 5 HKS 摘挂机状态检测端 高为手柄摘机 摘挂机状态检测端(高为手柄摘机 高为手柄摘机) 6 PCTRL 挂机下开关电源控制端 7 TONE DTMF信号输出端 信号输出端 8 VDD CPU电源 电源 9 TIP 来电显示信号输入端 10 RING 来电显示信号输入端
(5) 双音多频信号的频率组合
高频群频率(Hz)
1209
低频群频率(Hz)
1336 1477 1633
697 770 852 941
1 4 7 *
2 5 8 0
3 6 9 #
A B C D
注：电话发出的DTFM信号幅度约为300~500mVrms 电话发出的DTFM信号幅度约为 信号幅度约为300~500mVrms
3 4 换句话说，只要满足上式，那么在送话时c、 两点的 换句话说，只要满足上式，那么在送话时 、d两点的 电位相等，因此没有信号进入受话放大器。 电位相等，因此没有信号进入受话放大器。
要特别说明一点，由于声音是从 要特别说明一点，由于声音是从20Hz~20kHz, 要在这么宽的频带内(加上线路 始终保持 要在这么宽的频带内 加上线路)始终保持 两点电位相 加上线路 始终保持cd两点电位相 等是做不到的，实际上没有必要做到所有频率点上侧音 等是做不到的， 都为零，也不允许做到侧音为零。 都为零，也不允许做到侧音为零。
§2.4
外线 IR
2/4线转换电路及消侧音原理之一 线转换电路及消侧音原理之一
话机
R
a d
100
c
100
IT1 T IT2
0.1
0.1
b 原理：送话时I 在变压器中产生的磁场抵消， 原理：送话时 T1与IT2在变压器中产生的磁场抵消， 但受话时电流I 能在R器中产生话音电流 器中产生话音电流。 但受话时电流 R能在 器中产生话音电流。